JPH0215483B2 - - Google Patents

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JPH0215483B2
JPH0215483B2 JP59261770A JP26177084A JPH0215483B2 JP H0215483 B2 JPH0215483 B2 JP H0215483B2 JP 59261770 A JP59261770 A JP 59261770A JP 26177084 A JP26177084 A JP 26177084A JP H0215483 B2 JPH0215483 B2 JP H0215483B2
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JP
Japan
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solvent
metal alkoxide
raw material
liquid level
solution
Prior art date
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JP59261770A
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JPS61141604A (ja
Inventor
Toshiji Shimamoto
Toshihiro Hamada
Juichi Oosawa
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/32—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of elements or compounds in the liquid or solid state or in non-aqueous solution, e.g. sol-gel process

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は加水分解可能な有機金属化合物を、該
加水分解可能な金属アルコキシドは溶解するが反
応生成物は実質的に溶解しない含水アルカリ性溶
媒に供給して加水分解を行なう無機酸化物の製造
方法に於いて、該加水分解可能な有機金属化合物
を予め溶媒に溶解し、該有機金属化合物を溶解し
た溶液を撹拌下の該アルカリ性溶媒の液面より下
方に供給する事を特徴とする無機酸化物の製造方
法に関する。本発明で得られる無機酸化物は球状
のしかも粒度分布が揃つたものであり、種々の分
野例えば合成樹脂の充填剤として広く使用され
る。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〕 従来、球状の無機酸化物を製造する方法は公知
で例えば加水分解可能な有機珪素化合物をアルカ
リ性アルコール溶媒中に添加して加水分解する方
法が知られている。上記方法は確かに良好な方法
であるが必ずしも十分に満足出来る方法ではな
く、尚十分に粒子径が揃つた球状体の製造方法の
確立が要求されている。粒子径の分布が揃つてい
るかどうかの判断は種々の方法があるが一般には
次式の変動係数(η)でなされる場合が多い。 本発明の目的は上記変動係数が非常に小さい無
機酸化物の製造方法を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、かかる技術課題を解決すべく鋭
意研究を重ねた結果、粒度分布の非常に揃つた球
状無機酸化物の製造に成功し、ここに提案するに
至つた。 すなわち本発明は、加水分解可能な金属アルコ
キシドを、該加水分解可能な金属アルコキシドは
溶解するが反応生成物は実質的に溶解しない含水
アルカリ性溶媒に供給して、加水分解を行なう無
機酸化物の製造方法に於いて、該加水分解可能な
金属アルコキシドを予め溶媒に溶解し、該金属ア
ルコキシドを溶解した溶液を撹拌下の該アルカリ
性溶媒の液面よりも下方に供給する事を特徴とす
る無機酸化物の製造方法である。 尚本発明に於ける金属アルコキシドとは周期律
表第族、族、族及びA族に属する金属の
アルコキシド及び珪素、ゲルマニウム等の周期律
表第B族に属するいわゆる半金属アルコキシド
を含めた総称である。 本発明で使用する金属アルコキシドは加水分解
により金属酸化物となるものであれば特に限定さ
れず公知のものがそのまま使用出来る。金属アル
コキシドの種類によつては、単独で金属酸化物と
なり得なくとも他の金属アルコキシドと混合する
ことにより、複合金属酸化物となるものがあるの
で、予め決定して使用するのが好ましい。一般に
