JPH0725614A

JPH0725614A - 酸化亜鉛超微粒子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0725614A
Application number: JP19312893A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Oshima; 賢太郎大島; Keiichi Den; 慶一傳
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【構成】亜鉛を含む金属化合物を気化させ原料ガスと
し、該原料ガスを酸素を含むキャリアーガスを用いて高
温の反応管へ導入し、該反応管内部で該原料ガスを熱分
解反応及び酸化反応させることにより得られる、平均粒
子径が０．００５〜０．２μｍであって実質的に球状で
ある酸化亜鉛超微粒子。【効果】本発明の酸化亜鉛超微粒子は、可視光域におけ
る透明性が非常に高く、紫外線Ｂ，Ａ領域における遮蔽
性も極めて高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛超微粒子及び
その製造方法に関する。更に詳しくは、亜鉛を含む金属
化合物を気化させ原料ガスとし、該原料ガスの熱分解反
応及び酸化反応により得られる酸化亜鉛超微粒子及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）微粒子は、種々の工業製品、医
薬品、ゴムの加硫促進剤、触媒、バリスター（可変抵抗
器）、塗料等に用いられ、最近では紫外線遮蔽材として
ＵＶ化粧品にも用いられ、これらの他にも様々の工業分
野に応用されている。従って、酸化亜鉛微粒子は非常に
有用な工業的価値を有するが、酸化亜鉛微粒子の有する
機能を大きく、飛躍的に発現させる為には超微粒子化が
重要である。すなわち、超微粒子化することにより、比
表面積が極めて大きく増加し、微粒子を構成する全分子
数中に占める微粒子表面に位置する分子の数の割合が大
きくなって微粒子の表面エネルギーが増大するため、そ
の機能が極めて大きく発現される。

【０００３】このように極めて重要な工業的価値を有す
ると考えられる酸化亜鉛超微粒子の製造は、液相法と気
相法に大別できる。液相法では、例えば、塩酸亜鉛、硝
酸亜鉛、または硫酸亜鉛を含有する水溶液を蓚酸、蓚酸
アルカリまたは蓚酸アンモニウムの水溶液中に滴下し、
生ずる沈澱を濾別捕集し、３５０〜５５０℃の温度範囲
の酸素２０％以上を含有する酸化性ガス雰囲気中で０．
５〜３時間置き、平均粒径２０〜５０ｎｍの超微粒子状
酸化亜鉛粉末を得る方法（特開昭５７−２０５３１９号
公報）がある。しかし、このような液相法による製造プ
ロセスについては、バッチ式が基本となる為に自動化が
困難であり、しかも生成微粒子は固液混相の状態で得ら
れる為、製品として得るには、濾過、乾燥の工程が必要
となる。従って、製造プロセス全体が複雑となりプロセ
ス全体のメンテナンスが難しく、その為に製品の低コス
ト化が困難となる。また、濾過、乾燥工程を経ても、超
微粒子の表面には溶媒分子が不純物として残存しやす
く、超微粒子の純度及び分散性の点で良くない。

【０００４】気相法では、一般に金属を蒸気化し、その
蒸気と酸素を有するガスとを混合して接触酸化反応させ
ることにより、セラミックス微粒子を得る方法（例え
ば、酸化亜鉛微粒子の製造では、特開平１−２８６９１
９号公報）がある。また、気相法の一手法として、ＣＶ
Ｄ法（気相化学成長法）と呼ばれる微粒子製造方法があ
るが、これは原料ガスをキャリアーガスと共に、反応管
へ導入して、内部で原料ガスの化学反応により微粒子を
生成させる方法であり、製品純度が高く、また比較的粒
子径がそろっていること等が挙げられる。例えば、揮発
性金属化合物を気化または霧化せしめた後、加熱下に分
解して金属酸化物超微粒子とし、分解後直ちに前記金属
酸化物超微粒子が再び合体しない温度まで冷却すること
を特徴とする球状金属酸化物超微粒子の製造方法（特開
昭６１−２０１６０４号公報）がある。

