JPH02303537A - セラミックマイクロ球の製造方法 - Google Patents
セラミックマイクロ球の製造方法Info
- Publication number
- JPH02303537A JPH02303537A JP12327889A JP12327889A JPH02303537A JP H02303537 A JPH02303537 A JP H02303537A JP 12327889 A JP12327889 A JP 12327889A JP 12327889 A JP12327889 A JP 12327889A JP H02303537 A JPH02303537 A JP H02303537A
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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］
本発明は水溶性金属化合物の水溶液に油を混合し超音波
振動により生成した油中水型エマルジョンを加熱するこ
とにより、水分と油分を除去してセラミックマイクロ球
を製造する方法に関する。
振動により生成した油中水型エマルジョンを加熱するこ
とにより、水分と油分を除去してセラミックマイクロ球
を製造する方法に関する。
更に詳しくはセラミックマイクロ球の平均粒径を調整す
る方法に関するものである。
る方法に関するものである。
［従来の技術］
本出願人は、この種のセラミックマイクロ球を製造する
方法として、出発原料として娠細なセラミック微粉体を
必要とすることなく、粒度分布幅の狭い、サブミクロン
のオーダの平均粒径を有する方法を特許出願しく特願昭
６３−３６２３９） 、更にこの方法における超音波の
周波数を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲から選定して
、高周波数のときにマイクロ球の平均粒径を小さくし、
低周波数のときにその平均粒径を大きくする方法につい
て特許出願した（特願昭６３−３１７１２３）。
方法として、出発原料として娠細なセラミック微粉体を
必要とすることなく、粒度分布幅の狭い、サブミクロン
のオーダの平均粒径を有する方法を特許出願しく特願昭
６３−３６２３９） 、更にこの方法における超音波の
周波数を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲から選定して
、高周波数のときにマイクロ球の平均粒径を小さくし、
低周波数のときにその平均粒径を大きくする方法につい
て特許出願した（特願昭６３−３１７１２３）。
［発明が解決しようとする課題］
上記従来の方法でセラミックマイクロ球の平均粒径を調
整するためには、周波数を調整できる特殊な超音波発生
機を用意するか、或いは周波数の異なる複数台の超音波
発生機を用意して目標とするマイクロ球の平均粒径毎に
所定の周波数又は超音波発生機を選択する必要があった
。
整するためには、周波数を調整できる特殊な超音波発生
機を用意するか、或いは周波数の異なる複数台の超音波
発生機を用意して目標とするマイクロ球の平均粒径毎に
所定の周波数又は超音波発生機を選択する必要があった
。
しかし超音波発生機の周波数は現実的に一定の範囲に限
定され、かつきめ細かい周波数設定が困難なため、従来
の方法で所望の平均粒径のマイクロ球を得るには装置的
に容易でない。
定され、かつきめ細かい周波数設定が困難なため、従来
の方法で所望の平均粒径のマイクロ球を得るには装置的
に容易でない。
本発明の目的は、粒度分布幅の狭い、サブミクロンのオ
ーダの平均粒径を有するセラミックマイクロ球を、超音
波の周波数の変化によらずに、油中水型エマルジョンを
生成する前の混合液の粘度を調整することにより、所望
の平均粒径に調整し得るセラミックマイクロ球の製造方
法を提供することにある。
ーダの平均粒径を有するセラミックマイクロ球を、超音
波の周波数の変化によらずに、油中水型エマルジョンを
生成する前の混合液の粘度を調整することにより、所望
の平均粒径に調整し得るセラミックマイクロ球の製造方
法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は、水溶性金属化合
