WO2020129306A1 - ジルコニウム含有アルコール液 - Google Patents

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理大 丹羽
定寛 柳下
正典 森下
境 哲男
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第一稀元素化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a zirconium-containing alcohol liquid.
  • zirconium oxide Since zirconium oxide has excellent chemical stability and durability, it is used as a surface coating material for various materials. Conventionally, as a method for forming a coating film using zirconium oxide, a method is known in which a coating solution containing zirconium adjusted to obtain a coating film is applied to the surface to be coated, and the coating film is formed through steps such as drying and heat treatment. ing.
  • Patent Document 1 discloses that a Zr-O-Zr bond is a main chain and an OCOR group is a side chain (wherein R is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • a ceramic coating liquid for high temperature oxidation prevention of stainless steel in which a zirconium oxide precursor gel-like material composed of a polymer having the formula (1) is dissolved in a carboxylic acid and an organic solvent (in particular, refer to claim 1). Further, Patent Document 1 describes that a zirconium oxide-based precursor polymer gel solid is extremely stable for a long period of time against moisture in the atmosphere because it has almost no unreacted alkoxy groups. (See especially paragraph [0006]).
  • the coating liquid of Patent Document 1 is not colorless and transparent.
  • the present inventor has found that the coating liquid of Patent Document 1 does not become colorless and transparent even if the amount thereof is small because it contains an unreacted alkoxy group. I found out. According to the inventor's verification, the coating liquid of Patent Document 1 has a yellowish transparent color.
  • the present inventor if the coating liquid is colorless and transparent, even after applying the coating liquid, the original tint of the coating target can be kept as much as possible, and the designability may be further improved. I came to think. In addition, when the coating liquid is circulated, it is considered that colorless and transparent is preferable.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is to keep the original color of the coating target as much as possible, and to improve the designability of the zirconium-containing alcohol liquid. To provide.
  • the present inventor has conducted extensive studies on a zirconium-containing alcohol liquid. As a result, by adopting the following configuration, it has been found that it is possible to provide the zirconium-containing alcohol liquid capable of maintaining the original color of the coating target as much as possible and further improving the designability. The present invention has been completed.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to the present invention Containing zirconium oxyacetate, a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, water, and an alcohol solvent,
  • the transmittance for light having a wavelength of 380 nm after heating for 50 hours under a temperature condition of 40° C. is 90% or more and 100% or less.
  • a zirconium-containing solution is prepared. be able to. Further, since the transmittance for light having a wavelength of 380 nm after heating for 50 hours under the temperature condition of 40° C. is 90% or more and 100% or less, it can be said that it is colorless and transparent even after long-term storage. "Heating for 50 hours under the temperature condition of 40°C" is intended for an accelerated test for long-term storage.
  • the content of zirconium with respect to the entire zirconium-containing alcohol liquid is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the transmittance can be 90% or more and 100% or less even if the zirconium content is 0.5% by mass or more. Therefore, if the zirconium content is 0.5% by mass or more, it is possible to provide a zirconium-containing alcohol liquid having a high zirconium concentration and high transparency. Further, when the content of zirconium is 10% by mass or less, the content ratio of the alcohol solution can be relatively increased, and the drying property after coating the coating target is more excellent.
  • the molar ratio of carboxylate ion to zirconium is preferably 1.5 or more and 10.0 or less.
  • the above-mentioned molar ratio ([carboxylate ion]/[zirconium]) is 1.5 or more, a certain amount of carboxylate ion is contained, so that it is more excellent in long-term storage stability. Further, when the molar ratio ([carboxylate ion]/[zirconium]) is 10 or less, the amount of the carboxylate salt does not become excessive, so that the roughness of the coating film derived from the carboxylate can be suppressed. it can.
  • the content of the alcohol solvent in the entire zirconium-containing alcohol liquid is preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less.
  • the drying property after applying to the object to be coated is excellent and a good coating film can be easily obtained.
  • the content of the alcohol solvent is 95% by mass or less, the content of zirconium can be increased.
  • the zirconium-containing alcohol liquid contains the carboxylic acid or the carboxylic acid salt, hydrolysis by the reaction between zirconium oxyacetate and alcohol does not proceed so much even if the alcohol solvent is contained in a large amount. Therefore, even if the alcohol solvent is contained in a large amount of 50% by mass or more, long-term storability can be maintained.
  • the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylic acid salt is a cation of a Group 1 element.
  • the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylic acid salt is a hydrogen ion (H + )
  • the roughness of the coating film can be further suppressed.
  • the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylate is a cation of a Group 1 element other than hydrogen ions
  • a coating film composed of a complex oxide of zirconium and the Group 1 element may be formed. it can.
  • the boiling point of the alcohol solvent is preferably in the range of 60°C or higher and 100°C or lower.
  • the boiling point of the alcohol-based solvent is 100° C. or less, the drying property after coating the coating target is more excellent, and a better coating film can be easily obtained. Further, when the boiling point of the alcoholic solvent is 60° C. or higher, handling at room temperature is easy.
  • the alcohol solvent is methanol.
  • the drying property after coating the coating target is further excellent, and a better coating film can be easily obtained.
  • 3 is an absorption spectrum of the zirconium-containing alcohol solutions of Example 1 and Comparative Example 2 in a wavelength range of 200 nm to 600 nm.
  • 7 is a graph showing the relationship between the mass% of zirconium contained in the zirconium-containing alcohol solutions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 to 6 and the light transmittance at a wavelength of 380 nm.
  • 3 is a SEM image of a coating film formed using the zirconium-containing alcohol liquid of Example 1.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to the present embodiment contains zirconium oxyacetate, a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, water, and an alcohol solvent.
  • zirconium oxyacetate a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, water, and an alcohol solvent. Therefore, it is possible to apply it to the object to be coated.
  • the target to be coated is not particularly limited, and examples thereof include electronic substrates, resin sheets, various electrode materials, ceramic materials, and metal substrates.
