JPS63176308A - 表面処理されたジルコニア系粒子およびその製造方法 - Google Patents
表面処理されたジルコニア系粒子およびその製造方法Info
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- ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);disulfate Chemical compound [Zr+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は表面処理されたジルコニア系粒子およびジルコ
ニア系粉体の表面の改質方法に関する。
ニア系粉体の表面の改質方法に関する。
詳述すれば、非凝集性、ぬれ特性、他媒体への分散性、
分散安定性にすぐれた、さらに流動性、摩擦特性、耐摩
耗性、I!!緑性や帯電防止性、荷電制御性などの電気
特性等にすぐれた表面が改質されたジルコニア系粒子お
よびその製造方法に関する。
分散安定性にすぐれた、さらに流動性、摩擦特性、耐摩
耗性、I!!緑性や帯電防止性、荷電制御性などの電気
特性等にすぐれた表面が改質されたジルコニア系粒子お
よびその製造方法に関する。
〈従来の技術〉
ジルコニアは単科晶系、正方晶系および立方晶系の3種
類の結晶構造があり、耐蝕性、強靭性、酸素イオン伝導
性等、他の材料にない特性を有していることから酸素セ
ンサー、電子部品、各N構造材、めるいは生体材料等い
ろいろな用途に応用され、素材として今後増々重喪視さ
れることが予想される。そして、本発明が提供する非凝
集性、ぬれ特性、分散性、分散安定性等にすぐれた表面
改質ジルコニア系粒子はさらに以下のごとき用途が見出
されるものである。すなわち、セラミックスるるいは金
属に分散させて強化セラミ、クスあるいは分散強化合金
用に愛用され、さらに、ガラス、シラステ、り成形品、
シート、フィルム等の基材中に分散させ、あるいはコー
テイング膜を上記基材に製膜し、基材に耐熱性、反射防
止、導電性、紫外線吸収、硬度の強化、耐薬品性、耐久
性等の機能を付与し、あるいは向上させるために使用さ
れる。
類の結晶構造があり、耐蝕性、強靭性、酸素イオン伝導
性等、他の材料にない特性を有していることから酸素セ
ンサー、電子部品、各N構造材、めるいは生体材料等い
ろいろな用途に応用され、素材として今後増々重喪視さ
れることが予想される。そして、本発明が提供する非凝
集性、ぬれ特性、分散性、分散安定性等にすぐれた表面
改質ジルコニア系粒子はさらに以下のごとき用途が見出
されるものである。すなわち、セラミックスるるいは金
属に分散させて強化セラミ、クスあるいは分散強化合金
用に愛用され、さらに、ガラス、シラステ、り成形品、
シート、フィルム等の基材中に分散させ、あるいはコー
テイング膜を上記基材に製膜し、基材に耐熱性、反射防
止、導電性、紫外線吸収、硬度の強化、耐薬品性、耐久
性等の機能を付与し、あるいは向上させるために使用さ
れる。
さらには、すぐれた流動性、摩擦特性、耐摩耗性等の機
械特性を生かして、すベク剤、スペイサ−等として、ま
たその電気特性によって帯電防止剤、荷電制御剤等とし
ても有効に使用される。
械特性を生かして、すベク剤、スペイサ−等として、ま
たその電気特性によって帯電防止剤、荷電制御剤等とし
ても有効に使用される。
従来、無機質粉体の表面をカップリング剤、界7ill
t、剤、IIママ−エマルジ冒ン、アルコール等の試薬
を用いて処理し、有機表面改質層を設ける試みが広くな
されており、例えば、顔料や充填剤として用いられる酸
化チタン、酸化鉄、フェライト、鉄、酸化亜鉛、酸化ク
ロム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、シリカ、メルク、マイカ、クレー類などが表面処
理されている。しかしながら、いわゆるファインセラミ
ックスとしては窒化ケイ素や窒化チタンなどで疎水化ノ
検討(色材58317.455(1985) 、PZT
(Pb。
t、剤、IIママ−エマルジ冒ン、アルコール等の試薬
を用いて処理し、有機表面改質層を設ける試みが広くな
されており、例えば、顔料や充填剤として用いられる酸
化チタン、酸化鉄、フェライト、鉄、酸化亜鉛、酸化ク
ロム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、シリカ、メルク、マイカ、クレー類などが表面処
理されている。しかしながら、いわゆるファインセラミ
ックスとしては窒化ケイ素や窒化チタンなどで疎水化ノ
検討(色材58317.455(1985) 、PZT
(Pb。
Zr 、 Ti系酸化物9のカプセル化の検討(0&’
l[5s−46240)等わずかに検討されているにす
ぎなh0従来のシラン系、チタネート系などのカップリ
ング剤による無機質粉体の処理方法は一般に(1)ヘン
シェルミキサーなどを用いて粉体を攪拌、混合しながら
、力、ブリング剤を添加して表面に付着させる乾式法。
l[5s−46240)等わずかに検討されているにす
ぎなh0従来のシラン系、チタネート系などのカップリ
ング剤による無機質粉体の処理方法は一般に(1)ヘン
シェルミキサーなどを用いて粉体を攪拌、混合しながら
、力、ブリング剤を添加して表面に付着させる乾式法。
(2)粉体と分散媒とを混合してスラリー状などにし力
