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JPH062582B2 - Crystalline ceric oxide sol and method for producing the same - Google Patents
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JPH062582B2 - Crystalline ceric oxide sol and method for producing the same - Google Patents

Crystalline ceric oxide sol and method for producing the same

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JPH062582B2
JPH062582B2 JP62306575A JP30657587A JPH062582B2 JP H062582 B2 JPH062582 B2 JP H062582B2 JP 62306575 A JP62306575 A JP 62306575A JP 30657587 A JP30657587 A JP 30657587A JP H062582 B2 JPH062582 B2 JP H062582B2
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gel
present
oxide sol
crystalline
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宏 西倉
吾郎 鈴木
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Taki Chemical Co Ltd
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Taki Chemical Co Ltd
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    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は結晶質酸化第二セリウムゾル及びその製造方法
に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crystalline cerium oxide sol and a method for producing the same.

酸化第二セリウムは、研磨材、触媒、IC基板のマスキ
ング剤、紫外線吸収剤、ガラスの消色剤、電子線吸収
剤、セラミック誘電体などに利用されている。本発明は
これら利用分野の内、紫外線吸収ガラス、紫外線吸収高
分子フイルム、プラスチック、合成繊維の耐候性改良等
に適用できる優れた紫外線吸収材料を供与するものであ
る。
Cerium oxide is used for abrasives, catalysts, masking agents for IC substrates, ultraviolet absorbers, glass decolorizers, electron beam absorbers, ceramic dielectrics and the like. The present invention provides an excellent ultraviolet absorbing material which can be applied to improving the weather resistance of ultraviolet absorbing glass, ultraviolet absorbing polymer film, plastics, synthetic fibers and the like among these fields of application.

(従来の技術) 近年、透光性に優れた紫外線吸収ガラスやフイルムの開
発が行われている。従来、このようなガラスを得る方法
は、紫外線吸収能を有する金属酸化物等をガラス成分と
ともに溶融し製造されていた。
(Prior Art) In recent years, development of ultraviolet absorbing glass and film having excellent translucency has been carried out. Conventionally, the method for obtaining such glass has been manufactured by melting a metal oxide having an ultraviolet absorbing ability together with a glass component.

また、化学蒸着法(CVD法)によりガラス表面に金属
酸化物を蒸着させるコーティイング方法も開発されてい
る。
Further, a coating method for depositing a metal oxide on the glass surface by a chemical vapor deposition method (CVD method) has also been developed.

しかし、化学蒸着法では、原料として一般に金属の無水
塩化物を使用する結果、蒸着時に腐食性の塩素ガスが発
生したり、密閉炉内で高温下に蒸着させるため、この時
の蒸着ガスのコントロールが難しく、均一な薄膜を得る
ことが困難であった。更には、この際に使用する装置は
大型化し、製造コストが高くなるなどの欠点があった。
However, in the chemical vapor deposition method, as a result of generally using anhydrous metal chloride as a raw material, corrosive chlorine gas is generated during vapor deposition, or vapor deposition is performed at high temperature in a closed furnace. However, it was difficult to obtain a uniform thin film. Further, there is a drawback that the apparatus used in this case becomes large in size and the manufacturing cost becomes high.

また、金属の物理的蒸着法(PVD法)によると、ガラ
ス面に可視光を吸収する金属の薄膜が形成されるため、
ガラスの透光性は著しく低下し、因って透光性の悪い暗
いガラスとなることで、この方法によるものは使用用途
が制限されていた。
Further, according to the physical vapor deposition method (PVD method) of metal, a thin film of metal that absorbs visible light is formed on the glass surface.
The light-transmitting property of the glass is remarkably lowered, resulting in a dark glass having poor light-transmitting property, so that the use of this method is limited.

