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JP6198379B2 - Modified zirconia fine particle powder, modified zirconia fine particle dispersed sol and method for producing the same - Google Patents

Modified zirconia fine particle powder, modified zirconia fine particle dispersed sol and method for producing the same Download PDF

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JP6198379B2 JP2012216202A JP2012216202A JP6198379B2 JP 6198379 B2 JP6198379 B2 JP 6198379B2 JP 2012216202 A JP2012216202 A JP 2012216202A JP 2012216202 A JP2012216202 A JP 2012216202A JP 6198379 B2 JP6198379 B2 JP 6198379B2
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Description

本発明は、分散性、流動性に優れた改質ジルコニア微粒子粉末、および該改質ジルコニア微粒子粉末を用いた分散体およびこれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a modified zirconia fine particle powder excellent in dispersibility and fluidity, a dispersion using the modified zirconia fine particle powder, and a production method thereof.

従来、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、五酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化スズ、シリカ・アルミナ、シリカ・ジルコニアなどのコロイド粒子が知られており、光学材料として屈折率を調整するために被膜等に配合して用いられている。例えば、シリカは低屈折材料として、アルミナは中程度の屈折率材料として、チタニア、ジルコニア等は高屈折率材料として用いられている。   Conventionally, colloidal particles such as silica, alumina, titania, zirconia, zinc oxide, antimony pentoxide, cerium oxide, tin oxide, silica-alumina, silica-zirconia, etc. are known, and to adjust the refractive index as an optical material It is blended and used for coatings. For example, silica is used as a low refractive index material, alumina is used as a medium refractive index material, and titania, zirconia, and the like are used as high refractive index materials.

チタニア粒子は高屈折率ではあるものの、分散安定性が悪かったり、チタニア自体が光触媒活性を有するために、耐光性、耐候性等に問題があった。このため、チタニアとともに、他の成分、例えばシリカ成分などを複合化することによって分散安定性や、耐光性、耐候性等を向上させることが行われている(特許文献1:特開平8−48940号公報)。しかしながら、複合化成分によっては屈折率を低下させることになることに加えて、光触媒活性を完全に抑制することが困難で、このため耐光性、耐候性等が不充分となることがあった。(特許文献1)   Although titania particles have a high refractive index, there are problems in light resistance, weather resistance and the like because of poor dispersion stability and titania itself having photocatalytic activity. For this reason, the dispersion stability, light resistance, weather resistance and the like are improved by compounding other components such as a silica component together with titania (Patent Document 1: JP-A-8-48940). Issue gazette). However, depending on the composite component, in addition to lowering the refractive index, it is difficult to completely suppress the photocatalytic activity, so that the light resistance, weather resistance, etc. may be insufficient. (Patent Document 1)

そこで、チタニアの代わりに、ジルコニアを使用することが試みられるが、ジルコニア粒子は光触媒活性が実質的になく、耐光性、耐候性等には優れているものの、分散性、安定性に優れたコロイド領域のジルコニアゾルを得ることが困難であった。   Therefore, it is attempted to use zirconia instead of titania. However, although zirconia particles have substantially no photocatalytic activity and are excellent in light resistance, weather resistance, etc., they are colloids excellent in dispersibility and stability. It was difficult to obtain a zirconia sol in the region.

本願出願人は、ジルコニウム塩の加水分解物をカルボン酸等の粒子成長抑制剤の存在下で水熱処理する分散性に優れたジルコニアゾルの製造方法を開示している。(特許文献2:特開2006−143535号公報) また、炭酸ジルコニウムアンモニウムをカルボン酸等の存在下で加熱加水分解する安定性に優れたジルコニアゾルの製造方法が開示されている。(特許文献3:特開平3−174325号公報)
しかしながら、上記した方法で得られるジルコニア微粒子は、乾燥すると凝集が強くなって、所望の分散性のものが得られない。
The present applicant has disclosed a method for producing a zirconia sol having excellent dispersibility by hydrothermally treating a hydrolyzate of a zirconium salt in the presence of a particle growth inhibitor such as carboxylic acid. (Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2006-143535) Further, a method for producing a zirconia sol having excellent stability by hydrolyzing zirconium ammonium carbonate in the presence of carboxylic acid or the like is disclosed. (Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 3-174325)
However, the zirconia fine particles obtained by the above-described method are strongly aggregated when dried, and the desired dispersibility cannot be obtained.

一方、水酸化ジルコニウムを高温で焼成し、これを粉砕して微粒子としたジルコニア微粒子は、屈折率は高いものの粒子径が大きすぎたり、粒子径分布が不均一であったり、凝集粒子が存在して分散性に劣る等の点から透明被膜に用いるには不向きであった。また、この方法では、粉砕時にアルカリ等(粉砕助剤)を添加することによって粒子径をより小さくしたり、粒子径分布を均一化できる等の効果が知られている。   On the other hand, zirconia fine particles obtained by calcining zirconium hydroxide at high temperature and pulverizing them to obtain fine particles have a high refractive index, but the particle size is too large, the particle size distribution is not uniform, or there are aggregated particles. In view of the poor dispersibility, it is not suitable for use in a transparent film. This method is also known to have effects such as the addition of alkali or the like (grinding aid) at the time of pulverization to reduce the particle size or to make the particle size distribution uniform.

従来、各種金属酸化物ゾルの分散性、安定性を向上するために有機珪素化合物(シランカップリング剤)で表面処理することが行われているが、上記、焼成、粉砕して得たジルコニア微粒子は、アルカリ共存下のアルカリ領域では安定に分散しうるが、洗浄や精製を行い、アルカリ成分を除去すると、表面電位が低下し分散性が著しく低下する問題があった。   Conventionally, surface treatment with an organosilicon compound (silane coupling agent) has been performed to improve the dispersibility and stability of various metal oxide sols, but the above-mentioned zirconia fine particles obtained by firing and pulverization Can be stably dispersed in the alkali region in the presence of alkali, but there is a problem that when washing and purification are carried out and the alkali component is removed, the surface potential is lowered and the dispersibility is significantly lowered.

特に、有機珪素化合物の加水分解用触媒であるアルカリ存在下で、表面処理したジルコニア微粒子はアルカリイオンが存在するために表面への有機珪素化合物処理が不均一になるためか、得られる表面処理したジルコニア微粒子の分散性、安定性は必ずしも充分ではなかった。   In particular, in the presence of alkali, which is a catalyst for hydrolysis of organosilicon compounds, the surface-treated zirconia fine particles were treated with the resulting surface treatment because of the presence of alkali ions, resulting in non-uniform organosilicon compound treatment on the surface. The dispersibility and stability of the zirconia fine particles were not always sufficient.

一方、アルカリが共存してない場合、即ち、加水分解触媒を使用しない場合、3官能以下の有機珪素化合物では加水分解速度が遅く、未反応の有機珪素化合物が残存し、表面処理が不充分になる場合があった。   On the other hand, when alkali is not present, that is, when a hydrolysis catalyst is not used, the hydrolysis rate is slow with a trifunctional or lower organosilicon compound, the unreacted organosilicon compound remains, and the surface treatment is insufficient. There was a case.

また、加水分解触媒として酸を使用した場合、粒子表面に鎖状の加水分解物を生じる傾向があり、得られる粒子が凝集したり、分散性が不良となる場合がある。
また本願出願人は、ジルコニア粒子を焼成した後、アルカリ存在下で粉砕処理した後、NH4型イオン交換樹脂で処理し、ついで有機珪素化合物で表面処理すると効率的に表面処理することができ、分散性、安定性に優れた改質ジルコニア微粒子の有機溶媒分散液が得られることを開示している。(特許文献4:特開2009−132819号公報)
Moreover, when an acid is used as a hydrolysis catalyst, there is a tendency to form a chain hydrolyzate on the particle surface, and the resulting particles may aggregate or have poor dispersibility.
Further, the applicant of the present application can efficiently treat the surface by firing the zirconia particles, then pulverizing them in the presence of alkali, treating with NH 4 type ion exchange resin, and then treating with an organosilicon compound. It discloses that an organic solvent dispersion of modified zirconia fine particles having excellent dispersibility and stability can be obtained. (Patent Document 4: JP2009-132919A)

特開平8−48940号公報JP-A-8-48940 特開2006−143535号公報JP 2006-143535 A 特開平3−174325号公報JP-A-3-174325 特開2009−132819号公報JP 2009-132819 A

ところで、ジルコニア微粒子と、疎水性樹脂などの親和性を考えると、3官能以下の有機珪素化合物で処理することが望ましい。しかしながら、従来、3官能以下の有機珪素化合物で処理しただけでは、表面処理が不十分なことがあり、疎水性樹脂への分散性が十分でなかった。   By the way, in view of the affinity between the zirconia fine particles and the hydrophobic resin or the like, it is desirable to treat with a trifunctional or lower organosilicon compound. However, conventional treatment with a trifunctional or lower organosilicon compound may result in insufficient surface treatment and dispersibility in a hydrophobic resin.

通常、3官能以下の有機珪素化合物での表面処理は、加水分解触媒としてアンモニアなどのアルカリ存在下で行われていたが、乾燥して粉末にした際に強く凝集し、加えて粉体の流動性が低いために有機溶媒あるいは有機樹脂に均一に分散させることができない場合があった。このため、有機珪素化合物で処理した後、乾燥することなく有機溶媒に溶媒置換したのち有機樹脂に混合した分散体とする必要があり、それでも、分散体中での分散性が均一とはいえず、安定性が不充分となる場合があった。   Usually, the surface treatment with a trifunctional or lower organosilicon compound was performed in the presence of an alkali such as ammonia as a hydrolysis catalyst, but it strongly aggregates when dried to a powder, and in addition, the powder flows. In some cases, it was not possible to uniformly disperse in an organic solvent or an organic resin due to low properties. For this reason, after treating with an organosilicon compound, it is necessary to replace the solvent with an organic solvent without drying and then make a dispersion mixed with an organic resin. Nevertheless, the dispersibility in the dispersion is not uniform. In some cases, the stability is insufficient.

このような問題点を鑑み、3官能以下の有機珪素化合物における表面処理状態を把握することで、疎水性樹脂などへの分散性に優れた改質ジルコニア微粒子が得られるのではないかと、本発明者らは考えた。   In view of such problems, the present invention is that modified zirconia fine particles having excellent dispersibility in a hydrophobic resin or the like can be obtained by grasping the surface treatment state in a trifunctional or lower organosilicon compound. They thought.

なお、4官能の有機珪素化合物は加水分解触媒がなくても加水分解するものの、未加水分解で残存するアルコキシド中のアルキル基により、分散性が向上する場合があるが、得られるジルコニア粉末は強く凝集し、流動性、分散性が得られない場合があった。   Although the tetrafunctional organosilicon compound is hydrolyzed without a hydrolysis catalyst, dispersibility may be improved by the alkyl group in the alkoxide remaining unhydrolyzed, but the obtained zirconia powder is strong. In some cases, aggregation occurred and fluidity and dispersibility could not be obtained.

本発明者等は、上記問題に鑑み、3官能以下の有機珪素化合物を表面処理に用いた場合に、分散性に優れたジルコニア微粒子粉末を得るためにどのようにしたらよいか、鋭意検討した。その結果、表面の29Si MAS NMRスペクトルを観察することで、3官能以下の有機珪素化合物の表面処理状態を把握できることを見出した。 In view of the above problems, the present inventors have intensively studied how to obtain a zirconia fine particle powder excellent in dispersibility when a trifunctional or lower organosilicon compound is used for surface treatment. As a result, it was found that by observing the 29 Si MAS NMR spectrum of the surface, it was possible to grasp the surface treatment state of a trifunctional or lower organosilicon compound.

通常のメタノールなどの溶媒存在下に、アンモニア触媒を使用して、3官能以下の有機珪素化合物を使用した場合、29Si MAS NMRスペクトルが非常にシャープとなる。これに対し、29Si MAS NMRスペクトルのピークをブロードとし、主ピークの半値幅が3 〜15ppmの範囲とすることで、3官能以下の有機珪素化合物が十分に粒子表面に存在し、しかも未反応物が少なく、疎水性溶媒・樹脂への親和性が高いものが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 When a trifunctional or lower organosilicon compound is used using an ammonia catalyst in the presence of a normal solvent such as methanol, the 29 Si MAS NMR spectrum becomes very sharp. In contrast, the 29 Si MAS NMR spectrum peak is broad, and the half-value width of the main peak is in the range of 3 to 15 ppm, so that trifunctional or less organosilicon compounds are sufficiently present on the particle surface and unreacted. The present inventors have found that a product having a small amount of material and a high affinity for a hydrophobic solvent / resin can be obtained, and the present invention has been completed.

そして、このような表面処理は、ジルコニア微粒子の水/アルコールなどの混合溶媒分散液に所定量の有機珪素化合物を添加したのち、触媒を添加することなく、減圧下ないし流動状態下、乾燥(溶媒除去)することで達成されることを見出した。   Such surface treatment is performed by adding a predetermined amount of an organosilicon compound to a mixed solvent dispersion of zirconia fine particles such as water / alcohol, and then drying (solvent) under reduced pressure or in a fluid state without adding a catalyst. It has been found that this can be achieved by removing.

[1]有機珪素化合物で表面処理された改質ジルコニア微粒子の粉末であって、平均二次粒子径(DM2)が5〜500nmの範囲にあり、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmの範囲にあり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10の範囲にあることを特徴とする改質ジルコニア微粒子粉末。
[2]前記有機珪素化合物が下記式(1)で表される有機珪素化合物であり、
該微粒子中の有機珪素化合物の含有量がRn-SiO(4-n)/2(nは1〜3の整数)として1〜50重量%の範囲にあり、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が3〜15ppmの範囲にある[1]の改質ジルコニア微粒子粉末。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
[1] A powder of modified zirconia fine particles surface-treated with an organosilicon compound, having an average secondary particle diameter (D M2 ) in the range of 5 to 500 nm and an average primary particle diameter (D M1 ) of 5 It is in the range of 500 nm, and the ratio (D M2 ) / (D M1 ) of the average secondary particle size (D M2 ) to the average primary particle size (D M1 ) is in the range of 1-10. Zirconia fine particle powder.
[2] The organosilicon compound is an organosilicon compound represented by the following formula (1):
The content of the organosilicon compound in the fine particles is in the range of 1 to 50% by weight as R n -SiO (4-n) / 2 (n is an integer of 1 to 3), and the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum The modified zirconia fine particle powder according to [1], wherein the full width at half maximum is 3 to 15 ppm.
R n -SiX 4-n (1 )
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, Halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)

[3]前記改質ジルコニア微粒子が、ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液に、前記式(1)で表される有機珪素化合物を添加し、有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、または溶媒置換をすることなく、乾燥して調製されたものである[1]または[2]の改質ジルコニア微粒子粉末。
[4]前記乾燥が減圧下あるいは流動下に、200℃以下で乾燥されたものである[3]の改質ジルコニア微粒子粉末。
[5]安息角が45°以下であることを特徴とする[1]〜[4]の改質ジルコニア微粒子粉末。
[6]前記[1]〜[5]の改質ジルコニア微粒子粉末が有機溶媒および/または有機樹脂に分散してなることを特徴とする改質ジルコニア微粒子分散体。
[7]前記改質ジルコニア微粒子の濃度が固形分として1〜70重量%の範囲にある[6]の改質ジルコニア微粒子分散体。
[3] The modified zirconia fine particles are added to the water and / or organic solvent dispersion of the zirconia fine particles without adding the organosilicon compound hydrolysis catalyst. The modified zirconia fine particle powder according to [1] or [2], which is prepared by drying without solvent substitution.
[4] The modified zirconia fine particle powder according to [3], wherein the drying is performed at 200 ° C. or lower under reduced pressure or flow.
[5] The modified zirconia fine particle powder according to [1] to [4], wherein an angle of repose is 45 ° or less.
[6] A modified zirconia fine particle dispersion, wherein the modified zirconia fine particle powder of [1] to [5] is dispersed in an organic solvent and / or an organic resin.
[7] The modified zirconia fine particle dispersion of [6], wherein the concentration of the modified zirconia fine particles is in the range of 1 to 70% by weight as a solid content.