、fリング剤を添加しながら攪拌しスラリーを乾燥させ
る湿式法。
、fリング剤を添加しながら攪拌しスラリーを乾燥させ
る湿式法。
がある。しかし、乾式法ではカップリング剤を粉体に均
一に付着させることは困難で65、従来の湿式法では、
加水分解のための水や未処理の状態の表面水酸基の存在
のためなどによって乾燥時に粉体の凝集がおこりやすく
、いずれの場合も充分な表面改質の効果は得られていな
い。
一に付着させることは困難で65、従来の湿式法では、
加水分解のための水や未処理の状態の表面水酸基の存在
のためなどによって乾燥時に粉体の凝集がおこりやすく
、いずれの場合も充分な表面改質の効果は得られていな
い。
〈発明が解決しようとする問題点〉
多くの酸化物と同様にジルコニアはその表面に水酸基を
有し、親水性を示すが、他のセラミックスと比較して密
度が比重に大きいという特徴を有している。そのため、
ジルコニア系粉体をポリマー基材に分散させようとする
場合、あるいはポリマー等をバインダーとしてジルコニ
ア系粉体を成蟹しようとする場合、相溶性がなく密度差
のためにガラスやシラステ、り成型品、シートやフィル
ムなどへの均一分散が困難であるとともに、またジルコ
ニア成型品を調整する場合焼結の際にソリやワレなどの
問題がある。
有し、親水性を示すが、他のセラミックスと比較して密
度が比重に大きいという特徴を有している。そのため、
ジルコニア系粉体をポリマー基材に分散させようとする
場合、あるいはポリマー等をバインダーとしてジルコニ
ア系粉体を成蟹しようとする場合、相溶性がなく密度差
のためにガラスやシラステ、り成型品、シートやフィル
ムなどへの均一分散が困難であるとともに、またジルコ
ニア成型品を調整する場合焼結の際にソリやワレなどの
問題がある。
さらに、ジルコニア粒子の表面水酸基による凝集のため
、流動性なども劣る傾向にあり、絶縁性、帯電防止性や
荷電制御性などの電気特性も用途によっては充分な性質
を有しない場合もある。
、流動性なども劣る傾向にあり、絶縁性、帯電防止性や
荷電制御性などの電気特性も用途によっては充分な性質
を有しない場合もある。
そこで、本発明の目的はジルコニア系粒子の表面をカッ
プリング剤によって表面処理を行ない、表面が改質され
たジルコニア系粒子を得ることにある。また本発明の他
の目的は充分な表面改質効果を有するジルコニア系粒子
を製造することにある。
プリング剤によって表面処理を行ない、表面が改質され
たジルコニア系粒子を得ることにある。また本発明の他
の目的は充分な表面改質効果を有するジルコニア系粒子
を製造することにある。
く問題点を解決するための手段〉
本発明者らはジルコニア系粒子の表面の水酸基を表面処
理することによって親水性から疎水性へ改質して上記の
欠点を改良すべく検討した結果、新規な表面が改質され
たジルコニア系粒子およびその製造方法を見い出したも
のである。
理することによって親水性から疎水性へ改質して上記の
欠点を改良すべく検討した結果、新規な表面が改質され
たジルコニア系粒子およびその製造方法を見い出したも
のである。
すなわち、本発明・は力、fリング剤、例えば、シラン
系、チタネート系またはアルミニツム系のアルコキシ化
合物、クロロ化合物、アミノ化合物およびそれらの誘導
体からなる群から選択される少なくとも1種を用いて、
ジルコニアまたはイツトリウム、セシウム、カルシウム
およびマグネシウムよジなる群から選ばれた少なくとも
一種の元素を酸化物として50モルチ以下含有してなる
ジルコニア系粉体の表面が処理された表面改質ジルコニ
ア系粒子を提供する。さらに、本発明はジルコニアまた
はイツトリウム、セリウム、カルシウムおよびマグネシ
ウムよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を酸
化物として50モルチ以下含有してなるジルコニア系粉
体と前記のカップリング剤および溶媒とを混合あるいは
懸濁したのち、20〜300℃の範囲の温度で加熱処理
した後、あるいは加熱処理を行ないつつ溶媒を除去する
ことによりて表面改質ジルコニア系粒子を製造する方法
、または、前記の混合あるいは懸濁したのちさらに有機
溶媒中に該ジルコニア粉体を分散せしめて加熱蒸留を行
ない、脱水乾燥し、続いて20〜300℃の範囲の温度
で加熱処理することによって表面改質ジルコニア系粒子
を製造する方法、または、懸濁させてスラリーとし、該
スラリーを20〜300℃の範囲の温度で噴霧乾燥して
表面改質ジルコニア系粒子を製造する方法を提供するも
のである。
系、チタネート系またはアルミニツム系のアルコキシ化
合物、クロロ化合物、アミノ化合物およびそれらの誘導
体からなる群から選択される少なくとも1種を用いて、
ジルコニアまたはイツトリウム、セシウム、カルシウム
およびマグネシウムよジなる群から選ばれた少なくとも
一種の元素を酸化物として50モルチ以下含有してなる
ジルコニア系粉体の表面が処理された表面改質ジルコニ
ア系粒子を提供する。さらに、本発明はジルコニアまた
はイツトリウム、セリウム、カルシウムおよびマグネシ
ウムよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を酸
化物として50モルチ以下含有してなるジルコニア系粉
体と前記のカップリング剤および溶媒とを混合あるいは