【０００５】前述の気相法による製造プロセスについて
は、プロセスの操作条件の自由度が低いという問題があ
る。すなわち亜鉛蒸気と空気との接触酸化反応における
反応速度や反応率、生成粒子の大きさ及び結晶性等を制
御するのが難しく、特に超微粒子化するには亜鉛蒸気濃
度を極度に低く設定する必要があるが、この場合では超
微粒子の生産性が悪くなる。また、一般に亜鉛蒸気は毒
性が極めて強く、製造プロセスの安全性の面からも好ま
しくない。

【０００６】前述のＣＶＤ法による製造プロセスについ
ては、揮発性金属化合物の熱分解反応を利用して球状の
金属酸化物超微粒子を製造するが、熱分解反応だけでは
生成する超微粒子の分子内に酸素格子欠陥が生じやす
く、結晶性も良くない。従って、熱分解反応と並行して
金属の酸化反応も進行させることが必要であり、その為
には揮発性金属化合物の分子内の酸素源だけでなく、キ
ャリアーガス中に酸素を含有させることにより、揮発性
金属化合物の熱分解反応及び酸化反応を促進させなけれ
ばならない。また、前述の特開昭６１−２０１６０４号
公報においては、生成する金属酸化物超微粒子の種類に
おいて酸化亜鉛超微粒子についての記載は全くなく、ま
た酸化亜鉛超微粒子の光学的機能、特に可視光透過機能
及び紫外線遮蔽機能における特性についても記載は全く
ない。

【０００７】上記以外にも、気相法と液相法の両者の特
徴を有する噴霧熱分解法と呼ばれる方法がある。例え
ば、金属塩を含む溶液を液滴径が０．１μｍから１００
μｍの微小な液滴とし、その液滴をキャリアーガスを用
いて気液混相の状態で高温反応炉内へ送り、該反応炉内
部で液滴に含まれる金属塩を熱分解して金属酸化物微粒
子を生成し、得られた金属酸化物微粒子を静電捕集器を
用いて回収することを特徴とする金属酸化物微粒子の製
造方法（特願平２−４０９２２９号）がある。

【０００８】前述の噴霧熱分解法による製造では、０．
２μｍ以下の超微粒子を製造する際、金属塩を含む噴霧
溶液において金属塩濃度を極度に低くする必要があり、
これでは生成する金属酸化物超微粒子の生成量も極めて
少なく、またエネルギー効率の点からも良くないと言え
る。従って、上記の従来技術を考えた場合、平均粒子径
が０．００５〜０．２μｍであって実質的に球状である
酸化亜鉛超微粒子を、簡便な方法により連続して安価に
製造する方法の開発が課題となっていた。また、酸化亜
鉛超微粒子の光学的機能として、可視光域（光波長４０
０〜８００ｎｍ）における高い透明性、及び紫外線Ｂ，
Ａ領域（光波長２９０〜４００ｎｍ）における高い遮蔽
性を有するものの開発が課題となっていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、亜鉛を含む金
属化合物を気化させ原料ガスとし、該原料ガスを酸素を
含むキャリアーガスを用いて高温の反応管へ導入し、該
反応管内部で熱分解反応及び酸化反応させることにより
酸化亜鉛超微粒子を製造するという簡便な方法により、
酸化亜鉛超微粒子を連続して安価に製造できることを見
い出し、また、その方法による酸化亜鉛超微粒子が可視
光域における高透明性、及び紫外線Ｂ，Ａ領域における
高遮蔽性を有していることを見い出し、さらに鋭意研究
を進めて本発明を完成した。

【００１０】すなわち、本発明の要旨は、（１）亜鉛を
含む金属化合物を気化させ原料ガスとし、該原料ガスを
酸素を含むキャリアーガスを用いて高温の反応管へ導入
し、該反応管内部で該原料ガスを熱分解反応及び酸化反
応させることにより得られる、平均粒子径が０．００５
〜０．２μｍであって実質的に球状である酸化亜鉛超微
粒子、および（２）亜鉛を含む金属化合物を気化させ原
料ガスとし、該原料ガスを酸素を含むキャリアーガスを
用いて高温の反応管へ導入し、該反応管内部で該原料ガ
スを熱分解反応及び酸化反応させることにより、平均粒
子径が０．００５〜０．２μｍであって実質的に球状で
ある酸化亜鉛超微粒子を連続的に製造することを特徴と
する酸化亜鉛超微粒子の製造方法、に関する。