[8]下記の工程(d)〜(f)からなり、有機珪素化合物で表面処理された改質ジルコニア微粒子の粉末であって、平均二次粒子径(DM2)が5〜500nmの範囲にあり、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmの範囲にあり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10の範囲にあることを特徴とする改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
(d)ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液を調製する工程
(e)有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、下記式(1)で表される有機珪素化合物を添加する工程
(f)溶媒置換をすることなく、乾燥する工程
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
[9]前記有機珪素化合物が下記式(1)で表される有機珪素化合物であり、
得られる微粒子中の有機珪素化合物の含有量がRn-SiO(4-n)/2(nは1〜3の整数)として1〜50重量%の範囲にあり、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が3〜15ppmの範囲にあることを特徴とする[9]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
[8] A powder of modified zirconia fine particles having the following steps (d) to (f) and surface-treated with an organosilicon compound, and having an average secondary particle diameter (D M2 ) in the range of 5 to 500 nm. Yes, the average primary particle size (D M1 ) is in the range of 5 to 500 nm, and the ratio of the average secondary particle size (D M2 ) to the average primary particle size (D M1 ) (D M2 ) / (D M1 ) is The manufacturing method of the modified zirconia fine particle powder characterized by being in the range of 1-10.
(D) Step of preparing water and / or organic solvent dispersion of zirconia fine particles (e) Step of adding an organosilicon compound represented by the following formula (1) without adding a hydrolysis catalyst of the organosilicon compound ( f) Step of drying without solvent substitution R n —SiX 4-n (1)
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, Halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)
[9] The organosilicon compound is an organosilicon compound represented by the following formula (1):
The content of the organosilicon compound in the resulting fine particles is in the range of 1 to 50% by weight as R n —SiO 2 (4-n) / 2 (n is an integer of 1 to 3), and the main component of 29 Si MAS NMR spectrum [9] The method for producing modified zirconia fine particle powder according to [9], wherein the peak half-value width is in the range of 3 to 15 ppm.
R n -SiX 4-n (1 )
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, Halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)

[10]前記工程(d)で用いる(改質前の)ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)が5〜400nmの範囲にあり、前記平均二次粒子径(DM2)との比(DM2)/(DZ)が0.2〜5である[8]または[9]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
(なお、平均粒子径(DZ)は、分散媒として水を使用し、固形分濃度10重量%に調整したものを超音波分散し、動的光散乱法で測定する)
[11]前記工程(f)の乾燥が、流動下、あるいは、減圧下で200℃以下に行う[8]または[9]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
[12]使用されるジルコニア微粒子が下記の工程(a)〜(c)によって製造されたものである[8]〜[11]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
(a)ジルコニウム水酸化物ゲルを水酸化カリウムおよび過酸化水素の存在下で解膠または溶解する工程
(b)水熱処理する工程
(c)洗浄する工程
[13]前記工程(b)において、粒子成長調整剤の存在下で水熱処理する[12]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
[14]前記工程(b)における水熱処理温度が40〜300℃の範囲にある[12]または[13]の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
[10] The average particle diameter (D Z ) of the zirconia fine particles (before modification) used in the step (d) is in the range of 5 to 400 nm, and the ratio (D D to the average secondary particle diameter (D M2 )) [2] A process for producing modified zirconia fine particle powder of [8] or [9], wherein ( M2 ) / (D Z ) is 0.2-5.
(The average particle size (D Z ) is measured by the dynamic light scattering method by ultrasonically dispersing a water content of 10% by weight using water as a dispersion medium.)
[11] The method for producing the modified zirconia fine particle powder according to [8] or [9], wherein the drying in the step (f) is performed at 200 ° C. or lower under flow or reduced pressure.
[12] The method for producing modified zirconia fine particle powder of [8] to [11], wherein the zirconia fine particles used are produced by the following steps (a) to (c).
(A) Step of peptizing or dissolving zirconium hydroxide gel in the presence of potassium hydroxide and hydrogen peroxide (b) Step of hydrothermal treatment (c) Step of washing
[13] The method for producing modified zirconia fine particle powder according to [12], wherein in the step (b), hydrothermal treatment is performed in the presence of a particle growth regulator.
[14] The method for producing the modified zirconia fine particle powder according to [12] or [13], wherein the hydrothermal treatment temperature in the step (b) is in the range of 40 to 300 ° C.

本発明によれば、分散性、流動性に優れた改質ジルコニア微粒子粉末、均一分散性、分散安定性に優れた改質ジルコニア微粒子分散体および改質ジルコニア微粒子粉末ならびに改質ジルコニア微粒子分散体の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, modified zirconia fine particle powder excellent in dispersibility and fluidity, modified zirconia fine particle dispersion excellent in uniform dispersibility and dispersion stability, modified zirconia fine particle powder, and modified zirconia fine particle dispersion. A manufacturing method can be provided.

本発明の改質ジルコニア微粒子粉末は、流動性に優れ、直接粉体のままで有機溶媒、有機樹脂等に容易に均一に単分散することが可能である。改質ジルコニア微粒子粉末は、多くの場合有機溶媒および/または有機樹脂分散体として使用されるが、使用直前に分散体として使用することができ、改質ジルコニア微粒子粉末として保管できるので保管が安全であり、分散体として輸送等する必要が無く、輸送が安全であり、輸送費も軽減できるなど経済性にも優れている。   The modified zirconia fine particle powder of the present invention is excellent in fluidity, and can be easily and uniformly monodispersed in an organic solvent, an organic resin, or the like as a direct powder. The modified zirconia fine particle powder is often used as an organic solvent and / or organic resin dispersion, but can be used as a dispersion immediately before use and can be stored as a modified zirconia fine particle powder, so that the storage is safe. There is no need for transportation as a dispersion, transportation is safe, transportation costs can be reduced, and the economy is excellent.

本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末(実施例6)の表面状態の概念図を示す。The conceptual diagram of the surface state of the modified zirconia fine particle powder (Example 6) which concerns on this invention is shown. 従来法により処理した改質ジルコニア微粒子粉末(比較例4)の表面状態の概念図を示す。The conceptual diagram of the surface state of the modified zirconia fine particle powder (comparative example 4) processed by the conventional method is shown. 実施例6の改質ジルコニア微粒子の29Si MAS NMRスペクトルのチャート図を示す。It shows a chart of 29 Si MAS NMR spectrum of modified zirconia particles of Example 6. 比較例4の改質ジルコニア微粒子の29Si MAS NMRスペクトルのチャート図を示す。The chart of the 29 Si MAS NMR spectrum of the modified zirconia fine particles of Comparative Example 4 is shown.

以下に、まず本発明に係る改質ジルコニア微粒子について説明する。
[改質ジルコニア微粒子]
本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末は、有機珪素化合物で表面処理された改質ジルコニア微粒子の粉末である。
The modified zirconia fine particles according to the present invention will be first described below.
[Modified zirconia fine particles]
The modified zirconia fine particle powder according to the present invention is a powder of modified zirconia fine particles surface-treated with an organosilicon compound.

本発明にかかる粉末の平均二次粒子径(DM2)は、5〜500nmの範囲にあり、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmの範囲にあり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10、好ましくは1〜7の範囲にある。 The powder according to the present invention has an average secondary particle size (D M2 ) in the range of 5 to 500 nm, an average primary particle size (D M1 ) in the range of 5 to 500 nm, and an average secondary particle size (D M2). ) And the average primary particle diameter (D M1 ) (D M2 ) / (D M1 ) is in the range of 1 to 10, preferably 1 to 7.

本発明における平均二次粒子径(DM2)は、分散媒としてメタノールを使用し、固形分濃度30重量%に調整し、超音波分散したものを、動的光散乱法で評価する。また平均一次粒子径(DM1)は、TEM観察100個の粒子について粒子径を測定し、その平均値を求める。 The average secondary particle diameter (D M2 ) in the present invention is evaluated by a dynamic light scattering method using methanol as a dispersion medium, adjusting the solid content concentration to 30% by weight, and ultrasonically dispersing. The average primary particle size (D M1 ) is determined by measuring the particle size of 100 particles of TEM observation and determining the average value.

このような比(DM2)/(DM1)の範囲にあると、改質ジルコニア微粒子の凝集度合いが低く、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性が高く、易分散性である。
前記比(DM2)/(DM1)が大きすぎると、改質ジルコニア微粒子の凝集度合いが高いことを示し、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性が不充分となる場合があり、分散体は透明性が低く、分散安定性が不充分となる場合がある。(DM2)/(DM1)が1未満となることは通常ない。
When the ratio is within the range (D M2 ) / (D M1 ), the degree of aggregation of the modified zirconia fine particles is low, the dispersibility in the organic solvent and / or the organic resin is high, and the dispersibility is high.
If the ratio (D M2 ) / (D M1 ) is too large, it indicates that the degree of aggregation of the modified zirconia fine particles is high, and dispersibility in an organic solvent and / or organic resin may be insufficient. The body is low in transparency and dispersion stability may be insufficient. (D M2 ) / (D M1 ) is usually not less than 1.

メタノール分散液で評価すると、本発明の改質ジルコニア微粒子粉末の分散性がいいため分散し、平均粒子径、分散性を再現性よく評価できる。なお、他の有機溶媒を用いた場合でも大きな差がない。ただし、表面処理後に水分散液で評価すると、分散性が低く、凝集するために、平均粒子径を測定することができず、TEM観察で測定する一次粒子径と大きく乖離した結果となる。   When evaluated with a methanol dispersion, the modified zirconia fine particle powder of the present invention has good dispersibility, so that it can be dispersed and the average particle diameter and dispersibility can be evaluated with good reproducibility. Note that there is no significant difference even when other organic solvents are used. However, when evaluated with an aqueous dispersion after the surface treatment, the dispersibility is low and aggregation occurs, so that the average particle diameter cannot be measured, resulting in a result greatly deviating from the primary particle diameter measured by TEM observation.

有機珪素化合物
有機珪素化合物としては、下記式(1)で表される加水分解性の有機珪素化合物が使用される。
n-SiX4-n (1)
Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。非置換の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基のほかに、二重結合を有するアルケニル基などが挙げられる。また、置換炭化水素基としては、エポキシ、グリシドキシ、(メタ)アクリロキシ、ウレタン、アミノ、アミド、イミド、ウレイドなどの置換基や炭化水素基の水素がフッ素などのハロゲン置換されたものなどが挙げられる。
As the organosilicon compound, a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (1) is used.
R n -SiX 4-n (1 )
R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same as or different from each other. Examples of the unsubstituted hydrocarbon group include an alkenyl group having a double bond in addition to an alkyl group and a cycloalkyl group. Examples of the substituted hydrocarbon group include a substituent such as epoxy, glycidoxy, (meth) acryloxy, urethane, amino, amide, imide, ureido, and the like, or a group in which the hydrogen of the hydrocarbon group is substituted with a halogen such as fluorine. .

Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素原子のいずれか示し、nは1〜3の整数である。nが2以上の場合、Rは互いに同じでも、異なるものであってもよく、また複数のXは互いに同一であっても異なるものであってもよい。   X represents any one of an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen, and a hydrogen atom, and n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, Rs may be the same as or different from each other, and a plurality of Xs may be the same as or different from each other.

このように1〜3官能の有機珪素化合物を使うことで、流動性、分散性に優れた改質ジルコニア微粒子粉末を得ることができる。なお、4官能の有機珪素化合物では疎水性官能基が残存せず、改質ジルコニア微粒子粉末は強く凝集し、流動性、分散性が得られない場合がある。   Thus, the modified zirconia fine particle powder excellent in fluidity | liquidity and dispersibility can be obtained by using a 1-3 functional organosilicon compound. In the case of a tetrafunctional organosilicon compound, hydrophobic functional groups do not remain, and the modified zirconia fine particle powder strongly aggregates, and fluidity and dispersibility may not be obtained in some cases.

有機珪素化合物としては、具体的にはメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラオクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、3-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン等、およびこれらの混合物が挙げられる。   Specific examples of the organosilicon compound include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and isobutyltrimethoxysilane. Methoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrioxysilane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethylate Liethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltrimethoxy Silane, γ- (meth) acrylooxymethyltriethoxysilane, γ- (meth) acrylooxyethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyl Trimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxypropyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilaoctyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, butyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane , Hexitole Toxisilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, 3-ureidoisopropylpropyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltri Examples include methoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyltrichlorosilane, and the like, and mixtures thereof.

なかでも、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン等のアクリル系もしくはメタアクリル系の有機珪素化合物は、流動性、分散性等に優れた改質ジルコニア微粒子粉末が得られるので好適に用いることができる。   Among them, γ- (meth) acrylooxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltrioxysilane, γ- (meth) acrylooxyethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxy Acrylic or methacrylic organosilicon compounds such as ethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, and γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane are fluid and dispersible. Since the modified zirconia fine particle powder excellent in the above can be obtained, it can be suitably used.

これらのような、有機珪素化合物を用いて、特定の条件で、表面処理を行うと、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークがブロードになり、半値幅が 3 〜15ppmの範囲となる。 When surface treatment is carried out under specific conditions using an organosilicon compound such as these, the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum becomes broad and the half width is in the range of 3 to 15 ppm.

本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末は、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が3〜15ppmにあり、さらには3.5〜12ppmの範囲にあることが好ましい。 In the modified zirconia fine particle powder according to the present invention, the half-value width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum is 3 to 15 ppm, and more preferably 3.5 to 12 ppm.

有機珪素化合物で表面処理した改質ジルコニア微粒子粉末の29Si MAS NMRスペクトルには、通常、有機珪素化合物のSiに由来するケミカルシフト値の異なる2本以上のピークが測定されるが、主ピークとは、ピーク高さが最も高いピークを意味している。なお、条件によっては1本のピークが測定される場合がある。 In the 29 Si MAS NMR spectrum of the modified zirconia fine particle powder surface-treated with an organosilicon compound, usually two or more peaks having different chemical shift values derived from Si of the organosilicon compound are measured. Means the peak with the highest peak height. Depending on the conditions, one peak may be measured.