物が溶解した水溶液にこの水溶液に不溶で水より高沸点
の油を混合し、この混合液に超音波振動を与えて油中水
型エマルジョンを生成し、このエマルジョンを水の沸点
未満の温度で加熱し、前記水溶性金属化合物が溶解する
液滴の水分を蒸発させて油相に球形の水溶性金属化合物
を分解させた後、この分散液を前記水溶性金属化合物が
分解し金属酸化物となる温度以上でこの金属酸化物の粒
成長開始温度未満の温度範囲で加熱して油を蒸発又は分
解して除去し、金属酸化物のマイクロ球を得るセラミッ
クマイクロ球の製造方法の改良である。
物が溶解した水溶液にこの水溶液に不溶で水より高沸点
の油を混合し、この混合液に超音波振動を与えて油中水
型エマルジョンを生成し、このエマルジョンを水の沸点
未満の温度で加熱し、前記水溶性金属化合物が溶解する
液滴の水分を蒸発させて油相に球形の水溶性金属化合物
を分解させた後、この分散液を前記水溶性金属化合物が
分解し金属酸化物となる温度以上でこの金属酸化物の粒
成長開始温度未満の温度範囲で加熱して油を蒸発又は分
解して除去し、金属酸化物のマイクロ球を得るセラミッ
クマイクロ球の製造方法の改良である。
その特徴とするところは、前記水溶液金属化合物が溶解
した水溶液に前記部とともにこの油に不溶であって水溶
性の粘度調整剤を混合して所望の平均粒径のマイクロ球
を得る点にある。
した水溶液に前記部とともにこの油に不溶であって水溶
性の粘度調整剤を混合して所望の平均粒径のマイクロ球
を得る点にある。
本発明の出発原料は目的とするセラミ・ンクスを構成す
る水溶性金属化合物である。この水溶性金属化合物を所
定の組成比で２０〜５０℃の水に溶解して水溶液を調製
する。
る水溶性金属化合物である。この水溶性金属化合物を所
定の組成比で２０〜５０℃の水に溶解して水溶液を調製
する。
この水溶液に油と粘度調整剤を混合し、この混合液に超
音波振動を与えて油中水型エマルジョンを生成する。油
は上記水溶液に不溶でありかつ水より高沸点のものであ
れば特に限定されず、毒性及び価格の点からパラフィン
油が望ましい。
音波振動を与えて油中水型エマルジョンを生成する。油
は上記水溶液に不溶でありかつ水より高沸点のものであ
れば特に限定されず、毒性及び価格の点からパラフィン
油が望ましい。
粘度調整剤は、上記混合液の粘度を調整する物質であっ
て、上記混合液をエマルジョンに生成したときにエマル
ジョンの液滴径を調整するために、この油に不溶で、し
かも水溶性である必要がある。
て、上記混合液をエマルジョンに生成したときにエマル
ジョンの液滴径を調整するために、この油に不溶で、し
かも水溶性である必要がある。
粘性の低い粘度調整剤、例えばメチルアルコール、エチ
ルアルコール等を添加して混合液の粘度を低下させると
、エマルジョンの液滴が小さくなりセラミックマイクロ
球の平均粒径が小さくなる。反対に粘性の高い粘度調整
剤、例えばポリビニルアルコール、メチルセルロース等
の水溶性ポリマーを添加して混合液の粘度を高めると、
エマルジョンの液滴が大きくなりセラミックマイクロ球
の平均粒径が大きくなる。このことから混合液の粘度を
この粘度調整剤により適宜選定すれば、平均粒径を所望
の値にすることができる。
ルアルコール等を添加して混合液の粘度を低下させると
、エマルジョンの液滴が小さくなりセラミックマイクロ
球の平均粒径が小さくなる。反対に粘性の高い粘度調整
剤、例えばポリビニルアルコール、メチルセルロース等
の水溶性ポリマーを添加して混合液の粘度を高めると、
エマルジョンの液滴が大きくなりセラミックマイクロ球
の平均粒径が大きくなる。このことから混合液の粘度を
この粘度調整剤により適宜選定すれば、平均粒径を所望
の値にすることができる。
またエマルジョンを生成する際にはエマルジョンを長時
間安定に存在させるために乳化剤を使用した方がよい。
間安定に存在させるために乳化剤を使用した方がよい。
この乳化剤はイオン系乳化剤、非イオン系乳化剤等のい
ずれの乳化剤でもよい。上記水溶液１００重量部に対し
て油は３５〜１００重量部また乳化剤は１〜６重量重量
部口、粘度調整剤は、粘度調整剤自体の粘度及び目標と
する平均粒径により異なるが、上記水溶液１００重量部