  • the zirconium-containing alcohol liquid has a transmittance (hereinafter, also referred to as “post-storage light transmittance”) of 90% to 100% for light having a wavelength of 380 nm after being heated at a temperature of 40° C. for 50 hours. ..
  • the light transmittance after storage is preferably 95% or more, more preferably 98% or more. Since the light transmittance after storage is 90% or more and 100% or less, it can be said that it is colorless and transparent even after long-term storage.
  • the zirconium-containing alcohol liquid has a transmittance for light having a wavelength of 380 nm (hereinafter, also referred to as “initial light transmittance”) of 95% or more and 100% or less.
  • the initial light transmittance is preferably 97% or more, more preferably 98% or more.
  • the initial light transmittance is a value measured within 30 minutes after manufacturing the zirconium-containing alcohol solution, and the value stored after room temperature (25°C) after manufacturing is used.
  • the initial light transmittance is 90% or more and 100% or less, it can be said that the zirconium-containing alcohol liquid after production is more surely colorless and transparent.
  • the zirconium-containing alcohol solution has a light transmittance after storage of 90% or more and 100% or less, is colorless and transparent even after storage, and is naturally colorless and transparent even before storage, It is preferable that the initial light transmittance is 95% or more because it is more surely colorless and transparent in a state before storage.
  • a commercially available product can be used as the zirconium oxyacetate.
  • the commercially available products include Zircosol ZA-20 and ZA-30 manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd.
  • the zirconium oxyacetate can be obtained by adding a soluble zirconium compound (not containing an alkoxide) to an acetic acid aqueous solution, heating and dissolving.
  • the content of zirconium with respect to the entire zirconium-containing alcohol liquid is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the zirconium-containing alcohol liquid may have a post-storage light transmittance of 90% or more and 100% or less even when the content of zirconium is 0.5% by mass or more. Therefore, if the zirconium content is 0.5% by mass or more, it is possible to provide a zirconium-containing alcohol liquid having a high zirconium concentration and high transparency. Further, when the content of zirconium is 10% by mass or less, the content ratio of the alcohol solution can be relatively increased, and the drying property after coating the coating target is more excellent.
  • Examples of the carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms include formic acid, acetic acid, and propionic acid.
  • Examples of the carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms include formate salt, acetate salt, and propionate salt. Among them, acetic acid and acetate are preferable from the viewpoint of safety and combustion products. Since the zirconium-containing alcohol solution contains a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, gelation during storage can be suppressed.
  • the carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms is not zirconium oxyacetate.
  • the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylic acid salt is preferably a cation of a Group 1 element.
  • the Group 1 element include hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and francium.
  • the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylic acid salt is a hydrogen ion (H + )
  • the roughness of the coating film can be further suppressed. That is, if the cation of the carboxylic acid or the carboxylate is a hydrogen ion (H + ), a carbonate or the like is not generated, and therefore, when the coating film is heated to form a coating film, it is caused by the carbonate or the like. Roughness of the coating film can be suppressed.
  • the coating film has a composition of zirconia (zirconium dioxide (ZrO 2 )). Further, when the counter cation of the carboxylic acid or the carboxylate is a cation of a Group 1 element other than hydrogen ions, a coating film composed of a complex oxide of zirconium and the Group 1 element may be formed. it can.
  • the molar ratio of carboxylate ion to zirconium is preferably 1.5 or more and 10.0 or less, more preferably 1.8 or more and 6.0 or less, It is more preferably 2.0 or more and 4.0 or less.
  • the molar ratio ([carboxylate ion]/[zirconium]) is 1.5 or more, a certain amount of carboxylate ion is contained, so that the long-term storage stability is excellent.
  • the amount of the carboxylate salt does not become excessive, so that the roughness of the coating film derived from the carboxylate can be suppressed. it can.
  • the alcohol solvent is not particularly limited, but is preferably liquid at room temperature (25°C).
  • the alcohol solvent preferably has a boiling point of 60° C. or higher and 100° C. or lower, and more preferably 60° C. or higher and 90° C. or lower.
  • the boiling point is 100° C. or less, the drying property after coating on the object to be coated is more excellent, and a better coating film can be easily obtained.
  • the boiling point of the alcoholic solvent is 60° C. or higher, handling at room temperature is easy.
  • the alcohol solvent are not particularly limited, and examples thereof include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like. Of these, methanol is preferred.
  • the alcohol-based solvent is methanol, the drying property after application to the object to be coated is further excellent, and a better coating film can be easily obtained.
  • the content of the alcohol solvent with respect to the entire zirconium-containing alcohol liquid is preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 55% by mass or more and 85% by mass or less, and 60% by mass or more and 70% by mass. % Or less is more preferable.
  • the content of the alcohol solvent is 50% by mass or more and the content of the alcohol solvent is large, the drying property after coating on the object to be coated is excellent and a good coating film can be easily obtained. Further, when the content of the alcohol solvent is 95% by mass or less, the content of zirconium can be increased.
  • the zirconium-containing alcohol liquid contains the carboxylic acid or the carboxylic acid salt, hydrolysis containing zirconium oxyacetate and alcohol does not proceed so much even if the alcohol solvent is contained in a large amount. Therefore, even if the alcohol solvent is contained in a large amount of 50% by mass or more, long-term storability can be maintained.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to the present embodiment is obtained by mixing zirconium oxyacetate, a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, water, and an alcohol solvent. You can
  • the zirconium oxyacetate may be in the form of powder or may be in the form of an aqueous solution (zirconium oxyacetate aqueous solution). When using an aqueous zirconium oxyacetate solution, it is not necessary to add water separately because it already contains water. Further, the zirconium oxyacetate may contain anions derived from the raw material. Examples of the anion derived from the raw material include nitrate ion, carbonate ion, hydrogen carbonate ion, chloride ion and the like.