懸濁したのち、20〜300℃の範囲の温度で加熱処理
した後、あるいは加熱処理を行ないつつ溶媒を除去する
ことによりて表面改質ジルコニア系粒子を製造する方法
、または、前記の混合あるいは懸濁したのちさらに有機
溶媒中に該ジルコニア粉体を分散せしめて加熱蒸留を行
ない、脱水乾燥し、続いて20〜300℃の範囲の温度
で加熱処理することによって表面改質ジルコニア系粒子
を製造する方法、または、懸濁させてスラリーとし、該
スラリーを20〜300℃の範囲の温度で噴霧乾燥して
表面改質ジルコニア系粒子を製造する方法を提供するも
のである。
本発明において出発原料として使用される表面改質され
るジルコニアまたはイツトリウム、セリウム、カルシウ
ム、およびマグネシウムよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素を酸化物とおよび粒子形状等の諸物性に
制限されることなくいかなるものでも使用できる。すな
わち、本発明で提供される表面改質ジルコニア系粒子の
用途によって適宜原料を選択することができる0例えば
、成型体用粒子または粒剤として用いる場合には一般に
粒子径は小さく、比表面積が大きく粘度分布が狭く球状
の形状をもつものが好ましい。特に比衆面積は10〜1
50m”/りの範囲のジルコニア系体 粉Iが好ましく、特に20〜100m”、/Pの範囲が
好ましい。本発明において原料となるジルコニア系粉体
としては、例えば、特開昭60−176921号、特願
昭60−156941号、特願昭61−51468号に
記載された方法によって製造されるものなどを使用する
ことができる。
るジルコニアまたはイツトリウム、セリウム、カルシウ
ム、およびマグネシウムよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素を酸化物とおよび粒子形状等の諸物性に
制限されることなくいかなるものでも使用できる。すな
わち、本発明で提供される表面改質ジルコニア系粒子の
用途によって適宜原料を選択することができる0例えば
、成型体用粒子または粒剤として用いる場合には一般に
粒子径は小さく、比表面積が大きく粘度分布が狭く球状
の形状をもつものが好ましい。特に比衆面積は10〜1
50m”/りの範囲のジルコニア系体 粉Iが好ましく、特に20〜100m”、/Pの範囲が
好ましい。本発明において原料となるジルコニア系粉体
としては、例えば、特開昭60−176921号、特願
昭60−156941号、特願昭61−51468号に
記載された方法によって製造されるものなどを使用する
ことができる。
さらに水酸化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、リン酸
ジルコニウム、BaZrO3e CaZrO3などのジ
ルコニウム複合酸化物、ジルコン(Z r S i O
4)や、炭化ジルコニウム(ZrC) 、ホウ化ジルコ
ニウム(Z r B 2 )あるいはジルコニア繊維も
当然底面改質されうるものである。
ジルコニウム、BaZrO3e CaZrO3などのジ
ルコニウム複合酸化物、ジルコン(Z r S i O
4)や、炭化ジルコニウム(ZrC) 、ホウ化ジルコ
ニウム(Z r B 2 )あるいはジルコニア繊維も
当然底面改質されうるものである。
また、力、!リング剤としてはシラン系、チタネート系
、アルミニウム系が用いられるがノルコアルミネート系
、ジルコネート系力、グリング剤も使用することができ
る。
、アルミニウム系が用いられるがノルコアルミネート系
、ジルコネート系力、グリング剤も使用することができ
る。
シラン系力、!リング剤は一般弐YR8iX3(Yは有
機官能基、Rはアルキル基、Xは加水分解基を示す。ン
で城わされる。Yとしては例えばビニル基、アミノ基、
シア、ミノ基、エポキシ基、メルカプト基、グリシドキ
シ基、メタクリロキシ基、ウレイド基、クロル基等が挙
げられ、Xとしては、例えばメトキシ基、エトキシ基、
クロル基等が挙げられる。さらに、具体例をあげるとメ
チルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
メチルトリクロロシラン、ビニルトリクロルシラン、ビ
ニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシ
エトキシクシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、γ−メタクリロキシグロビルトリ
メトキシシ2ノ、γ−メタクリロキシグロビルメチルジ
メトキシシ2ン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル
〕エテルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシグロビ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルメチ
ルジェトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミ
ノノロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル
〕γ−アミノグロピルメチルソメトキシシラン、γ−ア
ミノグロビルトリエトキシシラン、N−フェニル−r−