一方、最近では自動車等のガラスに紫外線吸収能を持た
せる要望が高く、従来以上に大型ガラスの表面処理技術
が必要であり、蒸着法では益々困難、且つコスト高とな
る傾向にある。
On the other hand, recently, there has been a strong demand for glass for automobiles to have an ultraviolet absorbing ability, a surface treatment technology for large glass is required more than ever, and the vapor deposition method tends to be more difficult and costly.

従って、CVD法やPVD法に代わって、安価で大型品
に対しても均一な薄膜が形成できる方法の開発が要望さ
れている。
Therefore, in place of the CVD method and the PVD method, there is a demand for the development of an inexpensive method capable of forming a uniform thin film even on a large product.

また、食品包装用のフイルム等についても紫外線による
プラスチックの光酸化劣化の防止、または食品の変質防
止のため、有機紫外線吸収剤に代わる無害の代替品の要
望が高まりつつあるのが現状である。
In addition, regarding films for food packaging and the like, there is a growing demand for non-harmful substitutes for organic UV absorbers in order to prevent photooxidative deterioration of plastics due to UV rays or to prevent deterioration of foods.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らはこれらの実情に鑑み、透光性、紫外線吸収
性に優れ、更には使用時の分散性、コーティング性等の
諸特性に於て優れる紫外線吸収材料を得るべく、結晶質
ゾルについて鋭意研究を重ねた結果、結晶質酸化第二セ
リウムからなる本発明の新規なゾルが紫外線吸収材料と
して優れることを見出し、係る知見に基づき本発明を完
成したものである。
(Problems to be Solved by the Invention) In view of these circumstances, the inventors of the present invention have excellent translucency and ultraviolet absorptivity, and further are excellent in various properties such as dispersibility during use and coating properties. As a result of earnest research on a crystalline sol to obtain an absorbing material, it was found that the novel sol of the present invention consisting of crystalline ceric oxide is excellent as an ultraviolet absorbing material, and the present invention was completed based on such findings. It is a thing.

(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明は結晶質酸化第二セリウムゾル及びその製
造法に関し、本第一の発明は、粒子径300Å以下の酸化
第二セリウムゾルであり、また本第二の発明は、セリウ
ム塩化合物とアルカリ金属の水酸化物またはアンモニア
とを反応させゲルを生成させた後、これを水熱処理する
ことを特徴とする結晶質酸化第二セリウムゾルの製造法
である。
(Means for Solving Problems) That is, the present invention relates to a crystalline cerium oxide sol and a method for producing the same. The first invention is a cerium oxide sol having a particle diameter of 300 Å or less, and The invention of 1) is a method for producing a crystalline cerium oxide sol characterized by reacting a cerium salt compound with an alkali metal hydroxide or ammonia to form a gel, and then hydrothermally treating the gel.

(作用) 先ず、本第一の発明である結晶質酸化第二セリウムゾル
について以下詳記する。
(Operation) First, the crystalline cerium oxide sol of the present invention will be described in detail below.

従来、結晶質の酸化第二セリウムゾルについては全く知
られていない。
Heretofore, no crystalline cerium oxide sol has been known.

水溶性のセリウム塩化合物をアルカリ剤で中和する際
に、溶液がゾル状となる場合がある。しかし、これはご
く一部の中和析出物が、一時的にコロイドレベルの大き
さになったためにゾル状となるものであり、このものは
非晶質か或いは水酸化物の粒子からなるゾル状物であ
る。
When the water-soluble cerium salt compound is neutralized with an alkaline agent, the solution may become a sol. However, this is a sol because a small amount of neutralized precipitates temporarily became colloidal-sized, and this was a sol composed of amorphous or hydroxide particles. It is a thing.

従って、中和反応が進むとこの析出物は大きく成長して
沈澱となり、溶液はゾル状からゲル状となる。
Therefore, when the neutralization reaction proceeds, this precipitate grows largely and becomes a precipitate, and the solution changes from sol to gel.