  • the order of mixing zirconium oxyacetate, a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms, water, and an alcohol solvent is not particularly limited. However, when zirconium oxyacetate and an alcohol-based solvent are mixed, hydrolysis begins. Therefore, before mixing zirconium oxyacetate and an alcohol-based solvent, either the zirconium oxyacetate or the alcohol-based solvent should be used before the carbon number. It is preferable to mix a carboxylic acid having 1 to 3 or a carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms.
  • the order of mixing is that zirconium oxyacetate and water are first mixed, then the carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms or the carboxylic acid salt having 1 to 3 carbon atoms is mixed, and finally the alcohol is mixed. It is preferable to mix the solvents.
  • the zirconium compound usually contains a hafnium component as an unavoidable component.
  • hafnium was 0.03 in terms of molar ratio with respect to zirconium (mol of Hf/mol of Zr). Included in the ratio of.
  • the Zr concentration is expressed as the sum of the concentrations of zirconium and hafnium unless otherwise specified. Further, Zr in the composition ratio means the sum of zirconium and hafnium (this also applies to Zr in (Hf/Zr) above).
  • Example 1 Zirconium oxyacetate aqueous solution (manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd., Zircosol ZA-20, mass of zirconium based on the entire zirconium oxyacetate aqueous solution: 16.24% by mass (mass when Zr is converted to ZrO 2 is 20% by weight). )) To 68.40 g, 6.82 g of acetic acid was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, 74.75 g of methanol was added and stirred. As described above, the zirconium-containing alcohol liquid according to Example 1 was obtained. The preparation was performed at room temperature (25°C). The zirconium-containing alcohol liquid according to Example 1 was colorless and transparent.
  • Table 1 shows the mass% and mol% of zirconium, the mass% and mol% of carboxylate ions, the mass% of alcohol, and the mass% of water contained in the obtained zirconium-containing alcohol liquid.
  • the mass% is a value with the entire zirconium-containing alcohol liquid as 100%.
  • the mol% is a value with the entire zirconium-containing alcohol liquid as 100%.
  • Example 9 to 12 Li 2 ZrO 3
  • Example 17 Na 2 ZrO 3 , ZrO 2, etc., other examples, and Comparative Example: ZrO 2
  • the mass ratio of acid ions [carboxylate ion]/[zirconium oxide]
  • the molar ratio of carboxylate ion to zirconium [carboxylate ion]/[zirconium]) are shown.
  • Examples 2 to 8 In the same manner as in Example 1 except that the addition amounts of the respective materials were changed so that the obtained mass% of zirconium, mass% of carboxylate ion, mass% of alcohol, and mass% of water were as shown in Table 1. Zirconium-containing alcohol solutions according to Examples 2 to 8 were obtained. The zirconium-containing alcohol solutions according to Examples 2 to 8 were colorless and transparent.
  • Example 9 to 12 Lithium acetate was used instead of acetic acid, and the addition amount of each material was changed so that the obtained mass% of zirconium, mass% of carboxylate ion, mass% of alcohol, and mass% of water were as shown in Table 1. Except for the above, the zirconium-containing alcohol liquids according to Examples 9 to 12 were obtained in the same manner as in Example 1. The zirconium-containing alcohol solutions according to Examples 9 to 12 were colorless and transparent.
  • Example 13 A zirconium-containing alcohol liquid according to Example 13 was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethanol was used instead of methanol.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to Example 13 was colorless and transparent.
  • Example 14 A zirconium-containing alcohol liquid according to Example 14 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1-propanol was used instead of methanol. The zirconium-containing alcohol liquid according to Example 14 was colorless and transparent.
  • Example 15 A zirconium-containing alcohol liquid according to Example 15 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2-propanol was used instead of methanol.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to Example 15 was colorless and transparent.
  • Example 16 A zirconium-containing alcohol liquid according to Example 16 was obtained in the same manner as in Example 1 except that propionic acid was used instead of acetic acid.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to Example 16 was colorless and transparent.
  • Example 17 A zirconium-containing alcohol liquid according to Example 17 was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium acetate was used instead of acetic acid.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to Example 17 was colorless and transparent.
  • Comparative Example 1 Other than the fact that acetic acid was not added and that the addition amounts of the respective materials were changed so that the obtained mass% of zirconium, mass% of carboxylate ion, mass% of alcohol, and mass% of water were as shown in Table 1.
  • a zirconium-containing alcohol liquid according to Comparative Example 1 was obtained.
  • the zirconium-containing alcohol liquid according to Comparative Example 1 was colorless and transparent.
  • Comparative Examples 3 to 6 Water was added to the zirconium-containing alcohol liquid of Comparative Example 2 so that the mass% of zirconium, the mass% of carboxylate ions, the mass% of alcohol, and the mass% of water were as shown in Table 1, and Comparative Examples 3 to 6 A zirconium-containing alcohol liquid according to The zirconium-containing alcohol liquids of Comparative Examples 3 to 6 had a yellowish tint.
  • Examples 1 to 3 the light transmittance at a wavelength of 380 nm was higher than in Comparative Examples 2 to 5. Although the initial light transmittance was not measured in Examples 4 to 17, the light transmittance after storage was 90% or more in the light transmittance measurement after storage, which will be described below. It is clear that it is higher than Comparative Examples 2 to 5.
  • Example 1 shows absorption spectra of zirconium-containing alcohol solutions of Example 1 and Comparative Example 2 and zirconium n-propoxide (7 wt% in terms of ZrO 2 ) in a wavelength range of 200 nm to 600 nm.
  • FIG. 1 shows absorption spectra of zirconium-containing alcohol solutions of Example 1 and Comparative Example 2 and zirconium n-propoxide (7 wt% in terms of ZrO 2 ) in a wavelength range of 200 nm to 600 nm.
  • Comparative Example 2 and zirconium n-propoxide broad absorption was confirmed over a wavelength range of 280 to 350 nm.
  • Example 1 and Comparative Example 2 the water contained in the zirconium-containing alcohol liquid and the alcohol solvent do not absorb in the wavelength range of 280 to 350 nm.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the mass% of zirconium contained in the zirconium-containing alcohol solutions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 to 6 and the light transmittance at a wavelength of 380 nm.