アミノゾロピルトリメトキシシラン、γ−メルカグトグ
ロビルトリメトキシシラン、γ−メルカプトグロビルメ
チルジメトキシシラン、r−クロロゾロビルトリメトキ
シシラン、γ−クロロゾロビルメチルジクロロシラン、
γ−クロロプロピルメテルノメトキシシラ/、r−クロ
ロノロビルメチルジェトキシシラン、γ−ウレイドグロ
ビルトリエトキシシラン、r−アニリノプロピルトリメ
トキシシラン、オクタデシルジメチル(3−()リメト
キシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、など
がある。
機官能基、Rはアルキル基、Xは加水分解基を示す。ン
で城わされる。Yとしては例えばビニル基、アミノ基、
シア、ミノ基、エポキシ基、メルカプト基、グリシドキ
シ基、メタクリロキシ基、ウレイド基、クロル基等が挙
げられ、Xとしては、例えばメトキシ基、エトキシ基、
クロル基等が挙げられる。さらに、具体例をあげるとメ
チルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
メチルトリクロロシラン、ビニルトリクロルシラン、ビ
ニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシ
エトキシクシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、γ−メタクリロキシグロビルトリ
メトキシシ2ノ、γ−メタクリロキシグロビルメチルジ
メトキシシ2ン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル
〕エテルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシグロビ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルメチ
ルジェトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミ
ノノロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル
〕γ−アミノグロピルメチルソメトキシシラン、γ−ア
ミノグロビルトリエトキシシラン、N−フェニル−r−
アミノゾロピルトリメトキシシラン、γ−メルカグトグ
ロビルトリメトキシシラン、γ−メルカプトグロビルメ
チルジメトキシシラン、r−クロロゾロビルトリメトキ
シシラン、γ−クロロゾロビルメチルジクロロシラン、
γ−クロロプロピルメテルノメトキシシラ/、r−クロ
ロノロビルメチルジェトキシシラン、γ−ウレイドグロ
ビルトリエトキシシラン、r−アニリノプロピルトリメ
トキシシラン、オクタデシルジメチル(3−()リメト
キシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、など
がある。
また、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン
、フェニルエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシ
シランなどのアルコキシシラン化合物、トリメチルクロ
ロシラン、メチルビニルクロロシラン、フェニルトリク
ロロシラン、などのクロロシラン化合物、ヘキサメテル
ソシラデン、N−トリメチルシリルアセトアミド、トリ
メチルシリルイミダゾールなどのシラジン類も好適に表
面処理剤として用いることができる。
シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン
、フェニルエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシ
シランなどのアルコキシシラン化合物、トリメチルクロ
ロシラン、メチルビニルクロロシラン、フェニルトリク
ロロシラン、などのクロロシラン化合物、ヘキサメテル
ソシラデン、N−トリメチルシリルアセトアミド、トリ
メチルシリルイミダゾールなどのシラジン類も好適に表
面処理剤として用いることができる。
チタネート系カップリング剤としては、例えば、インゾ
ロピルトリイソステアロイルチタネート、インプロピル
トリ(N−アミノエチル−アミノエチル〕チタネート、
インゾロビルトリオクタノイルチタネート、イソ!ロピ
ルソメタクリルインステアロイルチタネート、インゾロ
ピルインステアロイルジアクリルチタネートが好ましい
、iたイソプロピルトリク(ジオクチルノ母イロホヌ7
エート〕チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシ
ルホヌファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリ
ルオキシルメチル−1−ブチル〕ビス(ジトリデシル)
ホスフェートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホス
フェ−トノオキシアセテートチタネート、ビス(ジオク
チルパイロホスフェ−トラエチレンチタネート、インゾ
ロビルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、テ