主ピークにおける半値幅が前記下限未満の場合は、ピークがシャープとなる。このような改質ジルコニア微粒子は、触媒存在下に、有機珪素化合物(シランカップリング剤)を加水分解して改質したジルコニア微粒子に近い表面状態であり、得られる粉末が凝集していたり、安息角が高く流動性が不充分であり、また、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性が不充分となる場合がある。   When the half width at the main peak is less than the lower limit, the peak becomes sharp. Such modified zirconia fine particles are in a surface state close to zirconia fine particles modified by hydrolyzing an organosilicon compound (silane coupling agent) in the presence of a catalyst, and the resulting powder is aggregated or reposes. The corners are high and the fluidity is insufficient, and the dispersibility in organic solvents and / or organic resins may be insufficient.

本発明の改質ジルコニア微粒子粉末では有機珪素化合物の珪素原子が互いに粒子表面で、29Si MAS NMRスペクトル 幅を広くする、すなわち珪素原子の核スピンに影響する程度に近接ないし結合して密に存在するのに対し、従来の表面処理方法で得られる表面処理ジルコニア粉末では有機珪素化合物の粒子表面で相互作用が比較的小さいものと推察される。 In modified zirconia fine particles with silicon atom particle surfaces to each other organosilicon compounds of the present invention, to increase the 29 Si MAS NMR spectrum width, i.e. densely present in proximity to bind to a degree that affects the nuclear spin of the silicon atom In contrast, the surface-treated zirconia powder obtained by the conventional surface treatment method is presumed to have a relatively small interaction on the surface of the organosilicon compound particles.

これらの比較をモデル図として図1および図2に示す。
図1は、本発明の改質ジルコニア微粒子表面の模式図であり、有機珪素化合物同士は、粒子表面で-O-Si-O-Si-として連結しているとともに、ジルコニア粒子表面で、Rを構成するC=Oや、-COO-が表面のOHと相互作用し、結果として、ジルコニア粒子表面近くに有機珪素化合物が纏わりついた状態となっていると考えられる。また、有機珪素化合物同士の重縮合も進んでいると考えられる。その結果、本発明の改質ジルコニア微粒子粉末では有機珪素化合物が粒子表面を緻密に被覆した状態にあるためか、凝集しにくく、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性に優れ、また、粉末は安息角が小さく流動性に優れていると考えられる。
These comparisons are shown in FIGS. 1 and 2 as model diagrams.
FIG. 1 is a schematic diagram of the surface of the modified zirconia fine particles of the present invention. Organosilicon compounds are connected as —O—Si—O—Si— on the particle surface, and R on the surface of the zirconia particle. It is considered that the constituent C═O and —COO— interact with the surface OH, and as a result, the organosilicon compounds are gathered near the surface of the zirconia particles. Moreover, it is considered that polycondensation between organosilicon compounds is also progressing. As a result, in the modified zirconia fine particle powder of the present invention, the organic silicon compound is in a state where the particle surface is densely coated, or it is difficult to agglomerate and is excellent in dispersibility in an organic solvent and / or an organic resin. Is considered to have a small angle of repose and excellent fluidity.

図2は、メタノール存在下に、アンモニウム触媒を用いて表面処理を行ったものである。ジルコニア微粒子表面のOH基と有機珪素化合物が重縮合している。有機珪素化合物同士も重縮合して-Si-O-Si-を構成しているものの、式(1)のXに相当する加水分解性基の残基も多く検出されるものと考えられる。   FIG. 2 shows a surface treatment using an ammonium catalyst in the presence of methanol. The OH group on the surface of the zirconia fine particles and the organosilicon compound are polycondensed. Although organosilicon compounds are also polycondensed to form —Si—O—Si—, it is considered that many residues of hydrolyzable groups corresponding to X in formula (1) are also detected.

改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物の含有量は、ジルコニア微粒子の粒子径、有機珪素化合物の種類等によっても異なるが、Rn-SiO(4-n)/2(nは1〜3の整数)として1〜50重量%、さらには2〜40重量%の範囲にあることが好ましい。 The content of the organosilicon compound in the modified zirconia fine particles varies depending on the particle diameter of the zirconia fine particles, the kind of the organosilicon compound, etc., but R n -SiO (4-n) / 2 (n is an integer of 1 to 3 ) 1) to 50% by weight, more preferably 2 to 40% by weight.

有機珪素化合物の含有量が少ないと、強く凝集した改質ジルコニア微粒子が得られる場合があり、流動性(本願では安息角を評価)が低く、有機溶媒、有機樹脂等への分散性が低く、分散した場合でも、均一に単分散した分散体が得られない場合がある。このため、改質ジルコニア微粒子を用いて透明被膜を形成しても、透明性、ヘーズ、膜の強度、耐擦傷性等が不充分となる場合がある。有機珪素化合物の含有量が多すぎても、有効にジルコニア微粒子の表面に結合した有機珪素化合物が増加せず、流動性、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性がさらに向上する効果が奏せられないばかりか、有機珪素化合物自体が多くなるので、例えば未反応の有機珪素化合物、有機珪素化合物同士の反応物が増え、改質ジルコニア微粒子粉末の流動性、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性がさらに向上する効果が得られない場合があり、加えて、改質ジルコニア微粒子の用途によっては屈折率の低下要因となることがある。   When the content of the organosilicon compound is small, strongly agglomerated modified zirconia fine particles may be obtained, the fluidity (evaluation of the angle of repose in this application) is low, and the dispersibility in organic solvents, organic resins, etc. is low, Even when dispersed, a uniformly monodispersed dispersion may not be obtained. For this reason, even when a transparent coating film is formed using modified zirconia fine particles, transparency, haze, film strength, scratch resistance, and the like may be insufficient. Even if the content of the organosilicon compound is too large, the organosilicon compound effectively bonded to the surface of the zirconia fine particles does not increase, and the fluidity, the dispersibility in the organic solvent and / or the organic resin are further improved. In addition to the increase in the amount of organic silicon compound itself, for example, the amount of unreacted organic silicon compound and the reaction product between the organic silicon compounds increases, and the fluidity of the modified zirconia fine particle powder, the organic solvent and / or the organic resin. The effect of further improving the dispersibility may not be obtained, and in addition, depending on the application of the modified zirconia fine particles, the refractive index may be lowered.

改質ジルコニア微粒子中の水分の含有量は、H2Oとして5重量%以下、さらには2重量%以下であることが好ましい。
改質ジルコニア微粒子中の水分の含有量がH2Oとして多いものは改質ジルコニア微粒子粉末の流動性が低下し、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性が不充分となり、例えば、有機溶媒に分散させた分散体は透明性が低く、容易に沈降して分散体の安定性が不充分となる場合がある。また、有機樹脂に分散させた分散体を用いて形成した被膜は透明性、膜強度等が不充分となる場合がある。なお、改質ジルコニア微粒子中の水分の含有量は、改質ジルコニア微粒子粉末0.15gを採取して京都電子工業(株)製:カールフィッシャー水分計(MKA-610)にて測定する。なお水分量は、乾燥により所定の範囲以下に調整できる。
The water content in the modified zirconia fine particles is preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less as H 2 O.
When the content of water in the modified zirconia fine particles is large as H 2 O, the fluidity of the modified zirconia fine particle powder is lowered and the dispersibility in an organic solvent and / or organic resin becomes insufficient. The dispersion dispersed in (2) has low transparency and may easily settle, resulting in insufficient stability of the dispersion. In addition, a film formed using a dispersion dispersed in an organic resin may have insufficient transparency and film strength. The water content in the modified zirconia fine particles is measured by collecting 0.15 g of the modified zirconia fine particles and using a Karl Fischer moisture meter (MKA-610) manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. The water content can be adjusted to a predetermined range or less by drying.

本発明に係る改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DM2)は5〜500nm、さらには7〜400nmの範囲にあることが好ましい。この範囲の平均粒子径であれば、凝集も少なく、流動性も高く、さらに有機溶媒および/または有機樹脂への分散性も高い。このため、透明被膜を形成したときに、光の散乱が小さく、ヘーズも低くなる。前記範囲未満のものは得ることが困難であり、前記範囲を超えると、用途に制限があり、例えば、透明被膜の形成に用いた場合、光の散乱が強くなり、透明性が不充分であったり、ヘーズが高くなる場合がある。 The average particle diameter (D M2 ) of the modified zirconia fine particles according to the present invention is preferably in the range of 5 to 500 nm, more preferably 7 to 400 nm. When the average particle size is within this range, there is little aggregation, high fluidity, and high dispersibility in organic solvents and / or organic resins. For this reason, when a transparent film is formed, light scattering is small and haze is also low. If it exceeds the above range, it is difficult to obtain, and if it exceeds the above range, there are limitations on the use.For example, when used for forming a transparent film, light scattering becomes strong and the transparency is insufficient. Or haze may be high.

粒子径測定は、改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DMZ)は、改質ジルコニア微粒子粉末をメタノールに分散させ、超音波を照射した固形分濃度30重量%の分散液を調製し、粒径測定装置(大塚電子(株)製:ELS−Z)で測定する。 The average particle size (D MZ ) of the modified zirconia fine particles was determined by dispersing the modified zirconia fine particle powder in methanol and preparing a dispersion having a solid content concentration of 30% by weight irradiated with ultrasonic waves. It measures with a measuring apparatus (Otsuka Electronics Co., Ltd. product: ELS-Z).

また、本発明に用いるジルコニア微粒子(改質前)の平均粒子径(DZ)は5〜400nm、さらには7〜300nmの範囲にあることが好ましい。この範囲の平均粒子径(DZ)であれば、前記した改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DM2)が達成される。ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)が前記範囲未満のものは非凝集状態の微粒子として得ることが困難であり、過度に凝集した粒子を用いた場合、本願の流動性、分散性に優れた改質ジルコニア微粒子粉末を得ることが困難である。ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)が前記範囲を越えると、得られる改質ジルコニア微粒子の平均粒子径が所定の範囲を越える場合があり、前記のとおり、用途に制限を伴う。 The average particle diameter (D Z ) of the zirconia fine particles (before modification) used in the present invention is preferably in the range of 5 to 400 nm, more preferably 7 to 300 nm. If the average particle diameter (D Z ) is in this range, the average particle diameter (D M2 ) of the modified zirconia fine particles described above is achieved. When the average particle diameter (D Z ) of the zirconia fine particles is less than the above range, it is difficult to obtain as non-aggregated fine particles, and when the excessively agglomerated particles are used, the fluidity and dispersibility of the present application are excellent. It is difficult to obtain modified zirconia fine particle powder. If the average particle diameter (D Z ) of the zirconia fine particles exceeds the above range, the average particle diameter of the resulting modified zirconia fine particles may exceed a predetermined range, and as described above, there are restrictions on the use.

ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)は、改質前のジルコニア微粒子を水に分散させ、超音波を照射した固形分濃度10重量%の分散液を調製し、粒径測定装置(大塚電子(株)製:ELS−Z)で測定する。 The average particle diameter (D Z ) of the zirconia fine particles was determined by dispersing the unmodified zirconia fine particles in water and preparing a dispersion having a solid content concentration of 10% by weight irradiated with ultrasonic waves. Measured with ELS-Z).

つぎに、前記ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)と前記改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DM2)との比(DM2)/(DZ)が0.2〜5、さらには0.5〜3の範囲にあることが好ましい。 Next, the ratio (D M2 ) / (D Z ) of the average particle size (D Z ) of the zirconia fine particles to the average particle size (D M2 ) of the modified zirconia fine particles is 0.2-5, and further 0 Preferably it is in the range of 5-3.

前記比(DM2)/(DZ)が大きすぎると改質ジルコニア微粒子の凝集度合いが高いことを示し、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性が不充分となる場合があり、分散体は透明性が低く、分散安定性が不充分となる場合がある。改質前の粒子は凝集していることもあり、改質によって、凝集がほぐされることもあるので、(DM2)/(DZ)が1未満となることがある。なお、(DM2)/(DZ)が低すぎると、これは原料粒子が過度に凝集していることを意味し、改質が不均一になるためか、有機溶媒、有機樹脂等への分散性が不充分となる場合がある。 If the ratio (D M2 ) / (D Z ) is too large, it indicates that the degree of aggregation of the modified zirconia fine particles is high, and the dispersibility in an organic solvent and / or organic resin may be insufficient. May have low transparency and insufficient dispersion stability. Particles before modification may be aggregated, and aggregation may be loosened by modification, so (D M2 ) / (D Z ) may be less than 1. When (D M2 ) / (D Z ) is too low, this means that the raw material particles are excessively aggregated, and the modification is not uniform. Dispersibility may be insufficient.

なお従来より提案されていた改質ジルコニアでは、処理後に粉体化すると凝集し、分散性が悪く、このため、安息角(流動性)などの評価ができなかった。
本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末の安息角は改質ジルコニア微粒子の平均粒子径によっても異なるものの、改質ジルコニア微粒子の平均粒子径が小さいほど安息角は高くなり、平均粒子径が大きいほど安息角は低くなる傾向があるが、45°以下、さらには40°以下であることが好ましい。このような安息角を有する本発明の改質ジルコニア微粒子は、流動性が高く、粘性分散体との混合性、分散性も高いので、均一な分散体が得られる。改質ジルコニア微粒子粉末の安息角が高いものは流動性が低く、樹脂等粘性分散体との混合性、分散性が低く、均一な分散体が得られない場合がある。また、改質ジルコニア微粒子が強く凝集しているものは、安息角が高く有機溶媒および/または有機樹脂へ分散させた場合に、凝集した改質ジルコニア微粒子が残存し、均一に単分散しない場合がある。
In the case of modified zirconia that has been conventionally proposed, the powder is agglomerated when processed and has poor dispersibility. Therefore, the angle of repose (fluidity) cannot be evaluated.
Although the angle of repose of the modified zirconia fine particle powder according to the present invention varies depending on the average particle size of the modified zirconia fine particle, the angle of repose increases as the average particle size of the modified zirconia fine particle decreases, and the angle of repose increases as the average particle size increases. Although the angle tends to be low, it is preferably 45 ° or less, more preferably 40 ° or less. The modified zirconia fine particles of the present invention having such an angle of repose have high fluidity and high mixing and dispersibility with a viscous dispersion, so that a uniform dispersion can be obtained. A modified zirconia fine particle powder having a high angle of repose has low fluidity, low mixing property and dispersibility with a viscous dispersion such as a resin, and a uniform dispersion may not be obtained. In addition, when the modified zirconia fine particles are strongly aggregated, when the angle of repose is high and dispersed in an organic solvent and / or organic resin, the aggregated modified zirconia fine particles may remain and may not be uniformly monodispersed. is there.

本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末を構成する改質ジルコニア微粒子は結晶性であることが好ましい。具体的には単斜晶形または立方晶形であることが好ましい。改質ジルコニア微粒子が無定型であると、流動性、分散性等が不充分となる場合がある。この理由は必ずしも明らかではないが、無定型のジルコニア微粒子は微細孔が多く、このため立体障害により有機珪素化合物と結合できない水酸基あるいは表面が残存しているためか、改質ジルコニア微粒子粉末は有機溶媒および/または有機樹脂分散媒への分散性が不充分となる場合がある。改質ジルコニア微粒子が結晶性であると、改質ジルコニア微粒子粉末は流動性、分散性等に優れるとともに、比較的屈折率が高く、高屈折率材料として有用である。   The modified zirconia fine particles constituting the modified zirconia fine particle powder according to the present invention are preferably crystalline. Specifically, a monoclinic crystal shape or a cubic crystal shape is preferable. If the modified zirconia fine particles are amorphous, fluidity, dispersibility, and the like may be insufficient. The reason for this is not necessarily clear, but the amorphous zirconia fine particles have many fine pores, and therefore the hydroxyl group or surface that cannot be bonded to the organosilicon compound due to steric hindrance remains, or the modified zirconia fine particle powder is an organic solvent. And / or dispersibility in the organic resin dispersion medium may be insufficient. When the modified zirconia fine particles are crystalline, the modified zirconia fine particle powder is excellent in fluidity, dispersibility, etc., and has a relatively high refractive index, and is useful as a high refractive index material.