  • the light transmittance at a wavelength of 380 nm is the value obtained by the above-mentioned initial light transmittance measurement. As shown in FIG. 2, in Examples 1 to 3, the light transmittance was close to 100% and was substantially constant regardless of the amount (% by mass) of zirconium contained in the zirconium-containing alcohol liquid.
  • FIG. 3 is a SEM (Scanning Electron Microscope) image of a coating film formed using the zirconium-containing alcohol solution of Example 1.
  • the dark part of the contrast in the upper part of FIG. 3 is the part where the glass substrate to be covered is exposed, and the bright part in the lower part of FIG.
  • Example 3 is the part where the coating film is covered. As shown in FIG. 3, it was confirmed that a good coating film could be obtained by using the zirconium-containing alcohol solution of Example 1. Although not shown, the SEM image similar to that in FIG. 3 was obtained in other examples as well, and it was confirmed that a good coating film was obtained.

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Abstract

オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含み、40℃の温度条件下で50時間加熱した後の波長380nmの光に対する透過率が、90%以上100%以下であるジルコニウム含有アルコール液。

Description

ジルコニウム含有アルコール液
 本発明は、ジルコニウム含有アルコール液に関する。
 酸化ジルコニウムは、優れた化学安定性、耐久性を有していることから、種々のものを対象とした表面被覆材料として使用されている。従来、酸化ジルコニウムによるコーティング膜の形成方法としては、コーティング膜を得るために調整されたジルコニウムを含むコーティング液を被覆対象の表面に塗布し、乾燥、熱処理等の工程を経て形成する方法が知られている。
 このようなコーティング液として、特許文献1には、Zr-O-Zr結合を主鎖とし、側鎖にOCOR基(ここで、Rは炭素数1~4までの直鎖または分岐のあるアルキル基を示す)を有する重合体から成る、酸化ジルコニウム前駆体ゲル状物をカルボン酸及び有機溶媒に溶解したステンレス鋼の高温酸化防止用セラミックスコーティング液が開示されている(特に、請求項1参照)。また、特許文献1には、酸化ジルコニウム系前駆体ポリマーゲル固形物は、未反応アルコキシ基がほとんどないために、大気中の湿分に対して、長期にわたりきわめて安定である、と記載されている(特に、段落[0006]参照)。
特開平06-101067号公報
 しかしながら、特許文献1のコーティング液は、無色透明ではない。この点、本発明者は、鋭意検討した結果、特許文献1のコーティング液は、未反応アルコキシ基を含んでいるため、たとえその量が少量であったとしても、無色透明とはなり得ないことを突き止めた。本発明者の検証によれば、特許文献1のコーティング液は、黄色味を帯びた透明色である。
 ここで、本発明者は、コーティング液が無色透明であればコーティング液の塗布後においても、被覆対象の本来の色味をなるべくそのままとすることができ、意匠性がより向上するのではないかと考えるに至った。また、コーティング液を流通させる場合に、無色透明である方が好まれるのではないかと考えるに至った。
 本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被覆対象の本来の色味をなるべくそのままとすることができ、意匠性をより向上させることが可能なジルコニウム含有アルコール液を提供することにある。
 本発明者は、ジルコニウム含有アルコール液について鋭意検討を行った。その結果、下記構成を採用することにより、被覆対象の本来の色味をなるべくそのままとすることができ、意匠性をより向上させることが可能なジルコニウム含有アルコール液を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明に係るジルコニウム含有アルコール液は、
 オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含み、
 40℃の温度条件下で50時間加熱した後の波長380nmの光に対する透過率が、90%以上100%以下であることを特徴とする。
 前記構成によれば、オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含むため、ジルコニウムを含む溶液の状態とすることができる。
 また、40℃の温度条件下で50時間加熱した後の波長380nmの光に対する透過率が、90%以上100%以下であるため、長期保存した後においても、無色透明であるといえる。「40℃の温度条件下で50時間加熱」としたのは、長期保存の加速試験を意図している。また、暑い日(室温40℃前後)に2日間程度放置された状況を想定したものでもある。
 また、前記構成によれば、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩を含むため、保存時にゲル化することを抑制することができる。この点につき、本発明者は、以下のように推察している。
 オキシ酢酸ジルコニウムとアルコール溶媒と水とを含む溶液は、保存中においても徐々にオキシ酢酸ジルコニウムの加水分解が起こり、水酸化ジルコニウムが生成するために、ゲル化してしまうと考えられる。そこで、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩を添加する。これにより、オキシ酢酸ジルコニウムとアルコールとの反応を経た加水分解がなるべく進行しないようにすることができる。
 このように、前記構成によれば、長期保存性に優れ、且つ、長期保存した後においても、無色透明である。従って、当該ジルコニウム含有アルコール液を用いれば、被覆対象の本来の色味をなるべくそのままとすることができ、被覆対象の意匠性をより向上させることができる。
 前記構成においては、ジルコニウム含有アルコール液全体に対するジルコニウムの含有量が、0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
 前記構成においては、ジルコニウムの含有量を0.5質量%以上としても、前記透過率を90%以上100%以下とすることができる。従って、ジルコニウムの含有量を0.5質量%以上とすれば、ジルコニウム濃度が高濃度であり、且つ、透明度の高いジルコニウム含有アルコール液を提供可能となる。また、ジルコニウムの含有量を10質量%以下とすれば、相対的にアルコール溶液の含有比率を高くすることができ、被覆対象に塗布した後の乾燥性により優れる。
 前記構成においては、ジルコニウムに対するカルボン酸イオンのモル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が、1.5以上10.0以下であることが好ましい。