トライソゾロピルビス(ジオクチルホスファイトコチタ
ネートなどが挙げられる。
ロピルトリイソステアロイルチタネート、インプロピル
トリ(N−アミノエチル−アミノエチル〕チタネート、
インゾロビルトリオクタノイルチタネート、イソ!ロピ
ルソメタクリルインステアロイルチタネート、インゾロ
ピルインステアロイルジアクリルチタネートが好ましい
、iたイソプロピルトリク(ジオクチルノ母イロホヌ7
エート〕チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシ
ルホヌファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリ
ルオキシルメチル−1−ブチル〕ビス(ジトリデシル)
ホスフェートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホス
フェ−トノオキシアセテートチタネート、ビス(ジオク
チルパイロホスフェ−トラエチレンチタネート、インゾ
ロビルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、テ
トライソゾロピルビス(ジオクチルホスファイトコチタ
ネートなどが挙げられる。
アルミニウム系力、fリング剤としては、例えば、アセ
トアルコキシアルミニクムノイングロピレートなどが挙
げられる。力、ブリング剤の添加fは原料粉体の諸物性
とカップリング剤の種類によって種々異なってくるもの
の、概して、粉体に対して0.1〜20重t%、好まし
くは0.5〜10重f%、さらに好ましくは1〜5重量
%の範囲の量を使用すれば表面処理効果は充分得られる
。ここにおいて、最も好ましいカップリング剤の添加量
は原粉粉体の表面上に該力、プリングの単分子膜ができ
るような量である。この最適添加量は力、!リング剤の
最小被覆面積およびジルコニア系粉体の比弄面積によっ
て決″1シ、次の計算式によって算出される 添加量が多過ぎると力、プリング剤どうしの反応が生じ
て遊離物質ができ、分散性等に悪影響を5でき・表面処
理効果が 十分に発揮されない。
トアルコキシアルミニクムノイングロピレートなどが挙
げられる。力、ブリング剤の添加fは原料粉体の諸物性
とカップリング剤の種類によって種々異なってくるもの
の、概して、粉体に対して0.1〜20重t%、好まし
くは0.5〜10重f%、さらに好ましくは1〜5重量
%の範囲の量を使用すれば表面処理効果は充分得られる
。ここにおいて、最も好ましいカップリング剤の添加量
は原粉粉体の表面上に該力、プリングの単分子膜ができ
るような量である。この最適添加量は力、!リング剤の
最小被覆面積およびジルコニア系粉体の比弄面積によっ
て決″1シ、次の計算式によって算出される 添加量が多過ぎると力、プリング剤どうしの反応が生じ
て遊離物質ができ、分散性等に悪影響を5でき・表面処
理効果が 十分に発揮されない。
ジルコニア系粉体の表面改質方法としてはジルコニア系
粉体の性状や使用するカップリング剤の種類によって適
宜選択される。ジルコニア系粉体とカップリング剤およ
び水あるいはメタノール、lレ エタノール、プダノーIやエチレングリコールなどの有
機溶媒ろるいは水とこれら有機溶媒との混合物を加え混
合あるいは懸濁せしめる。この場合力、プリング剤を有
機溶媒に希釈せしめて添加してもよいし、必要であれば
無機酸などの酸触媒を添加してもよい。混合する場合は
V型混合機やヘンシェルミキサー、乾式ボールミルやニ
ーダ−等を用いることができる。懸濁する場合はホモミ
クサー、アジター、湿式ゴールミル、超音波振とり器、
スリーワンモーター等を用いることができる。
粉体の性状や使用するカップリング剤の種類によって適
宜選択される。ジルコニア系粉体とカップリング剤およ
び水あるいはメタノール、lレ エタノール、プダノーIやエチレングリコールなどの有
機溶媒ろるいは水とこれら有機溶媒との混合物を加え混
合あるいは懸濁せしめる。この場合力、プリング剤を有
機溶媒に希釈せしめて添加してもよいし、必要であれば
無機酸などの酸触媒を添加してもよい。混合する場合は
V型混合機やヘンシェルミキサー、乾式ボールミルやニ
ーダ−等を用いることができる。懸濁する場合はホモミ
クサー、アジター、湿式ゴールミル、超音波振とり器、
スリーワンモーター等を用いることができる。
混合あるいは懸濁のさい、カップリング剤によるジルコ
ニア系粉体の狭面改質をより容易にならしめるため条件
によってはカップリング剤の沸点あるいは分解温度を下
回る温度で加温してもよい。
ニア系粉体の狭面改質をより容易にならしめるため条件
によってはカップリング剤の沸点あるいは分解温度を下
回る温度で加温してもよい。
この温度は使用されるカップリング剤の種類によ次いで
、混合あるいは懸濁後の該ジルコニア系粉体および溶媒
の脱水乾燥は20〜300℃の範囲の温度でロータリ一
式エパホレータなどを用いて加熱排気処理する、あるい
は、該ジルコニア系粉体をブタノール、エチレングリコ
ール、トルエンなどの有機溶媒中に分散せしめて加熱蒸
留を行い、次いで20〜300℃の範囲の温度で温度ゾ
ロダラム式乾燥器やエバーレータ−などを用いて加熱処
理することによってなされる、あるいは該ノルコニア系
粉体スラ!j−i20〜300℃の範囲の温度でスプレ
ードライヤーを用いて噴霧乾燥することによってなされ
る。