【００１１】以下、図面に基づき、本発明について詳細
に説明する。図１は、本発明の製造方法に好適に用いら
れる装置の一例の概略図を示すものである。原料気化装
置１において気化された亜鉛を含む金属化合物からなる
原料ガスを酸素を含むキャリアーガス供給装置２より供
給されるキャリアーガスにより、加熱体３を有する高温
の反応管４に導入する。反応管４の内部では、該原料ガ
スの熱分解反応及び酸化反応により、酸化亜鉛超微粒子
が生成する。反応管４より出た気固混相状態の酸化亜鉛
超微粒子は捕集装置５で回収される。

【００１２】原料気化装置１は、温度制御可能な発熱体
を有する蒸発器型等が好ましく、特に原料の蒸発量を一
定にできるものが良い。キャリアーガス供給装置２は、
長時間にわたり一定流量のキャリアーガスを供給できる
ようなものであればよく、その流量制御装置としては、
例えば質量式流量計が使用できる。加熱体３の形状及び
種類は、特に限定されないが、一定温度を長時間にわた
り保持できるようなものが好ましい。加熱体の材質に
は、例えば、カンタル線等が使用できる。反応管４の形
状は、特に限定されないが、反応管内での温度分布が均
一になれば良く、その観点から円筒型等が好ましい。反
応管の材質には、例えばステンレス、セラミックス、石
英ガラス等が使用できる。生成超微粒子の捕集装置５に
は、フィルター式、静電捕集式等が有効であるが、長期
運転用には、電気集塵器または拡散荷電型等の静電捕集
式が好ましい。

【００１３】次に、このような装置を用いた本発明の酸
化亜鉛超微粒子の製造方法について説明する。原料であ
る亜鉛を含む金属化合物としては、塩化物、水素化物
や、アルコキシド、アルキル化物、β−ジケトン化物等
の金属化合物である。それらの金属化合物の例として、
ＺｎＣｌ₄，ＺｎＨ₂，Ｚｎ（ＯＣ₃Ｈ₇）₂，Ｚｎ
（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｚｎ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂）₂等が挙げられ
る。本発明における反応を例示すると、次のようなもの
が挙げられる。２ＺｎＣｌ₄＋Ｏ₂ → ２ＺｎＯ＋４Ｃｌ₂ ＺｎＨ₂＋Ｏ₂ → ＺｎＯ＋Ｈ₂ＯＺｎ（ＯＣ₃Ｈ₇）₂＋Ｏ₂ → ＺｎＯ＋Ｃ_xＨ_yＯ
_z＋Ｈ₂ＯＺｎ（Ｃ₂Ｈ₅）₂＋Ｏ₂ → ＺｎＯ＋Ｈ₂Ｏ＋Ｃ
₄Ｈ₈ Ｚｎ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂）₂＋Ｏ₂ → ＺｎＯ＋Ｃ_xＨ_y
Ｏ_z 上記の式において、Ｃ_xＨ_yＯ_zは生成有機物の構造が
不明であるため、一般式で表したものである。ｘ、ｙ、
及びｚは、０又は任意の正の整数である。

【００１４】本発明における熱分解反応とは、亜鉛を含
む金属化合物が熱エネルギーを受けて、亜鉛原子または
酸化亜鉛分子に近い状態まで分解される反応のことであ
り、また酸化反応とは、その亜鉛原子または酸化亜鉛分
子に近い状態まで分解されたものが酸素との接触酸化反
応により、酸素格子欠陥が少なく、結晶性の高い酸化亜
鉛分子となる反応のことをいう。

【００１５】キャリアーガスとは、不活性ガス、あるい
は熱分解反応及び酸化反応の進行を妨げないガスを言
い、例えばヘリウム、空気、窒素等が用いられる。本発
明では、酸素を含むキャリアーガスを用いるが、その酸
素ガス濃度は、亜鉛を含む金属化合物中の亜鉛原子のモ
ル数以上に、酸素原子のモル数を与えられる様に、キャ
リアーガス中の酸素濃度を一定量に調整するのが好まし
い。また、キャリアーガスの流量は反応器内における原
料ガス及び酸素を含むキャリアーガスの滞留時間が１秒
より短くならないようにキャリアーガスの流量を調節す
るのが好ましい。