このような本発明に係る改質ジルコニア微粒子は、ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液に、前記式(1)で表される有機珪素化合物を添加し、有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、または溶媒置換をすることなく、減圧下あるいは流動下、さらには200℃以下で乾燥することで調製されたものである。具体的には、以下のようにして製造される。   Such a modified zirconia fine particle according to the present invention is obtained by adding an organosilicon compound represented by the above formula (1) to water and / or an organic solvent dispersion of zirconia fine particles, thereby providing a hydrolysis catalyst for the organosilicon compound. It was prepared by drying under reduced pressure or flow, and further at 200 ° C. or lower without adding or replacing the solvent. Specifically, it is manufactured as follows.

[改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法]
本発明に係る改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法は、下記の工程(d)〜(f)からなることを特徴としている。
(d)ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液を調製する工程
(e)式(1)で表される有機珪素化合物を添加する工程
(f)有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、また溶媒置換をすることなく、
乾燥する工程
[Production Method of Modified Zirconia Fine Particle Powder]
The method for producing modified zirconia fine particle powder according to the present invention is characterized by comprising the following steps (d) to (f).
(D) Step for preparing water and / or organic solvent dispersion of zirconia fine particles (e) Step for adding organosilicon compound represented by formula (1) (f) Without adding hydrolysis catalyst for organosilicon compound Without solvent replacement
Drying process

工程(d)
ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液を調製する。
(ジルコニア微粒子)
ジルコニア微粒子としては、得られる改質ジルコニア微粒子の平均粒子径が前記範囲となるように概ね5〜400nm、好ましくは概ね7〜300nmの範囲にあるジルコニア微粒子が用いられる。具体的には、平均粒子径(DZ)は5〜400nm、さらには7〜300nmの範囲にあることが好ましい。この範囲の平均粒子径(DZ)であれば、前記した改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DMZ)が達成される。
このとき、ジルコニア微粒子としては、前記した理由で結晶性のジルコニア微粒子を用いることが好ましい。
Step (d)
A water and / or organic solvent dispersion of zirconia fine particles is prepared.
(Zirconia fine particles)
As the zirconia fine particles, zirconia fine particles having an average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particles in the range of approximately 5 to 400 nm, preferably approximately 7 to 300 nm, are used. Specifically, the average particle diameter (D Z ) is preferably in the range of 5 to 400 nm, more preferably 7 to 300 nm. When the average particle diameter (D Z ) is within this range, the average particle diameter (D MZ ) of the modified zirconia fine particles described above is achieved.
At this time, as the zirconia fine particles, it is preferable to use crystalline zirconia fine particles for the reasons described above.

ジルコニア微粒子の調製方法
本発明では、このようなジルコニア微粒子を、(a)ジルコニウム水酸化物ゲルを水酸化カリウムおよび過酸化水素の存在下で解膠または溶解したのち、(b)水熱処理し、(c)洗浄して得られたものが好ましい。
Method for Preparing Zirconia Fine Particles In the present invention, such zirconia fine particles are subjected to (a) zirconium hydroxide gel peptization or dissolution in the presence of potassium hydroxide and hydrogen peroxide, and (b) hydrothermal treatment. (C) What was obtained by washing is preferred.

まず、ジルコニウム水酸化物ゲルを水酸化カリウムおよび過酸化水素の存在下で解膠ないし溶解する。ジルコニウム水酸化物ゲルとしては、水酸化カリウムおよび過酸化水素の存在下、解膠ないし溶解できれば特に制限はなく、例えば、ジルコニウム化合物を加水分解あるいは中和して得られるジルコニウム水酸化物ゲル(ジルコニア水和物、ジルコニウム水酸化物等を含む)を用いることができる。   First, a zirconium hydroxide gel is peptized or dissolved in the presence of potassium hydroxide and hydrogen peroxide. The zirconium hydroxide gel is not particularly limited as long as it can be peptized or dissolved in the presence of potassium hydroxide and hydrogen peroxide. For example, a zirconium hydroxide gel obtained by hydrolyzing or neutralizing a zirconium compound (zirconia) Hydrate, zirconium hydroxide, etc.) can be used.

ジルコニウム化合物としては、塩化ジルコニウム(ZrCl2)、オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2)、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム等の他、ジルコニウムアルコキシド等が挙げられる。 Zirconium compounds include zirconium chloride (ZrCl 2 ), zirconium oxychloride (ZrOCl 2 ), zirconium nitrate, zirconyl nitrate, zirconium sulfate, zirconium carbonate, zirconium acetate, and the like, as well as zirconium alkoxides.

なお、ジルコニウム水酸化物ゲル、混合ジルコニウム水酸化物ゲルを調整する際は、ゲルの大きさ等を調整するために後述すると同じ粒子成長調整剤を使用してもよい。上記のジルコニウム水酸化物ゲル、混合ジルコニウム水酸化物ゲルは、本願出願人の出願による特開2009−167085号公報に準じて調製することができる。   In addition, when adjusting a zirconium hydroxide gel and mixed zirconium hydroxide gel, in order to adjust the magnitude | size etc. of a gel, you may use the same particle growth regulator mentioned later. Said zirconium hydroxide gel and mixed zirconium hydroxide gel can be prepared according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-167085 filed by the present applicant.

上記したジルコニウム水酸化物ゲル分散液に水酸化カリウムおよび過酸化水素を加える。このとき、ジルコニウム水酸化物ゲル分散液の濃度は固形分として0.1〜20重量%、さらには0.2〜15重量%、特に0.5〜10重量%の範囲に調整することが好ましい。この濃度範囲にあると生産効率が高く、また粒子径分布も均一となる。なお分散液濃度が低すぎると、収率、生産効率が低下することがあり、高すぎても、最終的に得られる改質ジルコニア微粒子の粒子径分布が不均一になる傾向がある。   Potassium hydroxide and hydrogen peroxide are added to the zirconium hydroxide gel dispersion described above. At this time, the concentration of the zirconium hydroxide gel dispersion is preferably adjusted to a range of 0.1 to 20% by weight, further 0.2 to 15% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight as a solid content. . Within this concentration range, production efficiency is high and the particle size distribution is uniform. If the dispersion concentration is too low, the yield and production efficiency may decrease. If it is too high, the particle size distribution of the finally obtained modified zirconia fine particles tends to be non-uniform.

ジルコニウム水酸化物ゲルのZrO2としてのモル数を(MZr)とし、アルカリ金属水酸化物のモル数を(MOH)とし、過酸化水素のH22としてのモル数を(MPO)としたときに、(MOH)/(MZr)が1〜20、さらには2〜15の範囲にあり、(MPO)/(MZr)が5〜30、さらには8〜25の範囲にあることが好ましい。 The number of moles of zirconium hydroxide gel as ZrO 2 is (M Zr ), the number of moles of alkali metal hydroxide is (M OH ), and the number of moles of hydrogen peroxide as H 2 O 2 is (M PO ), (M OH ) / (M Zr ) is in the range of 1-20, more preferably in the range of 2-15, and (M PO ) / (M Zr ) is in the range of 5-30, more preferably 8-25. It is preferable to be in the range.

(MOH)/(MZr)が小さいとジルコニウム水酸化物ゲルの溶解が不充分となり、平均粒子径が小さく、均一な粒子径分布を有する改質ジルコニア系微粒子が得られないことがある。(MOH)/(MZr)が大きすぎても、さらにジルコニウム水酸化物ゲルの溶解が増すこともなく、得られるジルコニア微粒子の粒子径の均一性が向上することもない上、後の工程でアルカリを除去・洗浄する負担が大きくなり経済的でない。 If (M OH ) / (M Zr ) is small, the zirconium hydroxide gel is not sufficiently dissolved, and the average particle size is small, and modified zirconia-based fine particles having a uniform particle size distribution may not be obtained. Even if (M OH ) / (M Zr ) is too large, the dissolution of the zirconium hydroxide gel does not increase, the uniformity of the particle diameter of the resulting zirconia fine particles is not improved, and the subsequent steps This increases the burden of removing and cleaning the alkali, which is not economical.

解膠ないし溶解する際の温度は、前記(MOH)/(MZr)、(MPO)/(MZr)によっても異なるが、0〜90℃、さらには5〜80℃の範囲にあることが好ましい。この範囲の温度であれば解膠(溶解)が充分に行われ、溶解溶液の安定性が増して、経済性にも優れている。 Temperature for peptization or dissolving, the (M OH) / (M Zr ), varies depending (M PO) / (M Zr ), 0~90 ℃, more in the range of 5 to 80 ° C. It is preferable. When the temperature is within this range, peptization (dissolution) is sufficiently performed, the stability of the dissolution solution is increased, and the economy is excellent.

また、解膠ないし溶解時間は、ジルコニウム水酸化物ゲルが解膠ないし溶解すれば特に制限はないが、通常、5時間で充分である。
なお、解膠とは、通常、微細なジルコニウム水酸化物ゲルの凝集体であるジルコニウム水酸化物ゲルの凝集状態を無くして微細化することをいい、一部溶解を伴うこともある。溶解はこれらを溶解することである。
The peptization or dissolution time is not particularly limited as long as the zirconium hydroxide gel is peptized or dissolved, but 5 hours is usually sufficient.
Note that peptization usually means that the zirconium hydroxide gel, which is an aggregate of fine zirconium hydroxide gel, is made fine by eliminating the aggregation state, and may be partially dissolved. Dissolution is to dissolve them.

なお、必ずしも解膠ないし溶解を経ることなく、水熱処理を行うことができるが、予め解膠ないし溶解して水熱処理すると粒子径の分布が狭く、均一で、分散性が高く、屈折率の高い改質ジルコニア系微粒子が得られる点で好ましい。   Hydrothermal treatment can be performed without necessarily undergoing peptization or dissolution. However, when hydrothermal treatment is carried out in advance, the particle size distribution is narrow, uniform, highly dispersible, and has a high refractive index. This is preferable in that modified zirconia-based fine particles can be obtained.

次に、ジルコニウム水酸化物ゲル解膠ないし溶解溶液を水熱処理する。
ジルコニウム水酸化物ゲル解膠ないし溶解溶液は、塩基性窒素化合物を添加して溶液のpHを9〜14、さらには11〜14の範囲と可能な範囲で高くすることが好ましい。
Next, the zirconium hydroxide gel peptization or dissolution solution is hydrothermally treated.
In the zirconium hydroxide gel peptization or dissolution solution, it is preferable to add a basic nitrogen compound to increase the pH of the solution as high as possible in the range of 9 to 14, more preferably 11 to 14.

塩基性窒素化合物としては、NH3、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド(TEAH)、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド(TBAH)等が挙げられる。溶解溶液のpHを前記範囲に調整すると、結晶性が高く、屈折率の高い改質ジルコニア系微粒子を得ることができる。 Examples of the basic nitrogen compound include NH 3 , tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), and tetrabutylammonium hydroxide (TBAH). When the pH of the dissolved solution is adjusted to the above range, modified zirconia-based fine particles having high crystallinity and high refractive index can be obtained.

また、水熱処理は、粒子成長調整剤の存在下で行うことが好ましい。粒子成長調整剤としては、カルボン酸またはカルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸(1分子内にカルボキシル基とアルコール性水酸基とを有する)、ヒドロキシカルボン酸塩等が用いられる。   The hydrothermal treatment is preferably performed in the presence of a particle growth regulator. As the particle growth regulator, carboxylic acid or carboxylate, hydroxycarboxylic acid (having a carboxyl group and an alcoholic hydroxyl group in one molecule), hydroxycarboxylate and the like are used.

具体的には、酒石酸、蟻酸、酢酸、蓚酸、アクリル酸(不飽和カルボン酸)、グルコン酸等のモノカルボン酸およびモノカルボン酸塩、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、などの多価カルボン酸および多価カルボン酸塩等が挙げられる。また、α−乳酸、β−乳酸、γ−ヒドロキシ吉草酸、グリセリン酸、酒石酸、クエン酸、トロパ酸、ベンジル酸のヒドロキシカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸塩が挙げられる。   Specifically, tartaric acid, formic acid, acetic acid, succinic acid, acrylic acid (unsaturated carboxylic acid), monocarboxylic acid and monocarboxylic acid salt such as gluconic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, Examples thereof include polyvalent carboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, and phthalic acid, and polyvalent carboxylates. Further, α-lactic acid, β-lactic acid, γ-hydroxyvaleric acid, glyceric acid, tartaric acid, citric acid, tropic acid, hydroxycarboxylic acid and hydroxycarboxylate of benzylic acid can be mentioned.

粒子成長調整剤の使用量は、解膠(溶解)溶液中のZrO21モルに対して粒子成長調整剤を0.1〜20モル、さらには1〜8モル添加することが好ましい。粒子成長調整剤の使用量が、かかる範囲にあると、最終的に得られるジルコニアゾルの粒子径分布が均一となり、所定の平均粒子径に調整可能となる。 The amount of the grain growth regulator used is preferably 0.1 to 20 moles, more preferably 1 to 8 moles, based on 1 mole of ZrO 2 in the peptizing (dissolving) solution. When the amount of the particle growth regulator used is in such a range, the particle size distribution of the finally obtained zirconia sol becomes uniform and can be adjusted to a predetermined average particle size.

水熱処理温度は40〜300℃、さらには100〜250℃の範囲にあることが好ましい。水熱処理温度がこの範囲にあれば、結晶性が高く、粒子径分布が均一なジルコニア粒子を効率的に得ることができる。   The hydrothermal treatment temperature is preferably in the range of 40 to 300 ° C, more preferably 100 to 250 ° C. If the hydrothermal treatment temperature is within this range, zirconia particles having high crystallinity and a uniform particle size distribution can be efficiently obtained.

なお、水熱処理時間は特に制限はなく、水熱処理温度によって異なるが、通常0.5〜12時間である。このように水熱処理することによって均一な粒子径分布を有し、非凝集体でのジルコニア微粒子を製造することができる。   The hydrothermal treatment time is not particularly limited and is usually 0.5 to 12 hours although it varies depending on the hydrothermal treatment temperature. By performing hydrothermal treatment in this manner, zirconia fine particles having a uniform particle size distribution and non-aggregated can be produced.

なお、ジルコニア微粒子が凝集している場合は、必要に応じて分散処理することができる。また、分散処理する際に、分散促進剤を添加してもよい。分散処理する方法としてはボールミル、ジェットミル、ロール転動ミル等従来公知の装置を用いることができる。   In addition, when the zirconia fine particles are aggregated, a dispersion treatment can be performed as necessary. Further, a dispersion accelerator may be added during the dispersion treatment. As a method for the dispersion treatment, a conventionally known apparatus such as a ball mill, a jet mill, or a roll rolling mill can be used.