、混合あるいは懸濁後の該ジルコニア系粉体および溶媒
の脱水乾燥は20〜300℃の範囲の温度でロータリ一
式エパホレータなどを用いて加熱排気処理する、あるい
は、該ジルコニア系粉体をブタノール、エチレングリコ
ール、トルエンなどの有機溶媒中に分散せしめて加熱蒸
留を行い、次いで20〜300℃の範囲の温度で温度ゾ
ロダラム式乾燥器やエバーレータ−などを用いて加熱処
理することによってなされる、あるいは該ノルコニア系
粉体スラ!j−i20〜300℃の範囲の温度でスプレ
ードライヤーを用いて噴霧乾燥することによってなされ
る。
これらの工程によってジルコニア系粉体の狭面改質は完
了するものであるが加熱処理温度は好ましくは40〜2
00℃であり、さらに好ましくは80〜150℃である
。また加熱時間は温度によって異なるが0.5〜6時間
、好ましくは1〜3時間である。
了するものであるが加熱処理温度は好ましくは40〜2
00℃であり、さらに好ましくは80〜150℃である
。また加熱時間は温度によって異なるが0.5〜6時間
、好ましくは1〜3時間である。
しかしながら混合あるいは懸濁のさいにも加温せず、さ
らに加熱処理をしない単なる風乾では表面改質は完全に
完了しておらず、その効果はほとんど認められない。
らに加熱処理をしない単なる風乾では表面改質は完全に
完了しておらず、その効果はほとんど認められない。
また、該ジルコニア系粉体および溶媒を含む混合物ある
いは懸濁液を単に電気乾燥器を用いて乾燥することは、
表面改質されたジルコニア系粒子の凝集が生じ、分散性
に悪影響を及ぼし、充分な表面改質効果が得られなくな
り好ましくない。
いは懸濁液を単に電気乾燥器を用いて乾燥することは、
表面改質されたジルコニア系粒子の凝集が生じ、分散性
に悪影響を及ぼし、充分な表面改質効果が得られなくな
り好ましくない。
〈発明の効果〉
本発明によれば平均粒子径がサブミクロンオーバーの微
粒子はもちろんのこと0.01μ程度の超微粒子ジルコ
ニアでも凝集することなく均一に表面改質することがで
きる。本発明の方法によって得られた狭面改質ジルコニ
ア系粒子に分散媒を加えて振とうし、その沈降体積から
分散性を測ったところ沈降体積はきわめて少なく、すぐ
れた表面処理効果を示すものであった。またイアドリア
を3モルチ含有してなる表面改質ジルコニア系粒子と有
機バインダーを用いて焼結体を製造したところ、焼結密
度6.05以上を有する焼結体が得られ、すぐれた焼結
体原料となるものでめった。
粒子はもちろんのこと0.01μ程度の超微粒子ジルコ
ニアでも凝集することなく均一に表面改質することがで
きる。本発明の方法によって得られた狭面改質ジルコニ
ア系粒子に分散媒を加えて振とうし、その沈降体積から
分散性を測ったところ沈降体積はきわめて少なく、すぐ
れた表面処理効果を示すものであった。またイアドリア
を3モルチ含有してなる表面改質ジルコニア系粒子と有
機バインダーを用いて焼結体を製造したところ、焼結密
度6.05以上を有する焼結体が得られ、すぐれた焼結
体原料となるものでめった。
〈実施例〉
次に、不発明を実施例に基いて更に詳細に説明する。
実施例1
比表面積40yt”/P(平均粒子径0.025μm)
のジルコニア粉体100pと水200ノをホモミクサー
を用いて20分間懸濁せしめた。さらに懸濁せしめなが
らメチルトリメトキシシラン(トーレシリコン社袈、品
番5Z−6070)8ノを含むメタノール溶液32Pを
20分間かけて徐々に滴下し、滴下終了後もさらに10
分間懸濁を継続した。このジルコニア懸濁液をロータリ
一式111ボレーターにより80℃に加温しながら溶媒
を加熱排気処理して狭面改質ジルコニア粒子を得た。
のジルコニア粉体100pと水200ノをホモミクサー
を用いて20分間懸濁せしめた。さらに懸濁せしめなが
らメチルトリメトキシシラン(トーレシリコン社袈、品
番5Z−6070)8ノを含むメタノール溶液32Pを
20分間かけて徐々に滴下し、滴下終了後もさらに10
分間懸濁を継続した。このジルコニア懸濁液をロータリ
一式111ボレーターにより80℃に加温しながら溶媒
を加熱排気処理して狭面改質ジルコニア粒子を得た。
実施例2
比表面積75i/P(平均粒子径0.013μm)のイ
アドリアを3モルチ含有するジルコニア粉体150PK
メタノール225Fを加えて12時間ゴールミル処理し
てスラリーを得た。このスラリー250Pに純水709
に添加し、さらにオクタデシルジメチル(3−()リメ
トキシシリル)fC2ヒA/)アンモニウムクロライド
(トーレシリコン社製、品番AY43−021)の50
%メタノール溶液’に30p加え、120分間リフラッ
クスした。
アドリアを3モルチ含有するジルコニア粉体150PK
メタノール225Fを加えて12時間ゴールミル処理し
てスラリーを得た。このスラリー250Pに純水709
に添加し、さらにオクタデシルジメチル(3−()リメ
トキシシリル)fC2ヒA/)アンモニウムクロライド
(トーレシリコン社製、品番AY43−021)の50
%メタノール溶液’に30p加え、120分間リフラッ
クスした。
次いでこのジルコニアスラリーにn−ブタノ−ル100
ccを加工てロータリ一式二ノ々ボレーターにより90
℃に加温しながら溶媒を加熱排気処理しさらに120℃
の乾燥器で2時間加熱処理して表面改質ジルコニア系粒
子を得た。
ccを加工てロータリ一式二ノ々ボレーターにより90