【００１６】原料ガス濃度は、キャリアーガスに対し
て、０．００１〜４０重量％の範囲で、望ましくは０．
０１〜２０重量％の範囲が良い。その理由は、原料ガス
濃度が０．００１重量％より小さい場合、微粒子の生成
量が極めて少なくなり、また原料ガス濃度が４０重量％
より大きい場合、原料ガス分子同士の凝集やそれらの反
応器壁への沈着が激しく起こり、生成微粒子の大きさが
不均一となり、その歩留まりが悪くなるからである。加
熱体を有する反応器内の温度分布としては均一であるも
のが好ましい。例えば、反応器が円筒型であれば、半径
方向及び軸方向において、温度分布が均一であることが
好ましい。反応器内の圧力は、特に限定されないが、Ｃ
ＶＤ法における微粒子生成を考えた場合、常圧付近にす
ることが好ましい。

【００１７】本発明により得られる酸化亜鉛超微粒子
は、単分散性が良く、微粒子表面も清浄であり、また原
料ガス濃度または反応器内におけるガスの滞留時間の調
整により、０．００５〜０．２μｍの範囲のものが得ら
れる。なかでも、微粒化による機能の向上を考慮した場
合、０．０１〜０．１５μｍの範囲が好ましく、０．０
１〜０．１０μｍの範囲が更に好ましい。尚、酸化亜鉛
超微粒子の粒子径は、種々の方法で測定できるが、例え
ば走査型または透過型電子顕微鏡により測定できる。

【００１８】本発明の酸化亜鉛超微粒子は、実質的に球
状である。この球状を表わす指標として球形度を用いて
表現することができる。球形度とは、粒子と同じ体積を
有する球の表面積を粒子の表面積で割った値をさすが、
不規則粒子の表面積は測定しにくいので、本発明におい
ては実用球形度として以下の式を用いる。実用球形度＝（粒子の体積／外接球の体積)^1/3 即ち、本発明でいう球形度とは、前述の実用球形度をさ
すが、本発明では実用球形度が０．８以上のものを実質
的に球状という。本発明の酸化亜鉛超微粒子の比表面積
は、平均の比表面積が７０〜３００ｍ²／ｇである。こ
のように比表面積が高い為に、触媒効果も極めて高いと
言える。尚、比表面積は窒素の吸着量よりＢＥＴ法を用
いて測定することができる。

【００１９】本発明の酸化亜鉛超微粒子は、平均粒子径
が０．００５〜０．２μｍの範囲のものが得られるが、
この粒子径領域では可視光域（４００〜８００ｎｍ）の
光波長に比べて十分に小さい為に光透過性が高く、すな
わち透明性が極めて高いと言える。即ち、可視光分光分
析において、光路長１ｍｍ、グリセリン水溶液中（グリ
セリンと水の重量比は９：１）での酸化亜鉛超微粒子の
懸濁濃度を０．１重量％として光透過率の測定を行なっ
たとき、光波長８００ｎｍ及び／又は光波長４００ｎｍ
における光透過率がそれぞれ９０％以上、４０％以上で
ある。また、紫外線域（紫外線Ｂ域は光波長２９０〜３
２０ｎｍ、紫外線Ａ域は光波長３２０〜４００ｎｍ）に
おいては、前述の粒子径領域は無視できない大きさとな
るので、この紫外線領域では光散乱の為に光透過性が低
くなり、また酸化亜鉛の励起子吸収端が紫外線Ａ域内に
あるので、光吸収も起こると言える。即ち、同様にして
紫外線分光分析を行った場合、光波長３５０ｎｍ及び／
又は３００ｎｍにおける光透過率は２％以下である。従
って、光波長が４００ｎｍ、８００ｎｍにおける光透過
率より、可視光域における透明性が評価でき、また光波
長が３５０ｎｍ及び／又は３００ｎｍにおける光透過率
より、紫外線域における遮蔽性が評価できる。