分散促進剤としては通常、NaOH、KOH等のアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いることができる。また、アンモニア、有機アミンなどの塩基性化合物を用いることができる。   As the dispersion accelerator, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as NaOH or KOH can be usually used. Moreover, basic compounds, such as ammonia and an organic amine, can be used.

この後、ジルコニア微粒子分散液を、洗浄する。洗浄方法としては、前記工程(a)で使用した水酸化カリウムのカリウムイオン、工程(b)で使用した粒子成長調整剤、必要に応じて用いる分散促進剤、その他共雑する陽イオン、陰イオン、あるいは塩を除去できれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、例えば、限外濾過膜法、濾過分離法、遠心分離濾過法、イオン交換樹脂法、電気透析法等が挙げられる。   Thereafter, the zirconia fine particle dispersion is washed. As washing methods, potassium ion of potassium hydroxide used in the step (a), particle growth regulator used in the step (b), dispersion accelerator used if necessary, other cations, anions In addition, there is no particular limitation as long as the salt can be removed, and a conventionally known method can be employed. Examples thereof include an ultrafiltration membrane method, a filtration separation method, a centrifugal filtration method, an ion exchange resin method, and an electrodialysis method. It is done.

なかでも、限外濾過膜法、電気透析法は溶液のpHを大きく変化させることなく不純分を除去することができるため、ジルコニア微粒子の安定性、分散性を損なうことがないので好適に採用することができる。   Among them, the ultrafiltration membrane method and the electrodialysis method are preferably employed because they can remove impurities without greatly changing the pH of the solution, and thus do not impair the stability and dispersibility of the zirconia fine particles. be able to.

ジルコニア微粒子分散液は、固形分濃度10重量%の分散液で電導度が3mS/cm以下、より好ましくは0.3mS/cm以下となるまで洗浄することが好ましい。分散液の電導度が前記範囲であればイオン性成分等の不純物の残存量はジルコニア微粒子重量に対して5重量%以下、さらには0.5重量%以下とすることができる。   The zirconia fine particle dispersion is preferably washed with a dispersion having a solid concentration of 10% by weight until the electric conductivity is 3 mS / cm or less, more preferably 0.3 mS / cm or less. If the conductivity of the dispersion is within the above range, the remaining amount of impurities such as ionic components can be 5% by weight or less, further 0.5% by weight or less based on the weight of the zirconia fine particles.

このようにイオン性成分等の不純物を洗浄して低減すると、理由は必ずしも明らかではないが、ジルコニア表面の吸着イオン等が取り除かれ、有機珪素化合物との反応が効率的になるか、あるいは、粒子表面の電気二重層が厚くなり、ジルコニア微粒子間に働く静電的反発力が大きくなるためか、得られる改質ジルコニア微粒子粉体の各種有機溶媒等への分散性が向上する効果が得られる。   When the impurities such as ionic components are washed and reduced in this way, the reason is not necessarily clear, but the adsorbed ions on the zirconia surface are removed, and the reaction with the organosilicon compound becomes efficient, or the particles The effect of improving the dispersibility of the resulting modified zirconia fine particle powder in various organic solvents can be obtained because the electric double layer on the surface becomes thicker and the electrostatic repulsive force acting between the zirconia fine particles increases.

(水)
分散媒として全量水を使用することもできるが、有機溶媒と混合して用いる場合、水の使用量は使用する有機珪素化合物の加水分解性基を加水分解できる量以上あればよい。
(water)
The total amount of water can be used as the dispersion medium. However, when used in a mixture with an organic solvent, the amount of water used may be more than the amount capable of hydrolyzing the hydrolyzable group of the organosilicon compound to be used.

(有機溶媒)
有機溶媒としては、水との相溶性を有し、有機珪素化合物が溶解すれば特に制限はないが、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール(IPA)、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、イソプロピルグリコールなどのアルコール類;酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エステルなどのケトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、トルエン、シクロヘキサノン、イソホロン等が挙げられる。
(Organic solvent)
The organic solvent is compatible with water and is not particularly limited as long as the organosilicon compound dissolves. However, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol (IPA), butanol, diacetone alcohol, furfuryl alcohol, Alcohols such as tetrahydrofurfuryl alcohol, ethylene glycol, hexylene glycol, and isopropyl glycol; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol Ethers such as monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; acetone, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, ketones such as acetoacetate, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, toluene, cyclohexanone, isophorone and the like.

なかでも、沸点の低いアルコール類は後述する工程(f)において低温で乾燥、除去できるので好適に用いることができる。
ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒分散液の濃度は特に制限はないが固形分として概ね1〜30重量%の範囲にあることが好ましい。
また、分散液は分散処理することが好ましい。分散処理方法としては、充分な撹拌、超音波を照射するなどの方法を採用することができる。
Among them, alcohols having a low boiling point can be suitably used because they can be dried and removed at a low temperature in the step (f) described later.
The concentration of the zirconia fine particles in water and / or the organic solvent dispersion is not particularly limited, but is preferably in the range of about 1 to 30% by weight as the solid content.
The dispersion is preferably subjected to a dispersion treatment. As a dispersion treatment method, a method such as sufficient stirring and irradiation with ultrasonic waves can be employed.

工程(e)
下記式(1)で表される有機珪素化合物を添加する。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
Step (e)
An organosilicon compound represented by the following formula (1) is added.
R n -SiX 4-n (1 )
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, Halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)

有機珪素化合物としては前記した有機珪素化合物が用いられる。
なお、前記工程(d)で分散媒に水のみを用いた場合、あるいは有機溶媒が少ない場合は、本工程(e)で有機珪素化合物の有機溶媒溶液として添加してもよい。 有機珪素化合物は、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物量がRn-SiO(4-n)/2(nは1〜3の整数)として1〜50重量%、さらには2〜40重量%の範囲となるように添加することが好ましい。
As the organosilicon compound, the aforementioned organosilicon compound is used.
In addition, when only water is used as the dispersion medium in the step (d), or when the organic solvent is small, it may be added as an organic solvent solution of the organosilicon compound in the present step (e). Organosilicon compounds, organosilicon compound amount in the resulting modified zirconia particles R n -SiO (4-n) / 2 1~50 wt% (n is an integer of 1 to 3) As a further 2 to 40 It is preferable to add so that it may become the range of weight%.

有機珪素化合物の使用量が少ないと、有機珪素化合物の種類、ジルコニア微粒子の平均粒子径によっても異なるが、強く凝集した改質ジルコニア微粒子粉末が得られる場合があり、流動性が低く、有機溶媒、有機樹脂等への分散性が低く、分散した場合でも、均一に単分散した分散体が得られない場合がある。有機珪素化合物の使用量が多すぎると、例えば未反応の有機珪素化合物、有機珪素化合物同士の反応物が増え、改質ジルコニア微粒子粉末の流動性、有機溶媒および/または有機樹脂への分散性がさらに向上する効果が得られない場合があり、加えて、改質ジルコニア微粒子の用途によっては屈折率の低下要因となることがある。   If the amount of the organosilicon compound used is small, it may vary depending on the type of the organosilicon compound and the average particle size of the zirconia fine particles, but a strongly agglomerated modified zirconia fine particle powder may be obtained. Even when dispersed in an organic resin or the like, it may not be possible to obtain a uniformly monodispersed dispersion. If the amount of the organosilicon compound used is too large, for example, the unreacted organosilicon compound and the reaction product between the organosilicon compounds will increase, and the fluidity of the modified zirconia fine particle powder, the dispersibility in the organic solvent and / or the organic resin will be increased. In addition, the effect of further improvement may not be obtained. In addition, depending on the application of the modified zirconia fine particles, the refractive index may be lowered.

工程(f)
ついで、乾燥する。本発明では、有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、また溶媒置換をすることなく、乾燥する。
Step (f)
Then dry. In the present invention, drying is performed without adding a catalyst for hydrolysis of the organosilicon compound and without replacing the solvent.

乾燥は減圧下ないし流動条件下に、200℃以下で乾燥することが好ましい。
触媒を添加したり、溶媒置換をすると、有機珪素化合物が加水分解して、粒子表面のOH基に対して、表面処理が行われるために、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が 3 〜15ppmの範囲よりもシャープなピークとなり、前記したように、分散体の安定性が低下したり、粉体の分散性が低くなることがある。乾燥は減圧下ないし流動条件下に乾燥することが好ましい。
Drying is preferably performed at 200 ° C. or lower under reduced pressure or under flowing conditions.
When a catalyst is added or solvent substitution is performed, the organosilicon compound is hydrolyzed and surface treatment is performed on the OH groups on the particle surface, so the half-width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum is 3 The peak becomes sharper than the range of ˜15 ppm, and as described above, the stability of the dispersion may be lowered, and the dispersibility of the powder may be lowered. Drying is preferably performed under reduced pressure or under fluidized conditions.

本発明のように、触媒を添加せず、溶媒置換することもなく、減圧下ないし流動条件下に乾燥すると、表面処理の際に、有機珪素化合物同士の重縮合が進み、また、粒子表面のOH基と親水性成分との相互作用が強くなる。   As in the present invention, when the catalyst is not added, the solvent is not replaced, and drying is performed under reduced pressure or under fluid conditions, polycondensation between the organosilicon compounds proceeds during the surface treatment, and the particle surface Interaction between OH group and hydrophilic component is strengthened.

流動下で乾燥する方法としては、ロータリーエバポレーター等の回転乾燥機が用いられる。回転式乾燥機を用いると、改質ジルコニア微粒子が強く凝集することはなく、粒状に弱く凝集した改質ジルコニア微粒子粉末が得られるためか安息角が小さく流動性、分散性に優れた改質ジルコニア系微粒子粉末を得ることができる。   As a method of drying under flow, a rotary dryer such as a rotary evaporator is used. When using a tumble dryer, the modified zirconia fine particles do not agglomerate strongly, and a modified zirconia fine particle powder weakly agglomerated in granular form is obtained. System fine particle powder can be obtained.

減圧下で乾燥すると、より低温度で溶媒を除去でき、ジルコニア微粒子が強く凝集することなくジルコニア微粒子表面OH基と有機珪素化合物が結合し、凝集したとしても容易に単分散できる改質ジルコニア微粒子粉末を得ることができる。   When dried under reduced pressure, the solvent can be removed at a lower temperature, and the modified zirconia fine particle powder can be easily monodispersed even if the OH group on the surface of the zirconia fine particles and the organosilicon compound are bonded without agglomeration of the zirconia fine particles. Can be obtained.

乾燥後の改質ジルコニア微粒子中の水分の含有量は、H2Oとして5重量%以下、さらには2重量%以下であることが好ましい。水分量が多いと有機珪素化合物の含有量が少なくなる傾向があり、また改質ジルコニア微粒子同士の結合が強くなるたるため、流動性や分散性が低くなることがある。 The water content in the modified zirconia fine particles after drying is preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less as H 2 O. If the amount of water is large, the content of the organosilicon compound tends to decrease, and the bond between the modified zirconia fine particles becomes strong, so that the fluidity and dispersibility may be lowered.

ここで、減圧下とは、常圧(大気圧)より低ければよい。本発明では、概ね800hPa以下、さらには500hPa以下であることが好ましい。なお、このときも圧力は一定である必要はなく、徐々に圧力を下げることもできる。   Here, “under reduced pressure” may be lower than normal pressure (atmospheric pressure). In the present invention, it is preferably about 800 hPa or less, more preferably 500 hPa or less. At this time, the pressure does not need to be constant, and the pressure can be gradually reduced.

乾燥温度は溶媒の沸点、乾燥方法等によっても異なるが、溶媒が揮散する温度であればよく、通常200℃以下であることが望ましい。より好ましくは−30〜150℃、さらには0〜120℃の範囲にあることが好ましい。   The drying temperature varies depending on the boiling point of the solvent, the drying method, and the like, but may be any temperature at which the solvent is volatilized, and is preferably 200 ° C. or lower. More preferably, it is in the range of -30 to 150 ° C, more preferably 0 to 120 ° C.

乾燥温度が高すぎると、得られる改質ジルコニア微粒子粉末の水分含有量は少なくなるものの改質ジルコニア微粒子同士が強く凝集するためか流動性、分散性が不充分となる場合がある。   If the drying temperature is too high, the moisture content of the resulting modified zirconia fine particle powder is reduced, but the modified zirconia fine particles may be strongly aggregated or the fluidity and dispersibility may be insufficient.

なお、乾燥温度は一定である必要はなく、例えば、水および/または有機溶媒を概ね除去できるまでは低温度で乾燥し、その後温度を上記範囲の高温で乾燥することもできる。
こうして得られる改質ジルコニア微粒子粉末は、前記の通り、平均二次粒子径(DM2)は、5〜500nmの範囲にあり、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmの範囲にあり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10にある。
また、前記ジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)と前記改質ジルコニア微粒子の平均粒子径(DM2)との比(DM2)/(DZ)が0.2〜5にある。
The drying temperature does not need to be constant. For example, the drying can be performed at a low temperature until water and / or the organic solvent can be substantially removed, and then the drying can be performed at a high temperature within the above range.
The modified zirconia fine particle powder thus obtained has an average secondary particle size (D M2 ) in the range of 5 to 500 nm and an average primary particle size (D M1 ) in the range of 5 to 500 nm as described above. the ratio of the average primary particle diameter and the average secondary particle diameter (D M2) (D M1) (D M2) / (D M1) is in the 1 to 10.
The ratio (D M2 ) / (D Z ) between the average particle size (D Z ) of the zirconia fine particles and the average particle size (D M2 ) of the modified zirconia fine particles is 0.2 to 5.

[改質ジルコニア微粒子分散体]
本発明に係る改質ジルコニア微粒子分散体は、前記改質ジルコニア微粒子粉末が有機溶
媒および/または有機樹脂に分散してなる。
[Modified zirconia fine particle dispersion]
The modified zirconia fine particle dispersion according to the present invention is obtained by dispersing the modified zirconia fine particle powder in an organic solvent and / or an organic resin.

有機溶媒
有機溶媒としては、従来公知の有機溶媒を用いることができる。
具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール(IPA)、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、イソプロピルグリコールなどのアルコール類;酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エステルなどのケトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、トルエン、シクロヘキサノン、イソホロン等およびこれらの混合溶媒が挙げられる。
As the organic solvent , a conventionally known organic solvent can be used.
Specifically, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, 2-propanol (IPA), butanol, diacetone alcohol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, ethylene glycol, hexylene glycol, isopropyl glycol; methyl acetate , Esters such as ethyl acetate, butyl acetate; ethers such as diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; acetone , Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetyl acetone, aceto vinegar Ketones such as esters, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, toluene, cyclohexanone, isophorone and the like and mixed solvents thereof.