また、セリウム塩化合物の酸根をイオン交換樹脂で除去
するか、或いはセリウム塩化合物を中和して得たゲルを
当量以下の酸に溶解させることにより(例えば、塩酸の
場合組成として、Ce(OH)mCl4-mで示されるようなものが
得られる)、塩基性塩水溶液またはゲル状物を得ること
ができる。
Further, by removing the acid radicals of the cerium salt compound with an ion exchange resin, or by dissolving the gel obtained by neutralizing the cerium salt compound in an acid below equivalent (for example, in the case of hydrochloric acid, the composition is Ce (OH ) ones represented by m Cl 4-m can be obtained), it is possible to obtain a basic salt solution or a gel product.

しかし、このような方法により得られるゾル状物は、全
て非晶質であり、且つ不安定なものである。
However, the sol obtained by such a method is all amorphous and unstable.

これに対して、本発明の酸化第二セリウムゾルは結晶質
であり、またこれが300Å以下という極めて微細なコロ
イド粒子であり、且つ水溶液状態で安定であって、数ヵ
月間放置しても沈降することはない。
On the other hand, the cerium oxide sol of the present invention is crystalline, and it is an extremely fine colloidal particle of 300 Å or less, and it is stable in an aqueous solution state, and it sediments even when left for several months. There is no.

このようなゾルは従来全く知られていなかったものであ
り、酸化第二セリウム系複合材料の適用分野に於て、新
たな用途を生み出すものである。
Such a sol has never been known so far, and will create a new application in the field of application of the cerium oxide-based composite material.

本発明の結晶質酸化第二セリウムゾルの特徴を更に挙げ
れば次の通りである。
The characteristics of the crystalline cerium oxide sol of the present invention will be further described below.

第一に、本発明のゾルは、溶液状態で酸化第二セリウム
として40%以上の高濃度のゾルで得ることができる。
First, the sol of the present invention can be obtained in a solution state as a cerium oxide having a high concentration of 40% or more.

非晶質のゾルは、一般に高粘性であるが、本発明のゾル
は低粘度で高濃度のゾルであることから、紫外線吸収
材、電子線吸収材、IC基板のマスキング剤等への使用
時には、一回のコーティング作業で所望の膜厚のものを
調製でき、優れた性能のコーティング膜を得ることがで
きる。
An amorphous sol is generally highly viscous, but since the sol of the present invention is a low-viscosity, high-concentration sol, it can be used as a UV absorber, an electron beam absorber, a masking agent for IC substrates, etc. A coating film having a desired film thickness can be prepared by a single coating operation, and a coating film with excellent performance can be obtained.

また、非晶質ゾルのような低濃度高粘性のもののコーテ
ィングでは、乾燥時にクラックが発生し易い。そのた
め、希釈して多数回コーティングをしなければならない
が、乾燥程度では2回目以降にもどり現象が起こる。
Further, a coating of a low-concentration and high-viscosity material such as an amorphous sol is likely to cause cracks during drying. Therefore, it has to be diluted and coated many times, but the phenomenon of returning to the second and subsequent times occurs at a degree of drying.

従って、コーティングの都度、焼成して酸化第二セリウ
ム質とした後、再度コーティングを行わなければなら
ず、これは工業的にかなり煩雑な作業となる。
Therefore, after each coating, it has to be fired to obtain a ceric oxide material and then coated again, which is an industrially complicated operation.

第二に、本発明のゾルをコーティング後乾燥したもの
は、CeO2と安定化剤のみとなり、水分を殆ど含有してい
ないため、これを焼成しても重量減少が少なく、因って
堅牢なコーティング被膜が得られる。
Secondly, the sol of the present invention dried after coating is only CeO 2 and a stabilizer, and since it contains almost no water, there is little weight loss even if it is baked, and as a result, it is robust. A coating film is obtained.

この場合に、本発明のゾルに代えてセリウム塩水溶液を
用いると、乾燥してもまだ多くの酸根や結晶水を残すこ
とから、基板上に結晶析出する等、皮膜はポーラスとな
り、堅牢なコーティング膜が得られない。
In this case, when a cerium salt aqueous solution is used instead of the sol of the present invention, many acid radicals and water of crystallization still remain even after drying, so that the film is porous and crystallizes on the substrate, resulting in a robust coating. No film can be obtained.