【００２０】

【実施例】本発明を実施例および比較例を用いて説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。実施例１図１に示す反応装置を用いて、酸化亜鉛超微粒子の製造
を行なった。ジピバロイルメタナート亜鉛（Ｚｎ（Ｃ₁₁
Ｈ₁₉Ｏ₂）₂）を、蒸発器により１１５℃にて気化さ
せ、流量を２Ｌ／ｍｉｎに制御された窒素及び空気の混
合キャリアーガス（窒素ガスと空気ガスとの混合体積比
は１：１）を用いて、加熱炉により８００℃に温度制御
された反応管（セラミックス製、内径３０ｍｍ、外径４
０ｍｍ、長さ５０ｃｍ）に送り、反応管内部で、ジピバ
ロイルメタナート亜鉛の熱分解反応及び酸化反応によ
り、酸化亜鉛超微粒子を生成させ、気固混相の状態で得
られる酸化亜鉛超微粒子を反応管出口直後に取り付けた
拡散荷電型静電捕集器により回収した。尚、この時の原
料ガス濃度は、原料の蒸発量を重量法を用いて測定する
ことにより、窒素及び空気の混合キャリアーガスに対し
て５．５重量％、また反応器内でのガスの平均滞留時間
は約１１秒である。

【００２１】上記条件により得られた酸化亜鉛超微粒子
は、実用球形度が０．９２の実質的に球状の微粒子であ
り、その結晶相はウルツ鉱型であり、その粒子径は平均
径（個数基準）で約０．０６μｍであり、その粒子径分
布は、０．０１〜０．０３μｍが８％、０．０３〜０．
０６μｍが４５％、０．０６〜０．０９μｍが４０％、
０．０９〜０．１２μｍが７％であった。捕集した酸化
亜鉛超微粒子の収率（重量比）は、８１％であった。ま
た、平均の比表面積値は２００ｍ²／ｇであった。尚、
生成した酸化亜鉛超微粒子の結晶相はＸ線回折装置によ
り測定し、また、粒子径は走査型電子顕微鏡を用いて測
定し、平均の比表面積値はＢＥＴ式比表面積計を用い
た。以下、実施例２〜４、比較例１でも、同様の方法で
測定を行なった。

【００２２】次に、得られた酸化亜鉛超微粒子につい
て、紫外線・可視光分光光度計を用いて、光波長２００
〜８００ｎｍにおける光透過率の測定を行った。その測
定結果を図２に示す。測定条件を、石英ガラスセル（光
路長１ｍｍ）、グリセリン水溶液中（グリセリンと水の
重量比は９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸濁濃度を0.
１重量％とした。図２より、可視光域（λ＝４００〜８
００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝４７〜９３％（λが４
００ｎｍでのＴが４７％、λが８００ｎｍでのＴが９３
％であることを表わす。以下、同様にして表示する。）
であり、また紫外線Ｂ、Ａ域（λ＝２９０〜４００ｎ
ｍ）における光透過率Ｔ＝０〜４７％、特にλ＝３００
〜３５０ｎｍでの光透過率Ｔ＝０〜０．５％であった。
従って、本実施例により生成した酸化亜鉛超微粒子は可
視光域における透明性が非常に良く、かつ紫外線域にお
ける遮蔽性も極めて良いと言える。

【００２３】実施例２亜鉛アルコキシド（Ｚｎ（ＯＣ₃Ｈ₇）₂）を、蒸発器
により５０℃にて気化させ、流量を１Ｌ／ｍｉｎに制御
された窒素及び空気の混合キャリアーガス（窒素ガスと
空気ガスとの混合体積比は１：１）を用いて、加熱炉に
より６００℃に温度制御された反応管（実施例１で用い
た反応管と同じ）に送り、反応管内部で、亜鉛アルコキ
シドの熱分解反応及び酸化反応により、酸化亜鉛超微粒
子を生成させ、気固混相の状態で得られる酸化亜鉛超微
粒子を反応管出口直後に取り付けた拡散荷電型静電捕集
器により回収した。尚、この時の原料ガス濃度は、原料
の蒸発量を重量法を用いて測定することにより、窒素及
び空気の混合キャリアーガスに対して９．５重量％、ま
た反応器内でのガスの平均滞留時間は約２２秒である。