に対して１０重量部以下の割合で混合する。
ずれの乳化剤でもよい。上記水溶液１００重量部に対し
て油は３５〜１００重量部また乳化剤は１〜６重量重量
部口、粘度調整剤は、粘度調整剤自体の粘度及び目標と
する平均粒径により異なるが、上記水溶液１００重量部
に対して１０重量部以下の割合で混合する。
上記混合液は超音波振動により油中水型エマルジョンに
生成する。エマルジョンの生成を超音波振動以外の攪拌
式ホモジナイザ、圧力式ホモジナイザ等の手段で行った
場合には、液滴の径は部分的にサブミクロンのオーダと
なるが、平均的にサブミクロンのオーダとならず、しか
もその液滴径の分布幅は広いため、最終的に得られるセ
ラミックマイクロ球の平均粒径が大きくかつ不揃いとな
る。このため超音波振動以外の方法は本発明に適しない
。この超音波の周波数は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範
囲から超音波発生機の仕様に基づいて選択する。超音波
は一般的に可聴域より上の周波数、すなわち２０ｋＨｚ
以上の音波であるが、本発明では１０ｋＨｚの周波数に
おいても液滴の平均径をサブミクロンのオーダにするこ
とができるので、周波数が１０ｋＨｚ以上で２０ｋＨｚ
未満の音波についても、超音波の用語を用いる。
生成する。エマルジョンの生成を超音波振動以外の攪拌
式ホモジナイザ、圧力式ホモジナイザ等の手段で行った
場合には、液滴の径は部分的にサブミクロンのオーダと
なるが、平均的にサブミクロンのオーダとならず、しか
もその液滴径の分布幅は広いため、最終的に得られるセ
ラミックマイクロ球の平均粒径が大きくかつ不揃いとな
る。このため超音波振動以外の方法は本発明に適しない
。この超音波の周波数は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範
囲から超音波発生機の仕様に基づいて選択する。超音波
は一般的に可聴域より上の周波数、すなわち２０ｋＨｚ
以上の音波であるが、本発明では１０ｋＨｚの周波数に
おいても液滴の平均径をサブミクロンのオーダにするこ
とができるので、周波数が１０ｋＨｚ以上で２０ｋＨｚ
未満の音波についても、超音波の用語を用いる。
生成したエマルジョンを加熱して水溶性金属化合物が溶
解する液滴の水分を蒸発させるときの加熱温度は、高温
の方が迅速に液滴の水分を除去できるが、１００℃を越
えると水の沸騰が起きエマルジョンが壊れるので、１０
０℃未満、望ましくは７０〜９５℃がよい。
解する液滴の水分を蒸発させるときの加熱温度は、高温
の方が迅速に液滴の水分を除去できるが、１００℃を越
えると水の沸騰が起きエマルジョンが壊れるので、１０
０℃未満、望ましくは７０〜９５℃がよい。
更に油を蒸発又は分解するとともに水溶性金属化合物を
熱分解するときの加熱温度は、水溶性金属化合物が分解
し金属酸化物となる温度以上でこの金属化合物の粒成長
開始温度未満の温度であることが必要である。
熱分解するときの加熱温度は、水溶性金属化合物が分解
し金属酸化物となる温度以上でこの金属化合物の粒成長
開始温度未満の温度であることが必要である。
［作 用コ
水溶性金属化合物が溶解した水溶液に油と粘度調整剤を
混合し、必要により乳化剤を加えて超音波振動を与える
と、超音波による強力なキャビテーション効果が混合液
全体に均一に加わり、前記水溶液がサブミクロンのオー
ダの液滴にまで細分割されて油相に分散する。ここで粘
度調整剤が混合液の粘度を低下させる物質であれば、液
層の平均径は小さくなり、また粘度調整剤が混合液の粘
度を高める物質であれば、液滴の平均径は大きくなり、
結果としてマイクロ球の所望の平均粒径を決めることが
できる。
混合し、必要により乳化剤を加えて超音波振動を与える
と、超音波による強力なキャビテーション効果が混合液
全体に均一に加わり、前記水溶液がサブミクロンのオー
ダの液滴にまで細分割されて油相に分散する。ここで粘
度調整剤が混合液の粘度を低下させる物質であれば、液
層の平均径は小さくなり、また粘度調整剤が混合液の粘
度を高める物質であれば、液滴の平均径は大きくなり、
結果としてマイクロ球の所望の平均粒径を決めることが
できる。
このエマルジョンを加熱して水溶性金属化合物が溶解す