第三に、本発明のゾルは、研磨剤としても優れた特質を
有するものである。
Thirdly, the sol of the present invention has excellent characteristics as an abrasive.

酸化第二セリウムは、一般に酸化ジルコニウムや弁柄に
比べて優れた研磨力を有することから、適用分野の中で
研磨剤として大きな需要をしめている。
Cerium oxide generally has an excellent polishing power as compared with zirconium oxide and valve stems, and thus has a great demand as an abrasive in the field of application.

近年の技術の進歩により、光学ガラス、単結晶や透光性
セラミックの表面精度への要求が厳密となり、研磨剤と
しては、より細かい砥粒のものが要望されている。本発
明のゾルは、粒子径が小さく、均一であると共に、結晶
質であることから研磨力が高く、またその結晶粒子径も
所望のものが調製でき、これら研磨剤として要求される
性能を満たすものである。
Due to recent technological advances, the demands on the surface accuracy of optical glass, single crystals and translucent ceramics have become strict, and finer abrasive grains have been demanded as the abrasive. The sol of the present invention has a small particle size, is uniform, and has a high polishing power because it is crystalline, and its crystal particle size can be adjusted to a desired value, and the performance required as these abrasives is satisfied. It is a thing.

尚、本発明に於いてコロイド粒子径の測定は、電子顕微
鏡観察により行ったが、本発明のゾルは、実質上全ての
コロイド粒子が300Å以下の粒子径であった。
In the present invention, the colloidal particle size was measured by electron microscope observation, but in the sol of the present invention, substantially all colloidal particles had a particle size of 300 Å or less.

次に、本第二の発明である、結晶質酸化第二セリウムゾ
ルの製造方法について詳述する。
Next, the method for producing a crystalline ceric oxide sol, which is the second invention, will be described in detail.

本第二の発明は、セリウム塩化合物とアルカリ金属の水
酸化物またはアンモニアとを反応させゲルを生成させた
後、これを水熱処理することを特徴とする結晶質酸化第
二セリウムゾルの製造法に関する。
The second invention relates to a method for producing a crystalline cerium oxide sol characterized by reacting a cerium salt compound with a hydroxide of an alkali metal or ammonia to form a gel, and then hydrothermally treating the gel. .

本発明に用いるセリウム塩化合物としては、硫酸第二セ
リウム、硝酸第二セリウムアンモニウム、硫酸第二セリ
ウムアンモニウム、酢酸第一セリウム、塩化第一セリウ
ム、硝酸第一セリウムアンモニウム、硝酸第一セリウ
ム、硝酸第一セリウム等を例示できる。
Examples of the cerium salt compound used in the present invention include ceric sulfate, ceric ammonium nitrate, ceric ammonium sulfate, ceric acetate, ceric chloride, ceric ammonium nitrate, ceric nitrate and ceric nitrate. Examples include cerium and the like.

また、アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を例示するこ
とができる。
Examples of alkali metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and the like.

本発明では、先ず前記のセリウム塩化合物とアルカリ金
属の水酸化物またはアンモニアとを反応させゲルを生成
させる。
In the present invention, first, the cerium salt compound is reacted with an alkali metal hydroxide or ammonia to form a gel.

このゲルの製造条件に関して云えば、両者の反応時の温
度は大略10〜90℃で行う。
Regarding the conditions for producing this gel, the temperature during the reaction between the two is approximately 10 to 90 ° C.

また、これらの使用割合に関しては、アルカリ金属の水
酸化物またはアンモニア(A)とセリウム塩化合物に由
来する酸根(B)との当量比がA/Bとして大略0.9〜
1.3の範囲となるように各々を使用する。
Regarding the use ratio of these, the equivalent ratio of the alkali metal hydroxide or ammonia (A) and the acid radical (B) derived from the cerium salt compound is about 0.9 to A / B.
Use each to give a range of 1.3.

