JPH03199121A - 紫外線吸収能に優れた超微粒子酸化亜鉛粉末およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は紫外線吸収能に優れた超微粒子酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）粉末およびその製造方法に関する。より詳しくは、
膜、成形棒およびペースト等に分散させて、例えば日焼
は止め化粧料、自動車、家具、光学材料等の紫外線遮断
保護膜に利用することのできる超微粒子ＺｎＯ粉末およ
びその製造方法に関する。

〔従来技術とその課題〕

紫外線遮断効果を有する材料は従来からよく知られてい
る。有機系では例えばベンゾトリアゾール、ベンゾフェ
ノン等、無機系では例えば酸化チタン（Ｔｉｅ２）、　
ＺｎＯ等がある。これらの中で有機系のものは皮膚刺激
性や化合物自身の光分解等の問題があり、また無機系の
ものは粒子径が比較的大きく透明性が小さい問題がある
。最近、無機粉体の透明性を良くするため超微粒子化す
ることが検討され、光の散乱を小さくして透明性を向上
させた超微粒子のＴｉｅ、　、超微粒子のＺｎＯ等が市
販されている。しかし酸化亜鉛の粒径は殆どが０．２〜
０．５μｍ程度であって、透明性は未だ不十分である。

またＺｎＯ粉末を微粒子化する場合、熱分解温度あるい
は焼成温度を低くし、粒子の成長を抑制して微粒子化し
ているが、出発原料によっては熱分解温度を低下しても
上記粒径以下の微粒子を得られない。

このように高い透明性と紫外線吸収効果とを同時に有す
る酸化亜鉛粉末は得られていないのが現状である。

そこで本発明者等は、炭酸亜鉛のＣＯ２が一次粒子の凝
集を抑制して分散性のよい超微粒子ＺｎＯ粉末を与える
ことに注目し、熱分解温度の低い塩基性炭酸亜鉛（２６
５℃）を原料として、ＣＯ２の存在下で熱分解させるこ
とにより粒子の超微粒子化を図り、透明性と紫外線吸収
能に優れた超微粒子ＺｎＯ粉末が得られることを見出し
た。

〔課題の解決手段：発明の構成〕

本発明によれば、平均粒子径が０．０１〜０．０３μｍ
で、ＣＯ２含有量が０．工〜３．０％である透明性と紫
外線吸収能に優れた超微粒子酸化亜鉛粉末が提供される
。

また本発明によれば、炭酸アンモニウムまたは炭酸水素
アンモニウムの水溶液に、塩化亜鉛または硫酸亜鉛の水
溶液を加え、得られた析出物を水洗、濾別、乾燥して得
た塩基性炭酸亜鉛を２６５〜３５０℃の温度で熱分解す
ることにより、平均粒子径が０．０１〜０．０３μｍで
、ＣＯ，含有量が０．１〜３．０％である亜鉛粉末を製
造することを特徴とする超微粒子酸化亜鉛粉末の製造方
法が提供される。

本発明の超微粒子ＺｎＯ粉末は、平均粒子径が０．０１
〜０．０３μｍの超微粒子である。従来のＺｎＯは粒径
が０．２〜０．５μ履であって、可視光を散乱するため
不透明である。発明者等の試験結果によれば平均粒子径
が０．０３μｍ以上になると透明性が低下する。また平
均粒子系が０．０１μｍ以下では、−成粒子の凝集が生
じ、この場合にも透明性が低下する。

更に本発明の超微粒子ＺｎＯ粉末は、０．１〜３．０％
のＣＯｚ　（ＺｎＣＯｉ　）を含有する。該ＣＯ２の存
在により、原料の炭酸亜鉛の熱分解時に一次粒子の凝集
が防止され、分散性に優れた上記粒径の超微粒子酸化亜
鉛粉末が得られる。ところでＺｎＯは３７０ｎｎ＋以下
の紫外線を吸収する性質を有するが、　ＺｎＣＯ３には
紫外線吸収作用がなく　、　ＺｎＣＯ３が共存すればＺ
ｎＯ量が相対的に低下するが、ＣＯ□含有量（ＺｎＣＯ
，量）が３．０％より少なければ良好な紫外線遮断効果
を維持できる。

ＣＯ□含有量（ＺｎＣＯ，量）が３．０％を越えると超
微粒子化して粒子の透明性は向上するが紫外線遮断能が
低下するので好ましくない、またＣＯ２含有量（ＺｎＣ
Ｏｚ量）が０．１％より少ないと一次粒子の凝集を抑制
する効果が不十分であり、分散性が低下するため優れた
透明性を得ることができない。

透明性と紫外線遮断効果に優れた上記酸化亜鉛粒子は、
炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウムの水溶液
に、塩化亜鉛または硫酸亜鉛の水溶液を加え、得られた
析出物を水洗、濾別、乾燥して得た塩基性炭酸亜鉛を２
６５〜３５０℃の温度で熱分解することにより製造され
る。

上記塩基性炭酸亜鉛の分解温度は２６５℃であり。

２６５℃以下では炭酸亜鉛の未分解物が多量に残存し、
所望の酸化亜鉛粉末を得ることができない。

また上記熱分解温度が３５０℃を越えると炭酸基は殆ど
ＣＯ２に分解され除去されるので粒子の凝集が進み、０
．０１μ川レベルの超微粒子粉末を得ることができない
。−例としてシュウ酸亜鉛を原料に用いると、熱分解温
度が４５０℃と高いため、０．０３μｍ以下の超微粒子
ＺｎＯ粉末を得ることは困難である。