 前記モル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が1.5以上であると、ある程度の量のカルボン酸イオンが含まれることになるため、より長期保存性に優れる。また、前記モル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が10以下であると、カルボン酸塩の量が過剰とはならないため、カルボン酸塩に由来するコーティング膜の荒れを抑制することができる。
 前記構成においては、ジルコニウム含有アルコール液全体に対するアルコール溶媒の含有量が、50質量%以上95質量%以下であることが好ましい。
 アルコール溶媒の含有量が50質量%以上であり、アルコール溶媒の含有量が多いと、被覆対象に塗布した後の乾燥性に優れ、良好な塗膜を得やすい。また、アルコール溶媒の含有量が95質量%以下であると、ジルコニウムの含有量を高めることができる。特に、前記ジルコニウム含有アルコール液には、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩が含まれるため、アルコール溶媒を多く含んでもオキシ酢酸ジルコニウムとアルコールとの反応による加水分解があまり進行しない。従って、アルコール溶媒を50質量%以上と多く含んでも、長期保存性が維持できる。
 前記構成においては、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが、第1属元素のカチオンであることが好ましい。
 前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン(H)であれば、コーティング膜の荒れをより抑制することができる。また、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン以外の第1属元素のカチオンであれば、ジルコニウムと当該第1属元素との複合酸化物で構成されるコーティング膜とすることができる。
 前記構成においては、前記アルコール系溶媒の沸点が、60℃以上100℃以下の範囲内であることが好ましい。
 前記アルコール系溶媒の沸点が100℃以下であると、被覆対象に塗布した後の乾燥性により優れ、より良好な塗膜を得やすい。また、前記アルコール系溶媒の沸点が60℃以上であると、室温での取り扱いが容易である。
 前記構成においては、前記アルコール系溶媒が、メタノールであることが好ましい。
 前記アルコール系溶媒がメタノールであると、被覆対象に塗布した後の乾燥性がさらに優れ、さらに良好な塗膜を得やすい。
 本発明によれば、被覆対象の本来の色味をなるべくそのままとすることができ、意匠性をより向上させることが可能なジルコニウム含有アルコール液を提供することができる。
実施例1、及び、比較例2のジルコニウム含有アルコール液の波長200nm~600nmの範囲における吸収スペクトルである。 実施例1~3、及び、比較例2~6のジルコニウム含有アルコール液に含まれるジルコニウムの質量%と、波長380nmにおける光透過率との関係を示すグラフである。 実施例1のジルコニウム含有アルコール液を用いて形成したコーティング膜のSEM画像である。
 以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
<ジルコニウム含有アルコール液>
 本実施形態に係るジルコニウム含有アルコール液は、オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含む。オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含むことにより、ジルコニウムを含む溶液の状態とすることができる。従って、被覆対象に塗布することが可能となる。前記被覆対象は、特に限定されないが、例えば、電子基板、樹脂シート、各種電極材料、セラミックス材料、金属基板等が挙げられる。
 前記ジルコニウム含有アルコール液は、40℃の温度条件下で50時間加熱した後の波長380nmの光に対する透過率(以下、「保存後光透過率」ともいう)が、90%以上100%以下である。前記保存後光透過率は、好ましくは、95%以上であり、より好ましくは、98%以上である。前記保存後光透過率が、90%以上100%以下であるため、長期保存した後においても、無色透明であるといえる。
 前記ジルコニウム含有アルコール液は、波長380nmの光に対する透過率(以下、「初期光透過率」ともいう)が、95%以上100%以下であることが好ましい。前記初期光透過率は、好ましくは、97%以上であり、より好ましくは、98%以上である。前記初期光透過率は、前記ジルコニウム含有アルコール液を製造した後、30分以内に測定した値であり、製造後、測定までは室温(25℃)で保管したものを用いる。前記初期光透過率が、90%以上100%以下であると、製造後のジルコニウム含有アルコール液は、より確実に無色透明であるといえる。つまり、前記ジルコニウム含有アルコール液は、前記保存後光透過率が、90%以上100%以下であり、保存後であっても無色透明であり、当然に保存前おいても無色透明であるが、前記初期光透過率が95%以上であれば、保存前の状態においてより確実に無色透明である点で好ましい。
 前記オキシ酢酸ジルコニウムは、市販品を用いることができる。前記市販品としては、例えば、第一稀元素化学工業株式会社製のジルコゾールZA-20や、ZA-30が挙げられる。また、前記オキシ酢酸ジルコニウムは、酢酸水溶液に溶解性ジルコニウム化合物(アルコキシドは含まない)を加え、加熱し、溶解させることで得ることができる。
 前記ジルコニウム含有アルコール液全体に対するジルコニウムの含有量は、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上8質量%以下がより好ましく、3質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。前記ジルコニウム含有アルコール液は、ジルコニウムの含有量を0.5質量%以上としても、前記保存後光透過率を90%以上100%以下とすることができる。従って、ジルコニウムの含有量を0.5質量%以上とすれば、ジルコニウム濃度が高濃度であり、且つ、透明度の高いジルコニウム含有アルコール液を提供可能となる。また、ジルコニウムの含有量を10質量%以下とすれば、相対的にアルコール溶液の含有比率を高くすることができ、被覆対象に塗布した後の乾燥性により優れる。
 前記炭素数1~3のカルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸が挙げられる。また、前記炭素数1~3のカルボン酸塩としては、蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩が挙げられる。なかでも、安全性、燃焼生成物の観点から酢酸、酢酸塩が好ましい。前記ジルコニウム含有アルコール液は、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩を含むため、保存時にゲル化することを抑制することができる。なお、前記炭素数1~3のカルボン酸塩は、オキシ酢酸ジルコニウムではない。
 前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンは、第1属元素のカチオンであることが好ましい。第1属元素としては、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが挙げられる。前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン(H)であれば、コーティング膜の荒れをより抑制することができる。つまり、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン(H)であれば、炭酸塩等が生成されないため、塗膜を加熱してコーティング膜とする際に、炭酸塩等に起因するコーティング膜の荒れを抑制することができる。なお、前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン(H)である場合、コーティング膜の組成は、ジルコニア(二酸化ジルコニウム(ZrO))となる。