有機樹脂
有機樹脂としては、従来公知の有機樹脂を用いることができる。
具体的には、塗料用樹脂等として公知の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、電子線硬化樹脂等が挙げられる。このような樹脂として、たとえば、従来から用いられているポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーンゴムなどの熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、ブチラール樹脂、反応性シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂などが挙げられる。 さらにはこれら樹脂の2種以上の共重合体や変性体であってもよい。
As the organic resin , a conventionally known organic resin can be used.
Specific examples include known thermosetting resins, thermoplastic resins, electron beam curable resins, and the like as coating resins. Examples of such resins include conventionally used thermoplastic resins such as polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyphenylene oxide resins, thermoplastic acrylic resins, vinyl chloride resins, fluororesins, vinyl acetate resins, and silicone rubbers. , Urethane resin, melamine resin, silicon resin, butyral resin, reactive silicone resin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, thermosetting acrylic resin, UV curable acrylic resin, etc., UV curable type An acrylic resin etc. are mentioned. Further, it may be a copolymer or modified body of two or more of these resins.

また、紫外線硬化型樹脂の場合、光重合開始剤が含まれていてもよく、熱硬化性樹脂の場合、硬化触媒が含まれていてもよい。
本発明に係る改質ジルコニア微粒子分散体(ゾル)は、前記した改質ジルコニア微粒子粉末を有機溶媒および/または有機樹脂に分散させることで調製される。
In the case of an ultraviolet curable resin, a photopolymerization initiator may be included, and in the case of a thermosetting resin, a curing catalyst may be included.
The modified zirconia fine particle dispersion (sol) according to the present invention is prepared by dispersing the modified zirconia fine particle powder in an organic solvent and / or an organic resin.

分散させる方法としては、特に制限はなく、有機溶媒および/または有機樹脂に混合して撹拌するか、撹拌しながら混合すればよい。また、分散媒の種類あるいは得られる分散体の濃度によっても異なるが、必要に応じて超音波を照射する等分散を促進する手段を講じることもできる。   There is no restriction | limiting in particular as a method to disperse | distribute, What is necessary is just to mix with an organic solvent and / or organic resin, and to stir, or to mix with stirring. Further, although it depends on the kind of the dispersion medium or the concentration of the obtained dispersion, means for promoting dispersion such as irradiation with ultrasonic waves can be taken as necessary.

本発明の改質ジルコニア微粒子粉末を前記有機溶媒に分散させる場合、改質ジルコニア微粒子の濃度が高くとも、容易に、均一に分散し、透明性、安定性に優れた改質ジルコニア微粒子の有機溶媒分散ゾルが得られる。また本発明の改質ジルコニア微粒子粉末を有機樹脂に分散させる場合も、機械的なエネルギーを強く加えることなく、改質ジルコニア微粒子の濃度が高くなる場合であっても容易に、均一に分散した有機溶媒のない改質ジルコニア微粒子の樹脂分散体が得られる。   When the modified zirconia fine particle powder of the present invention is dispersed in the organic solvent, even if the concentration of the modified zirconia fine particles is high, the organic solvent of the modified zirconia fine particles is easily and uniformly dispersed and has excellent transparency and stability. A dispersed sol is obtained. In addition, when the modified zirconia fine particle powder of the present invention is dispersed in an organic resin, even when the concentration of the modified zirconia fine particles is increased without applying mechanical energy strongly, the organic particles dispersed uniformly can be easily dispersed. A resin dispersion of modified zirconia fine particles without a solvent is obtained.

有機溶媒を含まず、改質ジルコニア微粒子の樹脂分散体を用いて透明被膜を形成する場合、乾燥により溶媒除去することなく、加熱あるいは紫外線照射することによって硬化させた透明被膜を形成することができる。   When a transparent coating is formed using a resin dispersion of modified zirconia fine particles that does not contain an organic solvent, a transparent coating cured by heating or ultraviolet irradiation can be formed without removing the solvent by drying. .

本発明の改質ジルコニア微粒子粉末は改質ジルコニア微粒子間の強い凝集あるいは結合がなく、流動性、分散性に優れるためにメカノケミカルな手段を用いることなく、改質ジルコニア微粒子が均一に単分散した分散体を得ることができる。   The modified zirconia fine particle powder of the present invention does not have strong aggregation or bonding between the modified zirconia fine particles, and is excellent in fluidity and dispersibility, so that the modified zirconia fine particles are uniformly monodispersed without using mechanochemical means. A dispersion can be obtained.

このようにして得られる改質ジルコニア微粒子の有機溶媒および/または有機樹脂分散体中の改質ジルコニア微粒子の濃度は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。通常、固形分として1〜70重量%、さらには2〜60重量%の範囲にあることが好ましい。
改質ジルコニア微粒子の有機溶媒ないし有機樹脂分散体は、長期間静置しても改質ジルコニア微粒子が凝集するも沈降することもなく、透明性を有する安定なゾルである。
The concentration of the modified zirconia fine particles in the organic solvent and / or the organic resin dispersion of the modified zirconia fine particles thus obtained is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application. Usually, the solid content is preferably 1 to 70% by weight, more preferably 2 to 60% by weight.
The organic solvent or organic resin dispersion of the modified zirconia fine particles is a stable sol having transparency without allowing the modified zirconia fine particles to agglomerate or settle even when left for a long period of time.

[実施例]
以下、実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, although an example explains, the present invention is not limited by these examples.

[実施例1]
改質ジルコニア微粒子(1)粉末の調製
固形分濃度9.5重量%のジルコニア水酸化物ゲル317.9kgを535.3kgの水に懸濁し、固形分濃度3.5重量%のジルコニア水酸化物ゲル分散液を調製した。
[Example 1]
Preparation of modified zirconia fine particles (1) powder 317.9 kg of zirconia hydroxide gel having a solid content concentration of 9.5 wt% was suspended in 535.3 kg of water, and zirconia hydroxide having a solid content concentration of 3.5 wt% was suspended. A gel dispersion was prepared.

ついで、上記固形分濃度3.5重量%のジルコニア水酸化物ゲル分散液に濃度17重量%のKOH水溶液354.9kg、濃度35重量%の過酸化水素水溶液302.0kg、濃度10重量%の酒石酸水溶液88.5kgを加え、撹拌下、30℃で2時間撹拌してジルコニア水酸化物ゲルを解膠した。工程(a) Next, 354.9 kg of KOH aqueous solution of 17% by weight, 302.0 kg of hydrogen peroxide aqueous solution of 35% by weight, and tartaric acid of 10% by weight of the zirconia hydroxide gel dispersion having a solid content of 3.5% by weight. 88.5 kg of an aqueous solution was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours with stirring to peptize the zirconia hydroxide gel. Step (a)

この時、(MOH)/(MZr)は20、(MPO)/(MZr)は10であった。
ついで、ジルコニア水酸化物ゲルを解膠した溶液に濃度10重量%の酒石酸水溶液88.5kgを加え、オートクレーブにて、150℃で11時間水熱処理した。工程(b)
At this time, (M OH ) / (M Zr ) was 20, and (M PO ) / (M Zr ) was 10.
Subsequently, 88.5 kg of a 10% by weight aqueous tartaric acid solution was added to the peptized zirconia hydroxide gel, and hydrothermally treated at 150 ° C. for 11 hours in an autoclave. Step (b)

ついで、ジルコニア微粒子分散液を限外濾過膜法で充分に洗浄した後に超音波ホモジナ
イザー((株)日本精機製作所製:US-600TCVP)にて分散処理し、固形分濃度11.2重
量%のジルコニア微粒子(1)分散液を調製した。工程(c)
Next, the zirconia fine particle dispersion was thoroughly washed by the ultrafiltration membrane method, and then dispersed with an ultrasonic homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho: US-600TCVP) to give a zirconia solid content of 11.2% by weight. A fine particle (1) dispersion was prepared. Step (c)

ジルコニア微粒子(1)の平均粒子径は粒径測定装置(大塚電子(株)製:ELS−Z)にて測定し、結果を表1に示す。
つぎに、ジルコニア微粒子(1)分散液400gをビーカーに採取した。ついで、メタノール400gを加え、固形分濃度5.6重量%のジルコニア系微粒子(1)水/メタノール分散液を調製した。工程(d)
The average particle size of the zirconia fine particles (1) was measured with a particle size measuring device (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd .: ELS-Z), and the results are shown in Table 1.
Next, 400 g of the zirconia fine particle (1) dispersion was collected in a beaker. Subsequently, 400 g of methanol was added to prepare a zirconia-based fine particle (1) water / methanol dispersion having a solid content concentration of 5.6% by weight. Step (d)

この時、水/メタノール混合分散媒中のメタノールの割合は56重量%である。
ついで、ジルコニア微粒子(1)水/メタノール分散液に有機珪素化合物としてγ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として15.3重量%となるように11.2gを添加し、5分間撹拌した。工程(e)
At this time, the ratio of methanol in the water / methanol mixed dispersion medium is 56% by weight.
Next, zirconia fine particles (1) γ-methacrylooxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503) as an organic silicon compound in a water / methanol dispersion, and organics in the resulting modified zirconia fine particles silicon compound was added 11.2g such that 15.3% by weight R 1 -SiO 3/2, and stirred for 5 minutes. Step (e)

ついで、ロータリーエボパレーターにて、減圧度を圧力が50hPa以下になるまで徐々に下げながら、60℃で1.5時間乾燥して改質ジルコニア微粒子(1)粉末を調製した。工程(f) Subsequently, the zirconia fine particle (1) powder was prepared by drying at 60 ° C. for 1.5 hours while gradually decreasing the degree of pressure reduction to 50 hPa or less with a rotary evaporator. Step (f)

得られた改質ジルコニア微粒子(1)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。ここで、平均粒子径は後述する改質ジルコニア微粒子(1)メタノール分散体で測定する平均粒子径である。
なお、水分含有量、安息角および屈折率は以下の方法によって測定した。
The resulting modified zirconia fine particle (1) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. Here, the average particle diameter is an average particle diameter measured with a modified zirconia fine particle (1) methanol dispersion described later.
The water content, angle of repose and refractive index were measured by the following methods.

水分含有量
京都電子工業(株)製:カールフィッシャー水分計(MKA-610)にて改質ジルコニア微粒子(1)粉末の水分量を測定し、結果を表1に示す。
Water content Kyoto Electronics Industry Co., Ltd .: The water content of the modified zirconia fine particles (1) powder was measured with a Karl Fischer moisture meter (MKA-610), and the results are shown in Table 1.

安息角
ガラス製透明サンプル瓶(円筒状、内容積100cc)に改質ジルコニア微粒子(1)粉末約30ccを充填し、水平板面上を低速で約10回転させた後、粉末の上面の角度を分度器で測定し、結果を表1に示す。
Fill a transparent sample bottle made of angle of repose glass (cylindrical, internal volume 100 cc) with about 30 cc of modified zirconia fine particles (1) powder, rotate the surface of the horizontal plate about 10 times at a low speed, and then adjust the angle of the upper surface of the powder. Measurement was performed with a protractor, and the results are shown in Table 1.

屈折率
本発明で、屈折率は標準屈折液としてCARGILL製のSeriesA、AAを用い、以下の方法で測定し、結果を表1に示した。
(1)改質ジルコニア微粒子(1)分散液をエバポレーターに採り、分散媒を蒸発させる。
(2)これを80℃で12時間乾燥し、粉末とする。
(3)屈折率が既知の標準屈折液を2、3滴ガラス板上に滴下し、これに上記粉末を混合する。
(4)上記(3)の操作を種々の標準屈折液で行い、混合液が透明になったときの標準屈折液の屈折率を改質ジルコニア微粒子(1)の屈折率とする
Refractive index In the present invention, the refractive index was measured by the following method using Series A and AA manufactured by CARGILL as the standard refractive liquid, and the results are shown in Table 1.
(1) Modified zirconia fine particles (1) Take the dispersion liquid in an evaporator and evaporate the dispersion medium.
(2) This is dried at 80 ° C. for 12 hours to obtain a powder.
(3) A standard refraction liquid having a known refractive index is dropped on a glass plate of a few drops, and the above powder is mixed therewith.
(4) Perform the above operation (3) with various standard refractive liquids, and use the refractive index of the standard refractive liquid when the mixed liquid becomes transparent as the refractive index of the modified zirconia fine particles (1).

29 Si MAS NMRスペクトル
また、改質ジルコニア微粒子(1)粉末について29Si MAS NMRスペクトルを核磁気共鳴装置(Agilent technologies社製:VNMRS-600)を用いて測定した。標準物質にはポリジメチルシラン(-34.44ppm)を使用し、シングルパルス法で、遅延時間15秒、MAS速度6kHzの条件で測定した。装置付属のカーブフィッティングプログラムにより解析した主ピークのケミカルシフト値および半値幅を表に示す。
29 Si MAS NMR spectra also modified zirconia fine particles (1) Nuclear magnetic resonance apparatus 29 Si MAS NMR spectrum for the powder (Agilent technologies Inc.: VNMRS-600) was used for the measurement. Polydimethylsilane (−34.44 ppm) was used as a standard substance, and measurement was performed by a single pulse method under conditions of a delay time of 15 seconds and a MAS speed of 6 kHz. The chemical shift value and half-value width of the main peak analyzed by the curve fitting program attached to the apparatus are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(1)有機溶媒分散体の調製
改質ジルコニア微粒子(1)粉末5gをメタノールおよびメチルイソブチルケトンに混合し、充分撹拌して固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(1)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(1)メチルイソブチルケトン分散体を調製した。
Modified zirconia fine particles (1) Preparation of organic solvent dispersion Modified zirconia fine particles (1) 5 g of powder was mixed with methanol and methyl isobutyl ketone, stirred well, and modified zirconia fine particles (1) with a solid content concentration of 30% by weight. Methanol dispersion and modified zirconia fine particles (1) methyl isobutyl ketone dispersion were prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(1)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(1)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(1)メチルイソブチルケトン分散体について、以下の方法で分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particles (1) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
In addition, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particles (1) methanol dispersion and the modified zirconia fine particles (1) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated by the following methods, and the results are shown. It is shown in 1.

分散性
ガラス製透明サンプル瓶に分散体を充填し、透明性を観察し、以下の基準で評価した。
透明な分散体である。 : ◎
透明性の高い分散体である。 : ○
半透明性の分散体である。 : △
白濁した分散体である。 : ×
安定性
ガラス製透明サンプル瓶に分散体を充填し、30℃で10日間静置した後、透明性を観察し、以下の基準で評価した。
透明な分散体である。 : ◎
透明性の高い分散体である。 : ○
半透明性の分散体である。 : △
白濁あるいは沈降粒子が認められる分散体である。 : ×
Dispersed glass transparent sample bottles were filled with the dispersion, observed for transparency, and evaluated according to the following criteria.
It is a transparent dispersion. : ◎
It is a highly transparent dispersion. : ○
A translucent dispersion. : △
It is a cloudy dispersion. : ×
The dispersion was filled in a transparent glass transparent sample bottle and allowed to stand at 30 ° C. for 10 days, and then the transparency was observed and evaluated according to the following criteria.
It is a transparent dispersion. : ◎
It is a highly transparent dispersion. : ○
A translucent dispersion. : △
It is a dispersion in which white turbidity or precipitated particles are observed. : ×

改質ジルコニア微粒子(1)有機樹脂分散体の調製
改質ジルコニア微粒子(1)粉末3gを、ライトアクリレートDPE-6A(以後単にDPE−6A)(共栄社化学(株)製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、UV硬化型アクリル樹脂(多価アクリルモノマー)に混合し、充分撹拌して固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(1)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(1)有機樹脂分散体について、以下の方法で分散性を評価し、結果を表1に示す。
Modified zirconia fine particles (1) Preparation of organic resin dispersion Modified zirconia fine particles (1) 3 g of light acrylate DPE-6A (hereinafter simply DPE-6A) (Kyoeisha Chemical Co., Ltd. dipentaerythritol hexaacrylate, UV The mixture was mixed with a curable acrylic resin (polyvalent acrylic monomer) and sufficiently stirred to prepare a modified zirconia fine particle (1) organic resin dispersion having a solid content concentration of 30% by weight.
About the obtained modified zirconia fine particle (1) organic resin dispersion, dispersibility was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 1.