本発明においては、前述のように熱分解温度が低いので
、炭酸基をＺｎＯ粉末中に残存させることができ、熱分
解時の粒子の凝集が充分に抑制される。

なお、ＣＯ□ガスあるいは炭酸を用いてＺｎＯを処理す
る方法ではＺｎＯの粒子径を所望の範囲に調整すること
が難しく、分散性の良い透明性に優れたＺｎＯ粉末を得
ることはできない。

〔発明の効果〕

本発明の超微粒子酸化亜鉛粉末を用いれば、可視域での
高い透明性と優れた紫外線遮断効果を有する塗膜を製造
することが出来る。さらに、本発明による超微粒子酸化
亜鉛粉末は日焼は止め化粧料、自動車、家具、光学材料
などの紫外線遮断保護膜に利用することが出来る。

〔実施例〕

本発明の実施例及び比較例を以下に示す。

実施例１ 炭酸アンモニウム水溶液（０，２ｍｏｌ／ｆｌ）に硫酸
亜鉛水溶液（０，２ｍｏｌ／Ｑ）を滴下して塩基性炭酸
亜鉛の沈殿を生成させ、水洗により塩類を除去し、濾別
、乾燥を行なった後、２６５℃で１時間加熱分解させて
酸化亜鉛の超微粒子粉末を得た。

この超微粒子酸化亜鉛粉末の比表面積（ＢＥＴ法）は９
０ポ／ｇ、−次粒子径は０．０１μｍ、ＣＯ□含有量は
３．０％であった。

次いで、この超微粒子酸化亜鉛粉末を用いて第１表に示
す塗料を調合し、　　ＰＥＴフィルム上に塗布して成膜
させた後、分光光度計により可視領域および紫外領域の
透過率と遮断率を測定した。その結果は第１図に示した
ように、４００ｎｍの可視領域で透過率７５％、３７０
ｎｍの紫外領域において遮断率９５％であり、優れた透
明性と紫外線遮断効果を示した。

第　　１　　表 実施例２ 炭酸水素アンモニウム水溶液（０，２ｍｏｌ＃ｌ）に塩
化亜鉛水溶液（０，２ｓ＋ｏｌ／Ｑ）を滴下して塩基性
炭酸亜鉛の沈殿を生成させ、水洗１．濾過、乾燥を行な
った後、３５０℃で１０時間加熱分解させて酸化亜鉛の
粉末を得た。この酸化亜鉛粉末の比表面積は５０ｒｒｒ
／ｇ（ＢＥＴ法）、−次粒子径０．０２　μｔｒｒの超
微粒子粉末であり、ＣＯ２含有量は０．１％であった。

次いで、この超微粒子酸化亜鉛粉末を用い、実施例１と
同様に成膜して可視領域および紫外領域における透過率
と遮断率を測定した結果、４００ｎｍの可視領域で透過
率７０％、３７０ｎｍの紫外領域において遮断率９８％
であり、優れた透明性と紫外線遮断効果を示した。

比較例１ 実施例１と同様にして塩基性炭酸亜鉛を調製した後、５
００℃で２時間加熱分解して酸化亜鉛の粉末を得た。こ
の粉末は、比表面積（ＢＥＴ法）３０ｒｒｆ／ｇ、−次
粒子径０，０５μｒａ、　Ｃｏ、含有量は０．０７％で
あった。

実施例１と同様にしてこの超微粒子酸化亜鉛粉末を用い
てＰＥＴフィルム上に成膜し、可視および紫外の面領域
について透過率と遮断率を測定した結果、　３７０ｎｍ
の遮断率は９８％で優れた紫外線遮断効果を示したが、
４００ｎｍの透過率は６５％であり可視領域における透
明性が大幅に低下した。

比較例２ 実施例１と同様にして塩基性炭酸亜鉛を調製した後、２
５０℃で１時間加熱、分解して酸化亜鉛の粉末を得た。

この粉末の比表面積（ＢＥＴ法）は４０ｒｒｒ／ｇ、−
次粒子径は０．０４μｓ、　ＣＯ□含有量は５．０％で
あった。

この超微粒子酸化亜鉛粉末を用いて、実施例１と同様の
方法で、可視、紫外面領域における透過率と遮断率を測
定した結果、４００ｎｍの透過率は７８％で透明性は良
好であったが、３７０ｎｍの紫外線遮断率は６部であり
、紫外線遮断率は大幅に低下した。

【図面の簡単な説明】

図はＰＵＴフィルム（曲Ａ１１）と、該フィルム上に本
発明の酸化亜鉛を含む紫外線遮断透明膜を形成したフィ
ルム（曲線２）の分光透過曲線を示すグラフである。 図　　面 減”（ｎｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒子径が０．０１〜０．０３μｍで、ＣＯ＿
   ２含有量が０．１〜３．０％である透明性と紫外線吸収
   能に優れた超微粒子酸化亜鉛粉末。
2. （２）炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウムの
   水溶液に、塩化亜鉛または硫酸亜鉛の水溶液を加え、得
   られた析出物を水洗、濾別、乾燥して得た塩基性炭酸亜
   鉛を２６５〜３５０℃の温度で熱分解することにより、
   平均粒子径が０．０１〜０．０３μｍで、ＣＯ＿２含有
   量が０．１〜３．０％である亜鉛粉末を製造することを
   特徴とする超微粒子酸化亜鉛粉末の製造方法。