る液滴の水分を蒸発させると、液層が濃縮され、油相に
サブミクロンのオーダの球形の水溶性金属化合物が分散
する。
る液滴の水分を蒸発させると、液層が濃縮され、油相に
サブミクロンのオーダの球形の水溶性金属化合物が分散
する。
この水溶性金属化合物が分散した油液を加熱して油を蒸
発又は分解するとともに水溶性金属化合物を熱分解させ
れば、サブミクロンのオーダの金属酸化物のマイクロ球
が得られる。
発又は分解するとともに水溶性金属化合物を熱分解させ
れば、サブミクロンのオーダの金属酸化物のマイクロ球
が得られる。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明の製造方法によれば、粒度分
布幅の狭い、サブミクロンのオーダの平均粒径を有する
セラミックマイクロ球を、超音波の周波数の変化によら
ずに、油中水型エマルジョンを生成する前の混合液の粘
度を粘度調整剤の添加により調整することによって、所
望の平均粒径に調整することができる。
布幅の狭い、サブミクロンのオーダの平均粒径を有する
セラミックマイクロ球を、超音波の周波数の変化によら
ずに、油中水型エマルジョンを生成する前の混合液の粘
度を粘度調整剤の添加により調整することによって、所
望の平均粒径に調整することができる。
［実施例］
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
〈実施例１〉
Ｚｒ０（ＮＯｓ）２’ ２ＨｚＯＬｏｇを４０℃の水２
５ｇに溶解して水溶液を調製した。この水溶液にパラフ
ィン油５０ｇと粘度調整剤としてメチルアルコール２ｇ
と乳化剤としてポリ・オキシエチレン・ノニルフェニル
・エーテルＩｇを加えて粘度２．７ｃＰの混合液を調製
した。この混合液に超音波発生機（Ｂｒａｎｓｏｎ社製
Ｂ−３０社製上り１５秒間超音波振動を与えて油中水型
エマルジョンを生成した。この時の超音波の周波数は３
０ｋＨｚであった。このエマルジョンを乾燥器に入れ大
気圧下８０℃の温度で８時間乾燥し、水を蒸発させて除
去した。エマルジョンはＺｒＯ，粒子が分散する懸濁液
となった。この懸濁液を大気圧下７００℃の温度で３時
間焼成し油を分解して除去し、Ｚ’ｒＯ，球を得た。走
査型電子顕微鏡によりこのＺｒＯ。
５ｇに溶解して水溶液を調製した。この水溶液にパラフ
ィン油５０ｇと粘度調整剤としてメチルアルコール２ｇ
と乳化剤としてポリ・オキシエチレン・ノニルフェニル
・エーテルＩｇを加えて粘度２．７ｃＰの混合液を調製
した。この混合液に超音波発生機（Ｂｒａｎｓｏｎ社製
Ｂ−３０社製上り１５秒間超音波振動を与えて油中水型
エマルジョンを生成した。この時の超音波の周波数は３
０ｋＨｚであった。このエマルジョンを乾燥器に入れ大
気圧下８０℃の温度で８時間乾燥し、水を蒸発させて除
去した。エマルジョンはＺｒＯ，粒子が分散する懸濁液
となった。この懸濁液を大気圧下７００℃の温度で３時
間焼成し油を分解して除去し、Ｚ’ｒＯ，球を得た。走
査型電子顕微鏡によりこのＺｒＯ。
球の粒径を測定したところ、平均粒径が０．０８μｍで
粒度分布幅が±０．０２μｍの極めて微細でバラツキの
少ないＺｒＯ＊の単分散セラミックマイクロ球であった
。
粒度分布幅が±０．０２μｍの極めて微細でバラツキの
少ないＺｒＯ＊の単分散セラミックマイクロ球であった
。
〈実施例２〉
実施例１のメチルアルコールの代りに粘度調整剤として
ポリビニルアルコール０．２５ｇを実施例１の水溶液に
加えて混合し粘度３８．ＯｃＰの混合液を調製した以外
は、実施例１と同様にしてＺｒＯｘ球を得た。実施例１
と同様にこのＺｒＱ、球の粒径を測定したところ、平均
粒径が１．１μｍで粒度分布幅が±０．２μｍであった
。このＺｒＯ□球は実施例１のＺｒＯ。
ポリビニルアルコール０．２５ｇを実施例１の水溶液に
加えて混合し粘度３８．ＯｃＰの混合液を調製した以外
は、実施例１と同様にしてＺｒＯｘ球を得た。実施例１
と同様にこのＺｒＱ、球の粒径を測定したところ、平均
粒径が１．１μｍで粒度分布幅が±０．２μｍであった
。このＺｒＯ□球は実施例１のＺｒＯ。
球より平均粒径が大きくかつ粒度分布幅の広くなったが
、なお微細でバラツキの少ない単分散セラミックマイク
ロ球であった。
、なお微細でバラツキの少ない単分散セラミックマイク