分散性
ガラス製透明サンプル瓶に分散体に充填し、透明性を観察し、以下の基準で評価した。
透明な分散体である。 : ◎
透明性の高い分散体である。 : ○
半透明性の分散体である。 : △
白濁した分散体である。 : ×
Dispersion glass transparent sample bottles were filled into the dispersion, observed for transparency, and evaluated according to the following criteria.
It is a transparent dispersion. : ◎
It is a highly transparent dispersion. : ○
A translucent dispersion. : △
It is a cloudy dispersion. : ×

[実施例2]
改質ジルコニア微粒子(2)粉末の調製
実施例1において、40で24h乾燥した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(2)粉末を調製した。工程(f)
得られた改質ジルコニア微粒子(2)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 2]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (2) Powder A modified zirconia fine particle (2) powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was dried at 40 for 24 hours. Step (f)
The resulting modified zirconia fine particle (2) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(2)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(2)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(2)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(2)MIBK分散体を調製した。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (2) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles having a solid content concentration of 30% by weight (2) Methanol dispersion were the same except that modified zirconia fine particles (2) were used. And modified zirconia fine particles (2) MIBK dispersion was prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(2)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(2)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(2)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particles (2) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particles (2) methanol dispersion and the modified zirconia fine particles (2) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(2)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(2)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(2)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(2)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (2) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (2) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that the modified zirconia fine particles (2) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particles (2) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[実施例3]
改質ジルコニア微粒子(3)粉末の調製
実施例1において、 ロータリーエボパレーターにて80℃で1h乾燥した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(3)粉末を調製した。工程(f)
得られた改質ジルコニア微粒子(3)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 3]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (3) Powder A modified zirconia fine particle (3) powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was dried at 80 ° C. for 1 h using a rotary evaporator. Step (f)
The resulting modified zirconia fine particle (3) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(3)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(3)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(3)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(3)MIBK分散体を調製した。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (3) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles (3) methanol dispersion having a solid content concentration of 30% by weight was the same except that modified zirconia fine particles (3) powder was used. And modified zirconia fine particles (3) MIBK dispersion was prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(3)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(3)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(3)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
The average particle diameter of the resulting modified zirconia fine particles (3) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particles (3) methanol dispersion and the modified zirconia fine particles (3) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(3)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(3)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(3)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(3)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of modified zirconia fine particles (3) organic resin dispersion Modified zirconia fine particles (3) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that the modified zirconia fine particles (3) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particles (3) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[実施例4]
改質ジルコニア微粒子(4)粉末の調製
実施例1の工程(e)において、γ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として12.6重量%となるように9.0gを添加した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(4)粉末を調製した。
[Example 4]
Preparation of modified zirconia fine particles (4) powder In step (e) of Example 1, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503) is obtained. Modified zirconia fine particles (4) powder was prepared in the same manner except that 9.0 g was added so that the organosilicon compound in the modified zirconia fine particles was 12.6% by weight as R 1 —SiO 3/2 .

得られた改質ジルコニア微粒子(4)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。 With respect to the obtained modified zirconia fine particle (4) powder, the water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose and refractive index were measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(4)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(4)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(4)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(4)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (4) Organic Solvent Dispersion Modified zirconia fine particles (4) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (4) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (4) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(4)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(4)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(4)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(4)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (4) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (4) organic resin having a solid concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (4) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (4) organic resin dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

[実施例5]
改質ジルコニア微粒子(5)粉末の調製
実施例1の工程(e)において、γ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として36.1重量%となるように22.4gを添加した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(5)粉末を調製した。
[Example 5]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (5) Powder In step (e) of Example 1, γ-methacrylooxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503) is obtained as modified zirconia fine particles. Modified zirconia fine particle (5) powder was prepared in the same manner except that 22.4 g was added so that the organic silicon compound contained therein was 36.1 wt% as R 1 —SiO 3/2 .

得られた改質ジルコニア微粒子(5)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。 The resulting modified zirconia fine particle (5) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(5)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(5)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(5)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(5)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (5) Organic Solvent Dispersion Modified zirconia fine particles (5) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that modified zirconia fine particles (5) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (5) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, and the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(5)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(5)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(5)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(5)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (5) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (5) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that modified zirconia fine particles (5) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (5) organic resin dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

[実施例6]
改質ジルコニア微粒子(6)粉末の調製
実施例1の工程(d)において、メタノールを加えなかった以外は同様にして、改質ジルコニア微粒子(6)粉末を調製した。工程(f)
[Example 6]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (6) Powder Modified zirconia fine particle (6) powder was prepared in the same manner as in Step (d) of Example 1, except that methanol was not added. Step (f)

得られた改質ジルコニア微粒子(6)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。また、かかるスペクトルを図3に示す。 The resulting modified zirconia fine particle (6) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table. Such a spectrum is shown in FIG.

改質ジルコニア微粒子(6)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(6)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(6)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(6)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (6) Organic Solvent Dispersion Modified zirconia fine particles (6) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (6) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (6) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, and the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(6)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(6)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(6)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(6)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (6) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particle (6) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particle (6) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particle (6) organic resin dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

[実施例7]
改質ジルコニア微粒子(7)粉末の調製
実施例1の工程(d)において、メタノールの代わりにイソプロピルアルコール(IPA)を加えた以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(7)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(7)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 7]
Preparation of modified zirconia fine particle (7) powder Modified zirconia fine particle (7) powder was prepared in the same manner as in step (d) of Example 1, except that isopropyl alcohol (IPA) was added instead of methanol.
With respect to the obtained modified zirconia fine particle (7) powder, the water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose and refractive index were measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(7)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(7)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(7)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(7)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (7) Organic Solvent Dispersion Modified zirconia fine particles (7) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (7) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (7) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(7)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(7)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(7)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(7)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (7) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (7) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that modified zirconia fine particles (7) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (7) organic resin dispersion was measured for particle size, and the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例8]
改質ジルコニア微粒子(8)粉末の調製
実施例8の工程(b)において、ジルコニア水酸化物ゲルを解膠した溶液に酒石酸を531kgを加えた以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(8)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(8)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 8]
Preparation of modified zirconia fine particles (8) powder Modified zirconia fine particles (8) powder in the same manner as in step (b) of Example 8, except that 531 kg of tartaric acid was added to the solution obtained by peptizing zirconia hydroxide gel. Was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (8) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(8)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(8)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(8)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(8)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (8) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles (8) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight were used except that modified zirconia fine particles (8) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (8) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(8)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(8)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(8)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(8)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (8) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particle (8) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particle (8) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (8) organic resin dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例9]
改質ジルコニア微粒子(9)粉末の調製
実施例1の工程(b)において、110℃で36時間水熱処理した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(9)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(9)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 9]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (9) Powder Modified zirconia fine particle (9) powder was prepared in the same manner as in Step (b) of Example 1, except that hydrothermal treatment was performed at 110 ° C. for 36 hours.
With respect to the obtained modified zirconia fine particle (9) powder, the water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index were measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(9)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(9)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(9)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(9)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (9) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles (9) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight were used except that the modified zirconia fine particles (9) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (9) organic solvent dispersion was measured for particle size, evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(9)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(9)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(9)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(9)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (9) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (9) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that modified zirconia fine particles (9) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (9) organic resin dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例10]
改質ジルコニア微粒子(10)粉末の調製
実施例1の工程(b)において、180℃で3時間水熱処理した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(10)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(10)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Example 10]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (10) Powder Modified zirconia fine particle (10) powder was prepared in the same manner as in Step (b) of Example 1, except that hydrothermal treatment was performed at 180 ° C. for 3 hours.
The resulting modified zirconia fine particle (10) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(10)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(10)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(10)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(10)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of modified zirconia fine particles (10) organic solvent dispersion Modified zirconia fine particles (10) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that the modified zirconia fine particles (10) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particle (10) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, and the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(10)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(10)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(10)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(10)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (10) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (10) organic resin having a solid concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that modified zirconia fine particles (10) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (10) organic resin dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例11]
改質ジルコニア微粒子(11)粉末の調製
実施例1の工程(e)において、γ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)の代わりに、γ-アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-5103)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として15.0重量%となるように11.2gを添加した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(11)粉末を調製した。
[Example 11]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (11) Powder In step (e) of Example 1, γ-acrylo was used instead of γ-methacrylooxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503). 10. Oxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-5103) is used so that the organosilicon compound in the resulting modified zirconia fine particles is 15.0 wt% as R 1 —SiO 3/2 . Modified zirconia fine particle (11) powder was prepared in the same manner except that 2 g was added.

得られた改質ジルコニア微粒子(11)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。 The resulting modified zirconia fine particle (11) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(11)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(11)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(11)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(11)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (11) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles (11) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight were used except that the modified zirconia fine particles (11) powder was used. A dispersion was prepared.
With respect to the obtained modified zirconia fine particle (11) organic solvent dispersion, the particle diameter was measured, the stability and light transmittance (transparency) were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(11)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(11)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃30重量%の改質ジルコニア微粒子(11)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(11)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (11) Organic Resin Dispersion Modified Example Zirconia Fine Particles (11) Organic Resin having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (11) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (11) organic resin dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例12]
改質ジルコニア微粒子(12)粉末の調製
実施例1の工程(a),(b),(c)の代わりに、純水368gに酒石酸26.8gを溶解した水溶液にジルコニア粉末(第一稀元素化学工業(株)製:RC−100)を218g加え、ついで、濃度10重量%のKOH水溶液を加えてpH12.3のジルコニア粉末分散液とした。これを分散機(カンペ(株)製:BATCH SAND)にて分散させた後、限外濾過膜を用いて電導度が300μs/cm程度になるまで洗浄し、ついで、陰イオン交換樹脂(ROHM AND HAAS社製:DUOLITE UP5000)240gを加えて洗浄処理を行い、樹脂を分離した。これを、ジルコニア濃度11.2重量%のジルコニア微粒子分散液(12)として、以降、実施例1と同様に処理して、改質ジルコニア微粒子(12)粉末を調製した。工程(f)
[Example 12]
Preparation of modified zirconia fine particles (12) powder Instead of steps (a), (b) and (c) of Example 1, zirconia powder (first rare element) was dissolved in an aqueous solution of 26.8 g of tartaric acid in 368 g of pure water. 218 g of Chemical Industry Co., Ltd. (RC-100) was added, and then an aqueous KOH solution having a concentration of 10 wt% was added to obtain a zirconia powder dispersion having a pH of 12.3. This was dispersed with a disperser (manufactured by Campe Co., Ltd .: BATCH SAND), then washed with an ultrafiltration membrane until the conductivity reached about 300 μs / cm, and then an anion exchange resin (ROHM AND HAAS: DUOLITE UP5000) 240 g was added to perform washing treatment, and the resin was separated. This was treated as a zirconia fine particle dispersion (12) having a zirconia concentration of 11.2% by weight in the same manner as in Example 1 to prepare modified zirconia fine particles (12) powder. Step (f)

得られた改質ジルコニア微粒子(12)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。 The resulting modified zirconia fine particle (12) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(12)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(12)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(12)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(12)有機溶媒分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of modified zirconia fine particles (12) organic solvent dispersion Modified zirconia fine particles (12) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that the modified zirconia fine particles (12) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (12) organic solvent dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(12)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(12)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(12)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(12)有機樹脂分散体について、粒子径を測定し、安定性、光透過率(透明性)を以下の方法で評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (12) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (12) organic resin having a solid concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that modified zirconia fine particles (12) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (12) organic resin dispersion was measured for particle size and evaluated for stability and light transmittance (transparency) by the following methods. The results are shown in Table 1.

[実施例13]
改質ジルコニア微粒子(13)粉末の調製
実施例1の工程(e)迄と同様にしてジルコニア微粒子(1)水/メタノール分散液に有機珪素化合物としてγ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として15.3重量%となるように11.2gを添加し、5分間撹拌した。
[Example 13]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (13) Powder As in step 1 (e) of Example 1, zirconia fine particles (1) γ-methacrylooxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu) as an organosilicon compound in a water / methanol dispersion. Chemical Co., Ltd. (KBM-503) was added in an amount of 11.2 g so that the organosilicon compound in the resulting modified zirconia fine particles was 15.3% by weight as R 1 —SiO 3/2 and added for 5 minutes. Stir.

ついで、箱形乾燥機にて、60℃で24時間乾燥して改質ジルコニア微粒子(13)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(13)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
Subsequently, it was dried at 60 ° C. for 24 hours in a box dryer to prepare modified zirconia fine particle (13) powder.
With respect to the obtained modified zirconia fine particles (13), the water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index were measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(13)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(13)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃
度30重量%の改質ジルコニア微粒子(13)有機溶媒分散体を調製した。
Preparation of modified zirconia fine particles (13) organic solvent dispersion Modified zirconia fine particles (13) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight in the same manner as in Example 1 except that the modified zirconia fine particles (13) powder was used. A dispersion was prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(13)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(13)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(13)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particles (13) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
The dispersibility and stability of the modified zirconia fine particles (13) methanol dispersion and the modified zirconia fine particles (13) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(13)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(13)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(13)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(13)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (13) Organic Resin Dispersion Modified zirconia fine particles (13) organic resin having a solid content of 30% by weight in the same manner as in Example 1, except that modified zirconia fine particles (13) powder was used. A dispersion was prepared.
The obtained modified zirconia fine particle (13) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[比較例1]
改質ジルコニア微粒子(R1)粉末の調製
実施例1と同様にして、ジルコニア微粒子(1)水/メタノール分散液に有機珪素化合物としてγ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として15.3重量%となるように11.2gを添加し、5分間撹拌した。工程(e)
[Comparative Example 1]
Preparation of modified zirconia fine particles (R1) powder In the same manner as in Example 1, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as an organosilicon compound in a zirconia fine particles (1) water / methanol dispersion. : KBM-503) was added in an amount of 11.2 g so that the organosilicon compound in the resulting modified zirconia fine particles was 15.3% by weight as R 1 —SiO 3/2 and stirred for 5 minutes. Step (e)

ついで、限外濾過膜にてメタノールに溶媒置換し、ついで、箱形乾燥機にて、60℃で24時間乾燥して改質ジルコニア微粒子(R1)粉末を調製した。
なお、限外濾過した際の濾液にアンモニア水を添加したところ、白濁を生じ、未反応有機珪素化合物が逃散していることが認められた。
得られた改質ジルコニア微粒子(R1)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
Subsequently, the solvent was replaced with methanol by an ultrafiltration membrane, and then dried by a box dryer at 60 ° C. for 24 hours to prepare modified zirconia fine particles (R1) powder.
In addition, when ammonia water was added to the filtrate at the time of ultrafiltration, it became cloudy and it was recognized that the unreacted organosilicon compound escaped.
The resulting modified zirconia fine particle (R1) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R1)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R1)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R1)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R1)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R1)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R1)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R1) Organic Solvent Dispersion In Example 1, the modified zirconia fine particle (R1) organic solvent having a solid concentration of 30% by weight was used except that the modified zirconia fine particle (R1) powder was used. A dispersion was prepared.
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particle (R1) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R1) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R1) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(R1)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R1)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R1)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R1)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R1) Organic Resin Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R1) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R1) powder was used. A dispersion was prepared.
Dispersibility of the obtained modified zirconia fine particle (R1) organic resin dispersion was evaluated, and the results are shown in Table 1.