 また、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩の対カチオンが水素イオン以外の第1属元素のカチオンであれば、ジルコニウムと当該第1属元素との複合酸化物で構成されるコーティング膜とすることができる。
 ジルコニウムに対するカルボン酸イオンのモル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])は、1.5以上10.0以下であることが好ましく、1.8以上6.0以下であることがより好ましく、2.0以上4.0以下であることがさらに好ましい。前記モル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が1.5以上であると、ある程度の量のカルボン酸イオンが含まれることになるため、より長期保存性に優れる。また、前記モル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が10以下であると、カルボン酸塩の量が過剰とはならないため、カルボン酸塩に由来するコーティング膜の荒れを抑制することができる。
 前記アルコール溶媒としては、特に限定されないが、室温(25℃)で液状であることが好ましい。前記アルコール溶媒は、沸点が60℃以上100℃以下の範囲内であることが好ましく、60℃以上90℃以下の範囲内であることがより好ましい。前記沸点が100℃以下であると、被覆対象に塗布した後の乾燥性により優れ、より良好な塗膜を得やすい。また、前記アルコール系溶媒の沸点が60℃以上であると、室温での取り扱いが容易である。
 前記アルコール溶媒の具体的としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール等が挙げられる。なかでも、メタノールが好ましい。前記アルコール系溶媒がメタノールであると、被覆対象に塗布した後の乾燥性がさらに優れ、さらに良好な塗膜を得やすい。
 前記ジルコニウム含有アルコール液全体に対する前記アルコール溶媒の含有量は、50質量%以上95質量%以下であることが好ましく、55質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上70質量%以下であることがさらに好ましい。前記アルコール溶媒の含有量が50質量%以上であり、アルコール溶媒の含有量が多いと、被覆対象に塗布した後の乾燥性に優れ、良好な塗膜を得やすい。また、前記アルコール溶媒の含有量が95質量%以下であると、ジルコニウムの含有量を高めることができる。特に、前記ジルコニウム含有アルコール液には、前記カルボン酸又は前記カルボン酸塩が含まれるため、アルコール溶媒を多く含んでもオキシ酢酸ジルコニウムとアルコールとの反応を経た加水分解があまり進行しない。従って、アルコール溶媒を50質量%以上と多く含んでも、長期保存性が維持できる。
<ジルコニウム含有アルコール液の製造方法>
 以下、ジルコニウム含有アルコール液の製造方法の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニウム含有アルコール液の製造方法は、以下の例示に限定されない。
 本実施形態に係るジルコニウム含有アルコール液は、オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを混合することにより得ることができる。
 前記オキシ酢酸ジルコニウムは、粉末状のものを使用してもよく、水溶液の形態のもの(オキシ酢酸ジルコニウム水溶液)を使用してもよい。なお、オキシ酢酸ジルコニウム水溶液を用いる場合、すでに水が含まれていることから、別途に水を添加しなくてもよい。また、前記オキシ酢酸ジルコニウムには、その原料由来のアニオンが含まれていてもよい。前記原料由来のアニオンとしては、硝酸イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、塩化物イオン等が挙げられる。
 オキシ酢酸ジルコニウム、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩、水、アルコール系溶媒の混合の順番は、特に限定されない。ただし、オキシ酢酸ジルコニウムとアルコール系溶媒とを混合すると、加水分解が始まるため、オキシ酢酸ジルコニウムとアルコール系溶媒とを混合する前に、オキシ酢酸ジルコニウムかアルコール系溶媒かのいずれかに先に炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩を混合しておくことが好ましい。以上の観点からは、混合の順番は、オキシ酢酸ジルコニウムと水とをまず混合し、次に、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩を混合し、最後にアルコール溶媒を混合することが好ましい。
 以下に、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量などは、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
 なお、ジルコニウム化合物は通常、混入不可避の成分としてハフニウム成分を含有している。上記オキシ酢酸ジルコニウム水溶液、粉末状オキシ酢酸ジルコニウム、及び下記実施例1~17で得られたジルコニウム含有アルコール液にはハフニウムがジルコニウムに対するモル比(Hfのモル数/Zrのモル数)として0.03の割合で含まれている。従って、下記実施例1~17では、特に断りのない限り、Zr濃度はジルコニウムとハフニウムの濃度の和として表記している。また、組成比中のZrはジルコニウムとハフニウムの和を意味している(これには、上記の(Hf/Zr)中のZrも該当する)。
 <ジルコニウム含有アルコール液の調製>
 (実施例1)
 オキシ酢酸ジルコニウム水溶液(第一稀元素化学工業株式会社製、ジルコゾールZA-20、オキシ酢酸ジルコニウム水溶液全体に対するジルコニウムの質量:16.24質量%(ZrをZrO換算した際の質量は、20重量%))68.40gに、酢酸6.82gを添加し、30分間攪拌した。その後、メタノールを74.75g添加し、攪拌した。以上により、実施例1に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。なお、調製は、室温下(25℃)にて行った。実施例1に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 表1に、得られたジルコニウム含有アルコール液に含まれるジルコニウムの質量%とモル%、カルボン酸イオンの質量%とモル%、アルコールの質量%、水の質量%を示した。質量%は、ジルコニウム含有アルコール液全体を100%とした値である。また、モル%は、ジルコニウム含有アルコール液全体を100%とした値である。
 さらに、表1には、ジルコニウム酸化物(実施例9~実施例12はLiZrO、実施例17はNaZrO、ZrO等、その他の実施例、比較例はZrO)に対するカルボン酸イオンの質量比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム酸化物])、及び、ジルコニウムに対するカルボン酸イオンのモル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])を示した。
 (実施例2~8)
 得られるジルコニウムの質量%、カルボン酸イオンの質量%、アルコールの質量%、水の質量%が表1となるように各材料の添加量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~8に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例2~8に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例9~12)
 酢酸の代わりに酢酸リチウムを用いたこと、及び、得られるジルコニウムの質量%、カルボン酸イオンの質量%、アルコールの質量%、水の質量%が表1となるように各材料の添加量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例9~12に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例9~12に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例13)