℃に加温しながら溶媒を加熱排気処理しさらに120℃
の乾燥器で2時間加熱処理して表面改質ジルコニア系粒
子を得た。
実施例3
比表面積55 m”/p (平均粒子径0.018pm
)のカルシア4モルチおよびセリア4モルtsヲ含有す
るジルコニア粉体150j’にインゾロピルトリ(N−
アミノエチル−アミノエチル〕チタネート(味の素社製
、商品名!レンアクトKR−44) 4.5 pを溶解
せしめた水溶液145.5 Pを添加しゴールミルで1
6時間処理してスラリーを得た。このスラリーを供給速
度25m1!/分、アトマイデー回転数13000rp
m、熱風温度180℃、排風温度105℃なる条件で噴
霧乾燥して表面改質ジルコニア系粒子を得た。
)のカルシア4モルチおよびセリア4モルtsヲ含有す
るジルコニア粉体150j’にインゾロピルトリ(N−
アミノエチル−アミノエチル〕チタネート(味の素社製
、商品名!レンアクトKR−44) 4.5 pを溶解
せしめた水溶液145.5 Pを添加しゴールミルで1
6時間処理してスラリーを得た。このスラリーを供給速
度25m1!/分、アトマイデー回転数13000rp
m、熱風温度180℃、排風温度105℃なる条件で噴
霧乾燥して表面改質ジルコニア系粒子を得た。
実施例4
比表面積40 m”/p (平均粒子径0.025μm
)のジルコニア粉体100Fに2重tチのアセトアルコ
キシアルミニウムジイソゾロピレート(味の素社裂、商
品名グレンアクトAL−M )のイングロノ4ノール溶
液150pt−加えてヌリーワンモーターで60分間リ
フラ、クスした。
)のジルコニア粉体100Fに2重tチのアセトアルコ
キシアルミニウムジイソゾロピレート(味の素社裂、商
品名グレンアクトAL−M )のイングロノ4ノール溶
液150pt−加えてヌリーワンモーターで60分間リ
フラ、クスした。
℃2時間加熱処理して表面改質ジルコニア系粒子を得た
。
。
比較例1
実施例1と同様にしてジルコニア懸濁液を得た。
次いでこの懸濁液を2昼夜呈温で放置して風乾せしめて
表面改質ジルコニア系粒子を得た。
表面改質ジルコニア系粒子を得た。
実施例5
実施例1〜4および比較例1で得られた表面改質ジルコ
ニア系粒子、および実施例1で用いた無処理ジルコニア
粒子を試験管に0.5Fとり水/トルエン(、1/1
)分散媒20ゴを加え、試験管ミクサーで60秒間振と
うせしめたのち、静置し1分後、10分後および30分
後の沈降体積から、その分散性を観察した。得られた結
果を表−1に示した(ただし、表中の各々の記号は分散
性の状態を定性的に示すものであって、◎は良・○はや
や良、Δはやや不良、×は不良な状態を表わす)・表−
1の結果のとおり本発明による表面改質ジルコニア系粒
子はトルエン層にジルコニア系粒子が分散しており、す
ぐれた分散性を示すものであった。しかし、比較例1の
風乾処理のジルコニア粒子は凝集のためか分散性の経時
変化が大きいものであった。また、無処理ジルコニア粒
子は分散性に劣91分後でもかなり沈降が認められ10
分後ではほとんど沈降した。
ニア系粒子、および実施例1で用いた無処理ジルコニア
粒子を試験管に0.5Fとり水/トルエン(、1/1
)分散媒20ゴを加え、試験管ミクサーで60秒間振と
うせしめたのち、静置し1分後、10分後および30分
後の沈降体積から、その分散性を観察した。得られた結
果を表−1に示した(ただし、表中の各々の記号は分散
性の状態を定性的に示すものであって、◎は良・○はや
や良、Δはやや不良、×は不良な状態を表わす)・表−
1の結果のとおり本発明による表面改質ジルコニア系粒
子はトルエン層にジルコニア系粒子が分散しており、す
ぐれた分散性を示すものであった。しかし、比較例1の
風乾処理のジルコニア粒子は凝集のためか分散性の経時
変化が大きいものであった。また、無処理ジルコニア粒
子は分散性に劣91分後でもかなり沈降が認められ10
分後ではほとんど沈降した。
Claims (5)
- (1)カップリング剤を用いて表面処理されたことを特
徴とするジルコニアまたはイットリウム、セリウム、カ
ルシウムおよびマグネシウムよりなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素を酸化物として50モル%以下含有
してなるジルコニア系粒子。 - (2)カップリング剤がシラン系、チタネート系または
アルミニウム系のアルコキシ化合物、クロロ化合物、ア
ミノ化合物およびそれらの誘導体からなる群から選択さ
れる少なくとも1種の化合物である特許請求の範囲第(
1)項記載の表面処理されたジルコニア系粒子。 - (3)ジルコニアまたはイットリウム、セリウム、カル
シウムおよびマグネシウムよりなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素を酸化物として50モル%以下含有し
てなるジルコニア系粉体とカップリング剤および溶媒と
を混合あるいは懸濁したのち、20〜300℃の温度範
囲で加熱せしめて、前記ジルコニア粉体の表面を処理す
ることを特徴とする表面処理されたジルコニア系粒子の
製造方法。 - (4)ジルコニアまたはイットリウム、セリウム、カル
シウムおよびマグネシウムよりなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素を酸化物として50モル%以下含有し