【００２４】上記条件により得られた酸化亜鉛超微粒子
は、実用球形度が０．９０の実質的に球状の微粒子であ
り、その結晶相はウルツ鉱型であり、その粒子径は平均
径（個数基準）で約０．０９μｍであり、その粒子径分
布は、０．０１〜０．０３μｍが２％、０．０３〜０．
０６μｍが３％、０．０６〜０．０９μｍが４４％、
０．０９〜０．１２μｍが５１％であった。捕集した酸
化亜鉛超微粒子の収率（重量比）は、８０％であった。
また、平均の比表面積値は１３３ｍ²／ｇであった。

【００２５】次に、得られた酸化亜鉛超微粒子につい
て、紫外線・可視光分光光度計を用いて、光波長２００
〜８００ｎｍにおける光透過率の測定を行った。その測
定結果を図３に示す。測定条件は実施例１と同じく、石
英ガラスセル（光路長１ｍｍ）、グリセリン水溶液中
（グリセリンと水の重量比は９：１）での酸化亜鉛超微
粒子の懸濁濃度を０．１重量％とした。図３より、可視
光域（λ＝４００〜８００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝
４５〜９２％であり、また紫外線Ｂ、Ａ域（λ＝２９０
〜４００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝０〜４５％、特に
λ＝３００〜３５０ｎｍでの光透過率Ｔ＝０〜１％であ
った。従って、本実施例により生成した酸化亜鉛超微粒
子は可視光域における透明性が非常に良く、かつ紫外線
域における遮蔽性も極めて良いと言える。

【００２６】実施例３ジエチル亜鉛（Ｚｎ（Ｃ₂Ｈ₅）₂）を、蒸発器により
４５℃にて気化させ、流量を２Ｌ／ｍｉｎに制御された
窒素及び空気の混合キャリアーガス（窒素ガスと空気ガ
スとの混合体積比は１：１）を用いて、加熱炉により５
００℃に温度制御された反応管（実施例１で用いた反応
管に同じ）に送り、反応管内部で、ジエチル亜鉛の熱分
解反応及び酸化反応により、酸化亜鉛超微粒子を生成さ
せ、気固混相の状態で得られる酸化亜鉛超微粒子を反応
管出口直後に取り付けた拡散荷電型静電捕集器により回
収した。尚、この時の原料ガス濃度は、原料の蒸発量を
重量法を用いて測定することにより、窒素及び空気の混
合キャリアーガスに対して２．６重量％、また反応器内
でのガスの平均滞留時間は約１１秒である。

【００２７】上記条件により得られた酸化亜鉛超微粒子
は、実用球形度が０．９３の実質的に球状の微粒子であ
り、その結晶相は、ウルツ鉱型であり、その粒子径は平
均径（個数基準）で約０．０１μｍであり、その粒子径
分布は、０．００５〜０．００８μｍが１％、０．００
８〜０．０１μｍが４７％、０．０１〜０．０１２μｍ
が４６％、０．０１２〜０．０１５μｍが６％であっ
た。捕集した酸化亜鉛超微粒子の収率（重量比）は、８
０％であった。また、平均の比表面積値は２８７ｍ²／
ｇであった。

【００２８】次に、得られた酸化亜鉛超微粒子につい
て、紫外線・可視光分光光度計を用いて、光波長２００
〜８００ｎｍにおける光透過率の測定を行った。その測
定結果を図４に示す。測定条件は実施例１と同じく、石
英ガラスセル（光路長１ｍｍ）、グリセリン水溶液中
（グリセリンと水の重量比は９：１）での酸化亜鉛超微
粒子の懸濁濃度を０．１重量％とした。図４より、可視
光域（λ＝４００〜８００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝
５３〜９７％であり、また紫外線Ｂ、Ａ域（λ＝２９０
〜４００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝０〜５３％、特に
λ＝３００〜３５０ｎｍでの光透過率Ｔ＝０〜０．２％
であった。従って、本実施例により生成した酸化亜鉛超
微粒子は可視光域における透明性が非常に良く、かつ紫
外線域における遮蔽性も極めて良いと言える。