入手容易なもので、特に好適に使用されるものを
例示すれば、一般式M(OR)o(但し、Mは金属原
子、Rはアルキル基、nはMの原子価である)で
示される金属アルコキシド化合物又は上記一般式
中アルコキシド基(OR)がカルボキシル基ある
いはβ―ジカルボニル基で置換された化合物が好
ましい。上記Mは金属が特に限定されず用いうる
が特に好適に使用されるものを具体的に示せば例
えば、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、アルミニ
ウム、ホウ素、イツトリウム、ガリウム、スカン
ジウム、ランタン、インジウム、チタニウム、ジ
ルコニウム、ハフニウム、ケイ素、マグネシウム
等である。 本発明において、一般に好適に使用される前記
一般式で示される金属アルコキシドを具体例に例
示するとNaOCH3、NaOC2H5、NaOC3H7、
NaOOCH3、Ca(O―CH3)2、Ca(O―
isoC3H7)2、Ca(O―nC4H9)2、Ca(O―
secC4H9)2、Al(O―isoC3H7)3、Al(O―
nC4H9)3、Al(O―secC4H9)3、Al(O―nC4H9)
(O―isoC3H7)2、Ti(O―isoC3H7)4、Ti(O―
nC4H9)4、Ti(O―secC4H9)4、Si(O―CH3)4、
Si(O―C2H5)4、Si(O―isoC3H7)4、Si(O―
nC4H9)4、Ge(O―CH3)4、Ge(O―C2H5)4等の
金属アルコキシドがある。 本発明の最大の特徴は前記したように加水分解
可能な金属アルコキシドを撹拌下のアルカリ性溶
媒の液面よりも下方に供給することである。上記
加水分解可能な金属アルコキシドの供給態様は特
に限定されず例えば特開昭58−110414号に示され
るような態様が応用出来る。勿論金属アルコキシ
ドは一種である必要はなく二種以上の金属アルコ
キシドを混合して或いは予め可溶性溶媒に溶解
し、必要に応じて予め部分的に加水分解を行つた
後に該アルカリ性溶媒に供給するとよい。一般に
は該金属アルコキシドは予め可溶性の溶媒に溶解
して用いるのが好適である。該溶媒として好適に
使用されるものを具体的に例示すればメタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、ブタノー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール
等のアルコール溶媒が好適に用いられる。またジ
オキサン、ジエチルエーテル等のエーテル溶媒、
酢酸エチルなどのエステル溶媒等の有機溶媒を上
記アルコール性溶媒に一部混合して用いることも
できる。又、前記二種以上の金属アルコキシドを
混合して使用するときの混合の態様については特
に限定されず、それぞれ別々に上記溶媒に溶解し
ておき該溶液を混合するのが一般的であるが、一
種の金属アルコキシドを溶解した溶液中に他の金
属アルコキシドを添加し溶解し混合溶液とするこ
ともできる。更に又、前記原料を溶解した溶液の
濃度は一般に低い方が好ましいが、低すぎると溶
媒の使用量が著しく増大するし、濃度が高すぎる
と反応の制御が難しくなつたり取扱いが不便にな
るので、これらを勘案して適宜決定すればよい。
一般には原料濃度が50重量%以下好ましくは5〜
50重量%の範囲の濃度として使用するのが最も好
ましい。 本発明の反応はは前記の如く加水分解可能であ
るため、溶媒中には水が含まれていることが必要
である。該水の量は特に限定されず公知の範囲か
ら選べばよい一般に0.5〜50モル/の範囲から
選べば十分である。また本発明で用いる溶媒は水
を含むアルカリ性溶媒であることが必要である。
該アルカリ性溶媒はアルカリ性であれば特に限定
されないが、一般には前記金属アルコキシドを溶
解するのに使用される前記有機溶媒が好適に使用
される。特に好適に使用される溶媒を例示すると
アルコール類、エーテル類、エステル類或いはこ
れらの混合溶媒である。また該溶媒をアルカリ性
にするためにはアルカリ性物質を添加すればよ
く、一般には苛性アルカリ、アンモニア等が好適
に使用される。該アルカリ濃度は特に限定されず
必要に応じて選択して用いればよいが、一般には
1.0〜10モル/の範囲から選ぶのが好ましい。 本発明に於いて、前記アルカリ性溶媒中に原料
溶液を添加する方法は該アルカリ性溶媒を撹拌し
つつ、原料溶液を該アルカリ性溶媒の液面よりも
下方に供給することを特徴とする。該アルカリ性
溶媒を撹拌する態様については特に限定されない
が、2枚、4枚あるいは8枚羽根付きフアンター
ビン翼又は磁気回転子等が好適に用いられる。
又、翼の回転速度については特に限定されない
が、一般には10回転/分〜400回転/分の速度が
用いられる。この間で一般には該アルカリ溶媒の