ロ球であった。
く比較例〉
実施例１の水溶液に粘度調整剤を全く添加せずに粘度３
．４ｃＰの混合液を調製した以外は、実施例１と同様に
してＺｒＯ，球を得た。実施例１と同様にこのＺｒＯ，
球の粒径を測定したところ、平均粒径が０．１μｍで粒
度分布幅が±０．０２μｍの極めて微細でバラツキの少
ないＺｒＯｘの単分散セラミックマイクロ球であった。
．４ｃＰの混合液を調製した以外は、実施例１と同様に
してＺｒＯ，球を得た。実施例１と同様にこのＺｒＯ，
球の粒径を測定したところ、平均粒径が０．１μｍで粒
度分布幅が±０．０２μｍの極めて微細でバラツキの少
ないＺｒＯｘの単分散セラミックマイクロ球であった。
実施例１、実施例２及び比較例の結果から粘度調整剤を
水溶液に加えて混合液の粘度を調整することにより、セ
ラミックマイクロ球の平均粒径を調整することが判明し
た。
水溶液に加えて混合液の粘度を調整することにより、セ
ラミックマイクロ球の平均粒径を調整することが判明し
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）水溶性金属化合物が溶解した水溶液にこの水溶液に
不溶で水より高沸点の油を混合し、この混合液に超音波
振動を与えて油中水型エマルジョンを生成し、このエマ
ルジョンを水の沸点未満の温度で加熱し、前記水溶性金
属化合物が溶解する液滴の水分を蒸発させて油相に球形
の水溶性金属化合物を分解させた後、この分散液を前記
水溶性金属化合物が分解し金属酸化物となる温度以上で
この金属酸化物の粒成長開始温度未満の温度範囲で加熱
して油を蒸発又は分解して除去し、金属酸化物のマイク
ロ球を得るセラミックマイクロ球の製造方法であって、 前記水溶液金属化合物が溶解した水溶液に前記油ととも
にこの油に不溶であって水溶性の粘度調整剤を混合して
所望の平均粒径のマイクロ球を得ることを特徴とするセ
ラミックマイクロ球の製造方法。 ２）油がパラフィン油であって、粘度調整剤がメチルア
ルコールである請求項１記載のセラミックマイクロ球の
製造方法。 ３）粘度調整剤が水溶性ポリマーである請求項１記載の
セラミックマイクロ球の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12327889A JPH0629122B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | セラミックマイクロ球の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12327889A JPH0629122B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | セラミックマイクロ球の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02303537A true JPH02303537A (ja) | 1990-12-17 |
| JPH0629122B2 JPH0629122B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=14856610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12327889A Expired - Lifetime JPH0629122B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | セラミックマイクロ球の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629122B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP12327889A patent/JPH0629122B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0629122B2 (ja) | 1994-04-20 |
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