【００２９】実施例４塩化亜鉛（ＺｎＣｌ₄）を、蒸発器により５５℃にて気
化させ、流量を１Ｌ／ｍｉｎに制御された窒素及び空気
の混合キャリアーガス（窒素ガスと空気ガスとの混合体
積比は１：１）を用いて、加熱炉により７００℃に温度
制御された反応管（実施例１で用いた反応管に同じ）に
送り、反応管内部で、塩化亜鉛の熱分解反応及び酸化反
応により、酸化亜鉛超微粒子を生成させ、気固混相の状
態で得られる酸化亜鉛超微粒子を反応管出口直後に取り
付けた拡散荷電型静電捕集器により回収した。尚、この
時の原料ガス濃度は、原料の蒸発量を重量法を用いて測
定することにより、窒素及び空気の混合キャリアーガス
に対して１５重量％、また反応器内でのガスの平均滞留
時間は約２２秒である。

【００３０】上記条件により得られた酸化亜鉛超微粒子
は、実用球形度が０．９１の実質的に球状の微粒子であ
り、その結晶相は、ウルツ鉱型であり、その粒子径は平
均径（個数基準）で約０．１５μｍであり、その粒子径
分布は、０．０６〜０．０９μｍが３％、０．０９〜
０．１２μｍが５％、０．１２〜０．１５μｍが４２
％、０．１５〜０．１８μｍが４６％、０．１８〜０．
２０μｍが４％であった。捕集した酸化亜鉛超微粒子の
収率（重量比）は、７９％であった。また、平均の比表
面積値は８０ｍ²／ｇであった。

【００３１】次に、得られた酸化亜鉛超微粒子につい
て、紫外線・可視光分光光度計を用いて、光波長２００
〜８００ｎｍにおける光透過率の測定を行った。その測
定結果を図５に示す。測定条件は実施例１と同じく、石
英ガラスセル（光路長１ｍｍ）、グリセリン水溶液中
（グリセリンと水の重量比は９：１）での酸化亜鉛超微
粒子の懸濁濃度を０．１重量％とした。図５より、可視
光域（λ＝４００〜８００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝
４２〜９０％であり、また紫外線Ｂ、Ａ域（λ＝２９０
〜４００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝０〜４２％、特に
λ＝３００〜３５０ｎｍでの光透過率Ｔ＝０〜２％であ
った。従って、本実施例により生成した酸化亜鉛超微粒
子は可視光域における透明性が非常に良く、かつ紫外線
域における遮蔽性も極めて良いと言える。

【００３２】比較例１フランス法により製造された市販品の酸化亜鉛微粒子
（微粒品、三井金属鉱業製）について、実施例１、２と
同様の検討を行った。この酸化亜鉛微粒子は、その結晶
相はウルツ鉱型であり、その粒子径は平均径（個数基
準）で約０．２５μｍであり、その粒子径分布は、０．
１６〜０．１９μｍが１％、０．１９〜０．２２μｍが
２％、０．２２〜０．２５μｍが４７％、０．２５〜
０．２８μｍが５０％であった。また、平均の比表面積
値は９０ｍ²／ｇであった。

【００３３】次に、上記の酸化亜鉛微粒子について、紫
外線・可視光分光光度計を用いて、光波長２００〜８０
０ｎｍにおける光透過率の測定を行った。その測定結果
を図６に示す。測定条件は実施例１と同じく、石英ガラ
スセル（光路長１ｍｍ）、グリセリン水溶液中（グリセ
リンと水の重量比は９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸
濁濃度を０．１重量％とした。図６より、可視光域（λ
＝４００〜８００ｎｍ）における光透過率Ｔ＝４５〜８
５％であり、また紫外線Ｂ、Ａ域（λ＝２９０〜４００
ｎｍ）における光透過率Ｔ＝３１〜４５％、特にλ＝３
００〜３５０ｎｍでの光透過率Ｔ＝３２〜３３％であっ
た。従って、この酸化亜鉛微粒子は可視光域における透
明性は実施例１〜４の場合より悪く、紫外線域における
遮蔽性も非常に悪いと言える。これは、実施例１〜４の
場合と比較して、フランス法による生成粒子径が大きい
為に、波長の短い紫外線域の光が通過し易く、紫外線域
における遮蔽性が低下したと考えられる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、平均粒子径が０．００
５〜０．２μｍであって、実質的に球状である酸化亜鉛
超微粒子を、亜鉛を含む金属化合物を気化させ原料ガス
とし、該原料ガスを酸素を含むキャリアーガスを用いて
高温の反応管へ導入し、該反応管内部で該原料ガスを熱
分解反応及び酸化反応させるという簡便な方法により、
連続して安価に製造できる。また、本発明による酸化亜
鉛超微粒子は、可視光域における透明性が非常に高く、
紫外線Ｂ，Ａ領域における遮蔽性も極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における微粒子製造装置の一例を示す概
略図である。