[比較例2]
改質ジルコニア微粒子(R2)粉末の調製
比較例1において、箱形乾燥機にて、40℃で72時間乾燥した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(R2)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R2)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Comparative Example 2]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (R2) Powder Modified zirconia fine particles (R2) powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that it was dried in a box dryer at 40 ° C. for 72 hours.
The resulting modified zirconia fine particle (R2) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R2)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R2)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R2)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R2)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R2)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R2)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R2) Organic Solvent Dispersion In Example 1, the modified zirconia fine particle (R2) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight was used except that the modified zirconia fine particle (R2) powder was used. A dispersion was prepared.
The average particle diameter of the resulting modified zirconia fine particle (R2) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R2) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R2) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(R2)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R2)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R2)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R2)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R2) Organic Resin Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R2) organic resin having a solid content of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R2) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R2) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[比較例3]
改質ジルコニア微粒子(R3)粉末の調製
比較例1において、箱形乾燥機にて、80℃で5時間乾燥した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(R3)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R3)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。
[Comparative Example 3]
Preparation of modified zirconia fine particles (R3) powder Modified zirconia fine particles (R3) powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that it was dried at 80 ° C. for 5 hours in a box dryer.
The resulting modified zirconia fine particle (R3) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R3)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R3)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R3)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R3)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R3)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R3)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R3) Organic Solvent Dispersion In Example 1, the modified zirconia fine particle (R3) organic solvent having a solid concentration of 30% by weight was used except that the modified zirconia fine particle (R3) powder was used. A dispersion was prepared.
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particle (R3) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R3) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R3) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated. The results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(R3)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R3)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R3)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R3)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R3) Organic Resin Dispersion Modified Example Zirconia Fine Particle (R3) Organic Resin with a Solid Concentration of 30% by Weight, except that Modified Zirconia Fine Particle (R3) Powder was used in Example 1. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R3) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[比較例4]
改質ジルコニア微粒子(R4)粉末の調製
実施例1と同様にして、ジルコニア微粒子(1)水/メタノール分散液に有機珪素化合物としてγ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製:KBM-503)を、得られる改質ジルコニア微粒子中の有機珪素化合物がR1-SiO3/2として15.3重量%となるように11.2gを添加し、ついで、撹拌しながら分散液の温度を60℃に昇温した後、濃度5重量%のアンモニア水1.6gを1分間で添加して有機珪素化合物の加水分解を行った。
[Comparative Example 4]
Preparation of modified zirconia fine particles (R4) powder In the same manner as in Example 1, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as an organosilicon compound in a zirconia fine particle (1) water / methanol dispersion. : KBM-503) was added so that the organosilicon compound in the resulting modified zirconia fine particles was 15.3% by weight as R 1 —SiO 3/2 , and then the dispersion was stirred. After raising the temperature to 60 ° C., 1.6 g of ammonia water having a concentration of 5% by weight was added in 1 minute to hydrolyze the organosilicon compound.

ついで、限外濾過膜にてメタノールに溶媒置換し、ついで、箱形乾燥機にて、60℃で24時間乾燥して改質ジルコニア微粒子(R4)粉末を調製した。なお、限外濾過した際の濾液にアンモニア水を添加したところ、白濁は認められなかった。   Subsequently, the solvent was replaced with methanol by an ultrafiltration membrane, and then dried by a box dryer at 60 ° C. for 24 hours to prepare modified zirconia fine particles (R4) powder. In addition, when ammonia water was added to the filtrate at the time of ultrafiltration, white turbidity was not recognized.

得られた改質ジルコニア微粒子(R4)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。また、1H−NMRのスペクトルを図4に示す。 The resulting modified zirconia fine particles (R4) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table. Moreover, the spectrum of 1 H-NMR is shown in FIG.

改質ジルコニア微粒子(R4)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R4)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R4)有機溶媒分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R4)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R4)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R4)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (R4) Organic Solvent Dispersion Modified Example Zirconia Fine Particles (R4) Organic Solvent having a solid content concentration of 30% by weight was the same as Example 1 except that modified zirconia fine particles (R4) powder was used. A dispersion was prepared.
The average particle diameter of the resulting modified zirconia fine particle (R4) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R4) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R4) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(R4)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R4)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R4)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R4)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R4) Organic Resin Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R4) organic resin having a solid concentration of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R4) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R4) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[比較例5]
改質ジルコニア微粒子(R5)粉末の調製
比較例4において、限外濾過膜にてメタノールに溶媒置換した後、箱形乾燥機に代えてロータリーエボパレーターにて、60℃で1.5時間、圧力を50hPaに維持しながら乾燥した以外は同様にして改質ジルコニア微粒子(R5)粉末を調製した。
[Comparative Example 5]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (R5) Powder In Comparative Example 4, the solvent was replaced with methanol using an ultrafiltration membrane, and then the rotary evaporator instead of the box dryer was used at 60 ° C. for 1.5 hours. Modified zirconia fine particles (R5) powder was prepared in the same manner except that it was dried while maintaining the pressure at 50 hPa.

得られた改質ジルコニア微粒子(R5)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表1に示した。また、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークのケミカルシフト値、半値幅を表に示した。 The resulting modified zirconia fine particle (R5) powder was measured for water content, crystallinity, average particle size, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in Table 1. In addition, the chemical shift value and half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R5)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R5)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R5)有機溶媒分散体を調製した。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R5) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R5) organic solvent having a solid concentration of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R5) powder was used. A dispersion was prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(R5)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表1に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R5)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R5)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表1に示す。
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particle (R5) methanol dispersion was measured, and the results are shown in Table 1.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R5) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R5) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

改質ジルコニア微粒子(R5)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R5)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R5)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R5)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表1に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R5) Organic Resin Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R5) organic resin having a solid content of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R5) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R5) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in Table 1.

[比較例6]
改質ジルコニア微粒子(R6)粉末の調製
比較例4において、有機珪素化合物の加水分解を行った後、溶媒置換することなく、箱形乾燥機にて、60℃で24時間乾燥して改質ジルコニア微粒子(R6)粉末を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R4)粉末について、水分含有量、結晶性、平均粒子径、安息角、屈折率を測定し、結果を表に示した。
[Comparative Example 6]
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (R6) Powder In Comparative Example 4, the organosilicon compound was hydrolyzed and then dried at 60 ° C. for 24 hours in a box dryer without solvent substitution. Fine particle (R6) powder was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R4) powder was measured for water content, crystallinity, average particle diameter, angle of repose, and refractive index, and the results are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R6)有機溶媒分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R6)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R6)有機溶媒分散体を調製した。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particles (R6) Organic Solvent Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particles (R6) organic solvent having a solid content concentration of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particles (R6) powder was used. A dispersion was prepared.

得られた改質ジルコニア微粒子(R6)メタノール分散体について平均粒子径を測定し、結果を表に示す。
また、固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R6)メタノール分散体および改質ジルコニア微粒子(R6)メチルイソブチルケトン分散体について分散性および安定性を評価し、結果を表に示す。
The average particle diameter of the obtained modified zirconia fine particle (R6) methanol dispersion was measured, and the results are shown in the table.
Further, the dispersibility and stability of the modified zirconia fine particle (R6) methanol dispersion and the modified zirconia fine particle (R6) methyl isobutyl ketone dispersion having a solid content concentration of 30% by weight were evaluated, and the results are shown in the table.

改質ジルコニア微粒子(R6)有機樹脂分散体の調製
実施例1において、改質ジルコニア微粒子(R6)粉末を用いた以外は同様にして固形分濃度30重量%の改質ジルコニア微粒子(R6)有機樹脂分散体を調製した。
得られた改質ジルコニア微粒子(R6)有機樹脂分散体について分散性を評価し、結果を表に示す。
Preparation of Modified Zirconia Fine Particle (R6) Organic Resin Dispersion In Example 1, modified zirconia fine particle (R6) organic resin having a solid content concentration of 30% by weight was used except that modified zirconia fine particle (R6) powder was used. A dispersion was prepared.
The resulting modified zirconia fine particle (R6) organic resin dispersion was evaluated for dispersibility, and the results are shown in the table.

Figure 0006198379
Figure 0006198379

Figure 0006198379
Figure 0006198379

Figure 0006198379
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Claims (10)

下記式(1)で表される有機珪素化合物で表面処理された改質ジルコニア微粒子の粉末であって、平均二次粒子径(DM2)が5〜500nmの範囲にあり、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmの範囲にあり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10の範囲にあり、
前記改質ジルコニア微粒子粉末中の有機珪素化合物の含有量がRn−SiO(4-n)/2として1〜50重量%、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が3〜15ppmであることを特徴とする改質ジルコニア微粒子粉末。
n−SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲンまたは水素。nは1〜3の整数。)
A modified zirconia fine particle powder surface-treated with an organosilicon compound represented by the following formula (1), having an average secondary particle diameter (D M2 ) in the range of 5 to 500 nm, and an average primary particle diameter ( D M1 ) is in the range of 5 to 500 nm, and the ratio (D M2 ) / (D M1 ) of the average secondary particle size (D M2 ) to the average primary particle size (D M1 ) is in the range of 1 to 10. ,
The content of the organosilicon compound in the modified zirconia fine particle powder is 1 to 50% by weight as R n —SiO 2 (4-n) / 2 , and the half width of the main peak of the 29 Si MAS NMR spectrum is 3 to 15 ppm. Modified zirconia fine particle powder characterized by that.
R n -SiX 4-n (1)
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same or different. X is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom. Or hydrogen, n is an integer of 1 to 3.)
安息角が45°以下であることを特徴とする請求項1に記載の改質ジルコニア微粒子粉末。   2. The modified zirconia fine particle powder according to claim 1, wherein an angle of repose is 45 ° or less. 下記の工程(a)〜(f)の順に備える改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法であって、平均二次粒子径(DM2)が5〜500nm、平均一次粒子径(DM1)が5〜500nmであり、平均二次粒子径(DM2)と平均一次粒子径(DM1)との比(DM2)/(DM1)が1〜10である改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
(a)ジルコニウム水酸化物ゲルを水酸化カリウムおよび過酸化水素の存在下で解膠または溶解する工程
(b)水熱処理する工程
(c)洗浄する工程
(d)ジルコニア微粒子の水および/または有機溶媒の分散液を調製する工程
(e)前記分散液に有機珪素化合物の加水分解触媒を加えることなく、下記式(1)で表される有機珪素化合物を添加する工程
(f)前記有機珪素化合物が添加された分散液を溶媒置換することなく、200℃以下で乾燥する工程
Rn−SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲンまたは水素。nは1〜3の整数。)
A method for producing modified zirconia fine particle powder in the order of the following steps (a) to (f), wherein the average secondary particle size (D M2 ) is 5 to 500 nm, and the average primary particle size (D M1 ) is 5 to 5. A method for producing modified zirconia fine particle powder having a ratio (D M2 ) / (D M1 ) of 1 to 10 of 500 nm and an average secondary particle size (D M2 ) to an average primary particle size (D M1 ).
(A) Peptization or dissolution of zirconium hydroxide gel in the presence of potassium hydroxide and hydrogen peroxide (b) Hydrothermal treatment step (c) Washing step (d) Zirconia fine particle water and / or organic Step (e) of preparing a dispersion of the solvent (f) Step of adding an organosilicon compound represented by the following formula (1) without adding a hydrolysis catalyst of the organosilicon compound to the dispersion (f) The organosilicon compound Step Rn-SiX 4-n (1) for drying at 200 ° C. or lower without substituting the dispersion with added solvent
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same or different. X is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom. Or hydrogen, n is an integer of 1 to 3.)
前記改質ジルコニア微粒子粉末中の前記有機珪素化合物の含有量がRn−SiO(4-n)/2(nは1〜3の整数)として1〜50重量%の範囲にあり、29Si MAS NMRスペクトルの主ピークの半値幅が3〜15ppmの範囲にあることを特徴とする請求項に記載の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。 The content of the organic silicon compound modified zirconia particles in the powder is R n -SiO (4-n) / 2 (n is an integer of 1 to 3) is in the range of 1 to 50% by weight, 29 Si MAS The method for producing a modified zirconia fine particle powder according to claim 3 , wherein the half width of the main peak of the NMR spectrum is in the range of 3 to 15 ppm. 前記工程(d)で用いるジルコニア微粒子の平均粒子径(DZ)が5〜400nmの範囲にあり、前記平均二次粒子径(DM2)との比(DM2)/(DZ)が0.2〜5であることを特徴とする請求項3または4に記載の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
(なお、平均粒子径(DZ)は、分散媒として水を使用し、固形分濃度10重量%に調整したものを超音波分散し、動的光散乱法で測定する)
The average particle size (D Z ) of the zirconia fine particles used in the step (d) is in the range of 5 to 400 nm, and the ratio (D M2 ) / (D Z ) with the average secondary particle size (D M2 ) is 0. The method for producing the modified zirconia fine particle powder according to claim 3, wherein the method is 2 to 5.
(The average particle size (D Z ) is measured by the dynamic light scattering method by ultrasonically dispersing a water content of 10% by weight using water as a dispersion medium.)
前記工程(b)において、粒子成長調整剤の存在下で水熱処理することを特徴とする請求項3に記載の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。   The method for producing modified zirconia fine particle powder according to claim 3, wherein in the step (b), hydrothermal treatment is performed in the presence of a particle growth regulator. 前記工程(b)における水熱処理温度が40〜300℃の範囲にあることを特徴とする請求項3または6に記載の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。   The method for producing modified zirconia fine particle powder according to claim 3 or 6, wherein the hydrothermal treatment temperature in the step (b) is in the range of 40 to 300 ° C. 前記工程(f)の乾燥が、
流動下、あるいは、減圧下、200℃以下で行われることを特徴とする請求項3に記載の改質ジルコニア微粒子粉末の製造方法。
The drying in step (f)
The method for producing modified zirconia fine particle powder according to claim 3, wherein the method is carried out under flow or under reduced pressure at 200 ° C or lower.
請求項1または2に記載の改質ジルコニア微粒子粉末が有機溶媒および/または有機樹脂に分散してなることを特徴とする改質ジルコニア微粒子分散体。   A modified zirconia fine particle dispersion comprising the modified zirconia fine particle powder according to claim 1 or 2 dispersed in an organic solvent and / or an organic resin. 前記改質ジルコニア微粒子粉末の濃度が固形分として1〜70重量%の範囲にあることを特徴とする請求項9に記載の改質ジルコニア微粒子分散体。   The modified zirconia fine particle dispersion according to claim 9, wherein the concentration of the modified zirconia fine particle powder is in the range of 1 to 70 wt% as a solid content.
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