粘性が高い場合には速く、粘性が低い場合には遅
く行なうことが好ましい傾向がある。しかし、原
料の加水分解のしやすさによつても異なるため、
撹拌装置、撹拌羽根の型式に応じて予め回転速度
を決めておけばよい。 本発明に於いて、前記原料溶液を供給する位置
は該アルカリ性溶媒の液面よりも下方である必要
がある。該アルカリ性溶媒の液面よりも下方とは
加水分解反応を実施する定常状態において、前記
原料溶液を供給する箇所がアルカリ性溶媒の液中
であることを意味する。該アルカリ性溶媒の液面
の状態は撹拌装置、撹拌型式等によつて異なり、
撹拌状態がはげしい場合はうず巻き状態を呈する
場合があるが、かかる状態においては当然に該液
面は下方に低下する。従つて、該液面は予め定常
状態の撹拌下に確認し、該定常状態の液面より下
方になるように原料溶液の供給口を設けるか、撹
拌をしていない状態の液面(初期液面)からの距
離を予め確認して決定するのがよい。一般には初
期液面より下方になればなる程安全であるが、通
常初期液面より例えば1.5cm以下好ましくは2cm
以下更に好ましくは3cm以下であれば本発明の効
果が発揮されうる。 また前記原料溶液を該アルカリ性溶媒の液面よ
り下方に供給する態様については、特に限定され
ず、一般には金属製、ガラス製又は樹脂製等の管
を該アルカリ性溶媒の液面より下方にさし込み、
該管を通じて原料溶液を供給する方法が好まし
い。該供給する位置については前記したようにア
ルカリ溶媒の液面より下方であれば特に限定され
ず、該アルカリ性溶媒の液面付近、反応器壁面、
又は反応器底部等適宜選択すればよい。さらに、
原料溶液の供給する位置は、複数箇所で行なつて
もよい。 上記の方法で得られる無機酸化物の析出物は分
離後乾燥すればよい。又、該無機酸化物は白色な
いし黄白色の粒子径0.1〜1.0μmの球状の粒度分布
の非常に揃つたもので、それらの変動係数は20%
以下である。 〔発明の効果〕 本発明によつて得られる球状酸化物は粒子径
0.1〜1.0μmで粒径分布が非常に揃つており、それ
らの変動係数は20%以下である。また該球状酸化
物を複合材の補強材として用いる場合、複合材の
機械的強度、表面硬度を飛躍的に高めるだけでな
く、透明性および表面滑沢性を向上せしめる。具
体的には、歯科用充填剤の粉体成分、各種エンジ
ニアプラスチツクの充填剤、ラテツクス診断薬の
担体、又人工オパールの材料等に応用可能であ
る。 〔実施例〕 以下実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説
明するが、以下の実施例で利用した性状の測定は
特にことわらないかぎり次のようにして実施し
た。 (1) 粒子径および粒径分布の変動係数粉体の透過
型電子顕微鏡写真を撮り、その写真の単位視野
内に観察される粒子の数(n)、および粒子径
(直径Xi)を求め、次式により算出される。 実施例 1 テトラエチルシリケート(Si(OC2H5)4、日本
コルコート化学社製商品名:エチルシリケート
28)208gをメタノール1に溶解し原料溶液を
調製した。原料溶液供給管を内臓した撹拌機つき
の内容積10のガラス製反応容器にメタノール
2.5を満たし、これに500gのアンモニア水溶液
(濃度28wt%)を加えてアンモニア性メタノール
溶液を調製した。この溶媒溶液に先に調製したテ
トラエチルシリケートのメタノール溶液を、反応
容器の温度を20℃に保ちながら約2時間かけて添
加した。この時 原料溶液供給管の先端は初期液面下5cmの位置
に調節した。尚この原料溶液供給管の設置位置は
定常状態に於いても十分に液面下であつた。上記
原料溶液の添加終了後、更に一時間撹拌を続けた
後、乳白色の反応液から溶媒を留去し、減圧乾燥
することにより白色の粉体を得た。 透過型電子顕微鏡写真による観察の結果、粉体
の形状は真球に近い球形で、その平均粒径は
0.218μmであり、その変動係数は2.2であつた。 又、対照実験として、原料溶液供給管の先端を
初期液面上20cmの位置に調節し、該供給管が反応
液と接しないようにした以外は、上記と同様の条
件で反応を行なつた結果、その平均粒径0.245μm
であり、その変動係数は5.4%であつた。 実施例 2 表1に示す有機金属化合物、原料溶液組成及び
原料溶液供給管の先端位置以外は全て実施例1と
同様の条件で実施した。その結果は表1に示す通
りであつた。尚表1No.3は比較例であり、表中
IPAはイソプロピルアルコールの、MeOHはメ
チルアルコールのn―BuOHはノルマルブチルア
ルコールの略記である。
【表】 実施例 3 水3.6gとテトラエチルシリケート(Si
(OC2H5)4)208gをメタノール0.4に溶かし、
この溶液を室温で約2時間撹拌しながら加水分解