【図２】実施例１の酸化亜鉛超微粒子の紫外線・可視光
分光分析による光透過率の測定結果を表わすチャート図
である。

【図３】実施例２の酸化亜鉛超微粒子の紫外線・可視光
分光分析による光透過率の測定結果を表わすチャート図
である。

【図４】実施例３の酸化亜鉛超微粒子の紫外線・可視光
分光分析による光透過率の測定結果を表わすチャート図
である。

【図５】実施例４の酸化亜鉛超微粒子の紫外線・可視光
分光分析による光透過率の測定結果を表わすチャート図
である。

【図６】比較例１の酸化亜鉛微粒子の紫外線・可視光分
光分析による光透過率の測定結果を表わすチャート図で
ある。

【符号の説明】

１原料気化装置２キャリアーガス供給装置３加熱体４反応管５生成超微粒子の捕集装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛を含む金属化合物を気化させ原料ガ
スとし、該原料ガスを酸素を含むキャリアーガスを用い
て高温の反応管へ導入し、該反応管内部で該原料ガスを
熱分解反応及び酸化反応させることにより得られる、平
均粒子径が０．００５〜０．２μｍであって実質的に球
状である酸化亜鉛超微粒子。
【請求項２】酸化亜鉛超微粒子の平均の比表面積が７
０〜３００ｍ²／ｇである請求項１記載の酸化亜鉛超微
粒子。
【請求項３】可視光分光分析において、光路長１ｍ
ｍ、グリセリン水溶液中（グリセリンと水の重量比は
９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸濁濃度を０．１重量
％として光透過率の測定を行なったとき、光波長８００
ｎｍ及び／又は光波長４００ｎｍにおける光透過率がそ
れぞれ９０％以上、４０％以上であることを特徴とする
請求項１又は２記載の酸化亜鉛超微粒子。
【請求項４】紫外線分光分析において、光路長１ｍ
ｍ、グリセリン水溶液中（グリセリンと水の重量比は
９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸濁濃度を０．１重量
％として光透過率の測定を行なったとき、光波長３５０
ｎｍ及び／又は３００ｎｍにおける光透過率が２％以下
であることを特徴とする請求項３記載の酸化亜鉛超微粒
子。
【請求項５】亜鉛を含む金属化合物を気化させ原料ガ
スとし、該原料ガスを酸素を含むキャリアーガスを用い
て高温の反応管へ導入し、該反応管内部で該原料ガスを
熱分解反応及び酸化反応させることにより、平均粒子径
が０．００５〜０．２μｍであって実質的に球状である
酸化亜鉛超微粒子を連続的に製造することを特徴とする
酸化亜鉛超微粒子の製造方法。
【請求項６】酸化亜鉛超微粒子の平均の比表面積が７
０〜３００ｍ²／ｇである請求項５記載の製造方法。
【請求項７】可視光分光分析において、光路長１ｍ
ｍ、グリセリン水溶液中（グリセリンと水の重量比は
９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸濁濃度を０．１重量
％として光透過率の測定を行なったとき、光波長８００
ｎｍ及び／又は光波長４００ｎｍにおける光透過率がそ
れぞれ９０％以上、４０％以上であることを特徴とする
請求項５又は６記載の製造方法。
【請求項８】紫外線分光分析において、光路長１ｍ
ｍ、グリセリン水溶液中（グリセリンと水の重量比は
９：１）での酸化亜鉛超微粒子の懸濁濃度を０．１重量
％として光透過率の測定を行なったとき、光波長３５０
ｎｍ及び／又は３００ｎｍにおける光透過率が２％以下
であることを特徴とする請求項７記載の製造方法。