 メタノールの代わりにエタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例13に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例13に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例14)
 メタノールの代わりに1-プロパノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例14に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例14に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例15)
 メタノールの代わりに2-プロパノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例15に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例15に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例16)
 酢酸の代わりにプロピオン酸を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例16に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例16に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (実施例17)
 酢酸の代わりに酢酸ナトリウムを用いたことと以外は、実施例1と同様にして、実施例17に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。実施例17に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (比較例1)
 酢酸を添加しなかったこと、及び、得られるジルコニウムの質量%、カルボン酸イオンの質量%、アルコールの質量%、水の質量%が表1となるように各材料の添加量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。比較例1に係るジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
 (比較例2)
 50mLビーカーに酢酸1.83g(0.030モル)を量りとり、そこに純水0.41g(0.023モル)加えて5分間攪拌した。その後、ジルコニウムn-プロポキシド10g(0.023モル)加えた。なお、ジルコニウムn-プロポキシド10g中のジルコニウムの含有量は2.09gである。以上の操作により、12.24gの前躯体ゲル状物を得た。
 得られた前躯体ゲル状物に、n-ブチルアルコール12.24g(0.17モル)と酢酸1.22g(0.02モル)とをこの順で加えたが溶解しなかったので、さらに、水1.44gと酢酸1gとをこの順で加えて溶解させ、比較例2に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。比較例2に係るジルコニウム含有アルコール液は、黄色味を帯びていた。
 (比較例3~6)
 ジルコニウムの質量%、カルボン酸イオンの質量%、アルコールの質量%、水の質量%が表1の通りとなるように、比較例2のジルコニウム含有アルコール液に水を加えて、比較例3~6に係るジルコニウム含有アルコール液を得た。比較例3~6に係るジルコニウム含有アルコール液は、黄色味を帯びていた。
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<初期光透過率測定>
 実施例、比較例のジルコニウム含有アルコール液について、初期光透過率を測定した。具体的には、分光ヘーズメーター(日本電色工業株式会社製、製品名:SH7000)を用い、波長380nmにおける光の透過率を得た。結果を表1に示す。比較例2~5は、波長380nmにおける光の透過率が、実施例と比較して低かった。これは、側鎖にプロポキシ基を有する前駆体ゲル状物を経由してジルコニウム含有アルコール液を作製しているために、原料であるジルコニウムn-プロポキシドが残存しているからであると考えられる。
 一方、実施例1~3においては、波長380nmにおける光の透過率は、比較例2~5と比較して高かった。
 なお、実施例4~17については、初期光透過率を測定していないが、後述する保存後光透過率測定においても保存後光透過率が90%以上であることから、初期光透過率は、比較例2~5と比較して高いことは明らかである。
<比較例2のジルコニウム含有アルコール液にジルコニウムn-プロポキシドが残存していることの検証>
 カルボン酸イオンの含有量が同等である実施例10と比較例2のジルコニウム含有アルコール液について、光吸収スペクトルを測定した。具体的には、紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、製品名:V-750iRM)を用い、波長200nm~600nmの範囲における光吸収スペクトルを得た。結果を図1に示す。
 図1は、実施例1、比較例2のジルコニウム含有アルコール液、及び、ジルコニウムn-プロポキシド(ZrO換算で:7wt%)の波長200nm~600nmの範囲における吸収スペクトルである。図1から分かるように、比較例2、及び、ジルコニウムn-プロポキシドにおいては、波長280~350nmにかけてブロードな吸収が確認された。一方、実施例1においては、このような吸収は認められなかった。
 実施例1と比較例2とにおいて、ジルコニウム含有アルコール液に含まれる水、及び、アルコール溶媒は、波長280~350nmの範囲に吸収はない。そうすると、実施例1と比較例2との原料の対比において、波長280~350nmに吸収が見られる可能性のある原料としては、ジルコニウムn-プロポキシドしか考えられない。つまり、比較例2におけるこの吸収は、原料であるジルコニウムn-プロポキシドに由来すると考えられる。
 以上より、ジルコニウムn-プロポキシドの残存により比較例2のジルコニウム含有アルコール液は、黄色味を帯びていると考察した。
<ジルコニウムの含有量と波長380nmにおける光透過率の関係>
 図2は、実施例1~3、及び、比較例2~6のジルコニウム含有アルコール液に含まれるジルコニウムの質量%と、波長380nmにおける光透過率との関係を示すグラフである。なお、波長380nmにおける光透過率は、上記初期光透過率測定にて得た値である。図2に示すように、実施例1~3においては、ジルコニウム含有アルコール液に含まれるジルコニウムの量(質量%)に関わらず、光透過率は、100%に近く、ほぼ一定である。一方、比較例2~5は、ジルコニウムの量(質量%)が増えるにつれて、光透過率は、リニアに減少する。これは、原料のジルコニウムn-プロポキシドの量が増えることによるものと考えられる。
<保存後光透過率測定>
 実施例、比較例のジルコニウム含有アルコール液をフタ付きのビンに入れ、40℃の温度条件下で50時間加熱した。その後、室温(25℃)に戻し、光透過率を測定した。測定装置、測定条件は、上記初期光透過率測定と同様とした。その際の波長380nmにおける光の透過率を表1に示す。なお、比較例2~4では、経時に伴い溶液が水とブタノールとで色の異なる2相に分相し、比較例5~6では沈殿が析出したため、保存後光透過率を測定することができなかった。
 実施例においては、40℃の温度条件下で50時間加熱した後も、高い透過率を示した。なお、見た目においても、実施例のジルコニウム含有アルコール液は、無色透明であった。
<保存性評価>
 実施例1~17、比較例1のジルコニウム含有アルコール液をフタ付きのビンに入れ、45℃の温度条件下で20時間加熱した。目視観察により、加熱前と比較して液の流動性に大きな変化がなかった場合を○、ゲル化してビンを傾けても取り出せない程度に流動性が大きく低下した場合を×として評価した。なお、比較例2~6は評価を行っていない。結果を表1に示す。