した後、これをアルミニウムトリスsec−ブトキ
サイド(Al(O−secC4H9)4、日本曹達製)24.6
gをイソプロパノール10に溶かした溶液に撹拌
しながら添加し、テトラエチルシリケートの加水
分解物とアルミニウムトリスsec―ブトキサイド
との混合溶液を調製した。次に実施例1で用いた
と同様の内容積10のガラス製反応器にメタノー
ル2.5を満し、これに500gのアンモニア水溶液
(濃度25wt%)を加えてアンモニア性メタノール
溶液を調製し、この溶液に先に調製したテトラエ
チルシリケートの加水分解物とアルミニウムトリ
スsec―ブトキサイドの混合溶液を反応容器の温
度を20℃に保ちながら約2時間かけて添加した。
この時原料溶液供給管の先端を初期液面下5cmの
位置に調製した。添加開始後数分間で反応液は乳
白色になつた。添加終了後更に一時間撹拌を続け
た後、乳白色の反応液からエバポレーターで溶媒
を除き、さらに80℃で、減圧乾燥することにより
白色の粉体を得た。 透過型電子顕微鏡写真による観察の結果粉体の
形状は真球に近い球状で、その平均粒径は
0.228μmであり、その変動係数は9.8%であつた。 又、対照実験として、供給管の先端を初期液面
上20cmの位置に調節し、該供給管が反応液と接し
ないように、上記と同様の条件で反応を行なつた
所、その平均粒径は0.236であり、その変動係数
は25.3%であつた。 実施例 4 表2に示す有機金属化合物原料溶液組成及び原
料供給管の先端位置以外は全て実施例3と同様の
条件で実施した。その結果を表2にあわせて示し
た。尚表中IPAはイソプロピルアルコールの、
MeOHはメチルアルコールの略記である。
【表】
【表】 実施例 5 テトラブチルチタネート120gとカルシウムメ
トキサイド100gを1.5のイソプロピルアルコー
ルに溶解し、原料溶液を調製した。実施例1で用
いたのと同様の内容積10のガラス製反応容器F
メタノール2.5を満たし、これに500gのアンモ
ニア水溶液(濃度28wt%)を加えてアンモニア
性メタノール溶液を調製し、この溶液に先に調製
した原料溶液を、反応容器の温度を20℃に保ちな
がら約2時間かけて添加した。この時原料溶液供
給管の先端を初期液面下5cmの位置に調節した。
添加終了後、更に一時間撹拌を続けた後、乳白色
の反応液から溶媒を留去し、減圧乾燥することに
より白色の粉体を得た。 透過型電子顕微鏡写真による観察の結果、粉体
の形状は真球に近い球形で、その平均粒径は
0.274μmであり、その変動係数は4.4%であつた。 実施例 6 表3に示す有機金属化合物、原料溶液組成及び
供給管の先端位置以外は全て実施例1と同様の条
件で実施した。その結果は表3に示した。尚表中
IPAはイソプロピルアルコールの略記である。
【表】
【表】 比較例 1 実施例2及び実施例4における有機金属化合物
を第4表に示す種類のものを、予め溶媒に溶解す
ることなく使用した以外は実施例2及び実施例4
と同様に実施した。その結果は第4表に示す通り
であつた。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 加水分解可能な金属アルコキシドを該加水分
    解可能な金属アルコキシドは溶解するが反応生成
    物は実質的に溶解しない含水アルカリ性溶媒に供
    給して加水分解を行なう無機酸化物の製造方法に
    於いて、該加水分解可能な金属アルコキシドを予
    め溶媒に溶解し、該金属アルコキシドを溶解した
    溶液を撹拌下の該アルカリ性溶媒の液面よりも下
    方に供給することを特徴とする球状無機酸化物の
    製造方法。
JP59261770A 1984-12-13 1984-12-13 球状無機酸化物の製造方法 Granted JPS61141604A (ja)

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US5304324A (en) * 1986-03-07 1994-04-19 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Monodispersed glycol suspension of fine inorganic oxide particles having excellent dispersion stability
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JP2501104B2 (ja) * 1986-09-12 1996-05-29 三井石油化学工業株式会社 二酸化ゲルマニウムの回収方法

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