てなるジルコニア系粉体とカップリング剤および溶媒と
を混合あるいは懸濁したのち、有機溶媒中に前記ジルコ
ニア粉体を分散せしめて加熱蒸留を行い、脱水、乾燥し
、続いて20〜300℃の範囲の温度で加熱処理するこ
とを特徴とする表面処理されたジルコニア系粒子の製造
方法。 - (5)ジルコニアまたはイットリウム、セリウム、カル
シウムおよびマグネシウムよりなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素を酸化物として50モル%以下含有し
てなるジルコニア系粉体とカップリング剤および溶媒と
を懸濁させてスラリーとし、次いで該スラリーを20〜
300℃の範囲の温度で噴霧乾燥することを特徴とする
表面処理されたジルコニア系粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP331687A JPS63176308A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 表面処理されたジルコニア系粒子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP331687A JPS63176308A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 表面処理されたジルコニア系粒子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63176308A true JPS63176308A (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=11553950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP331687A Pending JPS63176308A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 表面処理されたジルコニア系粒子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63176308A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057360A (en) * | 1987-10-23 | 1991-10-15 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Ceramic green sheet |
JP2007217242A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 無機酸化物透明分散液と透明複合体、発光素子封止用組成物及び発光素子並びに透明複合体の製造方法 |
JP2008044835A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-28 | Nippon Shokubai Co Ltd | 酸化ジルコニウムナノ粒子およびその製造方法 |
JP2011050850A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Toto Ltd | 光触媒塗装体、および光触媒コーティング液 |
JP2011050849A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Toto Ltd | 光触媒塗装体、および光触媒コーティング液 |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP331687A patent/JPS63176308A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057360A (en) * | 1987-10-23 | 1991-10-15 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Ceramic green sheet |
JP2007217242A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 無機酸化物透明分散液と透明複合体、発光素子封止用組成物及び発光素子並びに透明複合体の製造方法 |
JP2008044835A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-28 | Nippon Shokubai Co Ltd | 酸化ジルコニウムナノ粒子およびその製造方法 |
JP2011050850A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Toto Ltd | 光触媒塗装体、および光触媒コーティング液 |
JP2011050849A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Toto Ltd | 光触媒塗装体、および光触媒コーティング液 |
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