 比較例1においては、カルボン酸又はカルボン酸塩を添加していないため、オキシ酢酸ジルコニウムの加水分解が速やかに進行して水酸化ジルコニウムが生成し、これにより、ゲル化してしまったと考えられる。
<コーティング膜評価>
 実施例1のジルコニウム含有アルコール液を、被覆対象としてのガラス板に塗布(塗布条件:スピンコーティング,使用機器:ミカサ株式会社製Opticoat MS-B100,回転数:2000rpm,回転時間:1分間)し、100℃での加熱乾燥により塗膜を得た。その後、前記塗膜を300℃で1時間加熱して、コーティング膜を得た。図3は、実施例1のジルコニウム含有アルコール液を用いて形成したコーティング膜のSEM(Scanning Electron Microscope)画像である。図3上部のコントラスの暗い部位は被覆対象であるガラス基板が露出した部位であり、図3下部のコントラストの明るい部位はコーティング膜が被覆された部位である。図3に示すように、実施例1のジルコニウム含有アルコール液を用いれば、良好なコーティング膜が得られることが確認できた。なお、図示していないが、他の実施例においても概ね図3と同様のSEM画像が得られ、良好なコーティング膜が得られることが確認できた。

Claims (7)

  1.  オキシ酢酸ジルコニウムと、炭素数1~3のカルボン酸又は炭素数1~3のカルボン酸塩と、水と、アルコール系溶媒とを含み、
     40℃の温度条件下で50時間加熱した後の波長380nmの光に対する透過率が、90%以上100%以下であることを特徴とするジルコニウム含有アルコール液。
  2.  ジルコニウム含有アルコール液全体に対するジルコニウムの含有量が、0.5質量%以上10質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のジルコニウム含有アルコール液。
  3.  ジルコニウムに対するカルボン酸イオンのモル比率([カルボン酸イオン]/[ジルコニウム])が、1.5以上10.0以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のジルコニウム含有アルコール液。
  4.  ジルコニウム含有アルコール液全体に対するアルコール溶媒の含有量が、50質量%以上95質量%以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1に記載のジルコニウム含有アルコール液。
  5.  前記カルボン酸塩の対カチオンが、第1属元素のカチオンであることを特徴とする請求項1~4のいずれか1に記載のジルコニウム含有アルコール液。
  6.  前記アルコール系溶媒の沸点が、60℃以上100℃以下の範囲内であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニウム含有アルコール液。
  7.  前記アルコール系溶媒が、メタノールであることを特徴とする請求項1~6のいずれか1に記載のジルコニウム含有アルコール液。
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JP2020561149A JP7076575B2 (ja) 2018-12-21 2019-08-26 ジルコニウム含有アルコール液
US17/257,467 US20210301146A1 (en) 2018-12-21 2019-08-26 Zirconium-containing alcohol solution
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293178A (ja) * 1987-05-25 1988-11-30 Hakusui Kagaku Kogyo Kk 金属材料の高温酸化防止用金属含有組成物およびその製造法
JPH06101067A (ja) 1992-09-24 1994-04-12 Tsuchiya:Kk ステンレス鋼の高温酸化防止用セラミックスコーティング液
JP2002053792A (ja) * 2000-08-08 2002-02-19 Toto Ltd 吸水性コーティング組成物
JP2006316342A (ja) * 2005-04-15 2006-11-24 Nippon Steel Corp 金属部材、防錆処理剤、及び防錆処理方法
WO2010064659A1 (ja) * 2008-12-05 2010-06-10 ユケン工業株式会社 化成処理用組成物および防錆皮膜を備える部材の製造方法
JP2012235005A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Seiko Epson Corp 圧電体膜の前駆体溶液および圧電素子の製造方法
WO2014024651A1 (ja) * 2012-08-07 2014-02-13 関西ペイント株式会社 金属表面改質液及び金属表面改質方法
JP2016003347A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 関西ペイント株式会社 金属表面改質液、金属表面改質方法、塗装方法及び塗装物品
WO2017217282A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 株式会社Adeka 水溶性組成物およびこれからなる硬化物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110281958A1 (en) * 2008-12-16 2011-11-17 Nissan Chemical Industries, Ltd. Production method yttrium oxide-stabilized zirconium oxide sol
US20130112910A1 (en) * 2011-05-06 2013-05-09 Seiko Epson Corporation Precursor solution for piezoelectric films, method for manufacturing the same, and method for manufacturing piezoelectric film
JP6851740B2 (ja) * 2016-03-25 2021-03-31 株式会社日本触媒 酸化ジルコニウムナノ粒子

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293178A (ja) * 1987-05-25 1988-11-30 Hakusui Kagaku Kogyo Kk 金属材料の高温酸化防止用金属含有組成物およびその製造法
JPH06101067A (ja) 1992-09-24 1994-04-12 Tsuchiya:Kk ステンレス鋼の高温酸化防止用セラミックスコーティング液
JP2002053792A (ja) * 2000-08-08 2002-02-19 Toto Ltd 吸水性コーティング組成物
JP2006316342A (ja) * 2005-04-15 2006-11-24 Nippon Steel Corp 金属部材、防錆処理剤、及び防錆処理方法
WO2010064659A1 (ja) * 2008-12-05 2010-06-10 ユケン工業株式会社 化成処理用組成物および防錆皮膜を備える部材の製造方法
JP2012235005A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Seiko Epson Corp 圧電体膜の前駆体溶液および圧電素子の製造方法
WO2014024651A1 (ja) * 2012-08-07 2014-02-13 関西ペイント株式会社 金属表面改質液及び金属表面改質方法
JP2016003347A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 関西ペイント株式会社 金属表面改質液、金属表面改質方法、塗装方法及び塗装物品
WO2017217282A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 株式会社Adeka 水溶性組成物およびこれからなる硬化物

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