尚、セリウム・アンモニウム複塩使用の場合には、アン
モニウム塩に由来する酢根は、上記(B)から除いた量
で算出する。
When cerium / ammonium double salt is used, the amount of vinegar roots derived from the ammonium salt is calculated by the amount removed from the above (B).

添加順序に関して特段限定はなく、セリウム塩化合物と
アルカリ金属の水酸化物またはアンモニアのいずれか一
方を先に、あるいは両者を同時に添加反応させてもよ
い。
The order of addition is not particularly limited, and either one of the cerium salt compound and the alkali metal hydroxide or ammonia may be added first, or both may be added and reacted simultaneously.

尚、第一セリウム塩を用いる場合には、ゲル生成後、第
一セリウムは第二セリウムに徐々に酸化されるが、酸化
時間が長くまた酸化率が低いことより、工業的には適当
な酸化剤を併用することが好ましい。
When the first cerium salt is used, after the gel is formed, the first cerium is gradually oxidized to the second cerium, but the oxidation time is long and the oxidation rate is low. It is preferable to use an agent together.

このようにして得られたゲルは、次いでろ過、洗浄を行
い、ゲル中の不純物を除去する。
The gel thus obtained is then filtered and washed to remove impurities in the gel.

この残存不純物は、酸化第二セリウムゾルの製造上、ま
た用途上、少なくする必要があり、例えば上述のろ過洗
浄作業を全く行わない場合には、得られるゾルは不安定
なものとなり、本発明のゾルを得ることができない。
This residual impurity needs to be reduced in terms of the production of the ceric oxide sol and in terms of application. For example, if the above filtration and washing operation is not performed at all, the obtained sol will be unstable, and I can't get a sol.

ろ過、洗浄手段に関しては特に限定されず、通常用いら
れているフィルタープレスや遠心ろ過のような注水ろ
過、リパルプー遠心分離法等の任意の手段を用いること
ができる。
The filtration and washing means are not particularly limited, and any commonly used means such as a water filter such as a filter press or centrifugal filtration, a repulp-centrifugal separation method, or the like can be used.

ろ過、洗浄後のゲルに次いで酸を添加し、水熱処理に供
する。添加する酸の種類としては、塩酸、硝酸、酢酸、
蟻酸、乳酸、グリコール酸等を例示できる。また酸の添
加量はゲル中のCeO21モルに対して0.01〜1.00モルの範
囲とする。この場合に、酸の添加量がこの範囲を逸脱す
ると、本発明の分散性に優れたゾルを得ることができな
い。
An acid is then added to the gel after filtration and washing, and the gel is subjected to hydrothermal treatment. The types of acids to be added include hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid,
Examples thereof include formic acid, lactic acid, glycolic acid and the like. The amount of acid added is in the range of 0.01 to 1.00 mol with respect to 1 mol of CeO 2 in the gel. In this case, if the addition amount of the acid deviates from this range, the sol having excellent dispersibility of the present invention cannot be obtained.

尚、酸の添加は水熱処理後でもよく、酸の添加と水熱処
理の順序は特段限定されるものではない。
The acid may be added after the hydrothermal treatment, and the order of the acid addition and the hydrothermal treatment is not particularly limited.

水熱処理条件に関しては、温度は100℃以上で行うが、
一般に処理温度が高く、また処理時間が長くなる程、結
晶形の発達が良好となり、粒径の大きなコロイド粒子が
得られる。
Regarding hydrothermal treatment conditions, the temperature is 100 ° C or higher,
Generally, the higher the processing temperature and the longer the processing time, the better the development of the crystal form, and the colloidal particles having a large particle size can be obtained.

また、100℃を下回る温度での処理は、長時間行っても
コロイド粒子が結晶化せず、たとえ一部が結晶化しても
その結晶化度は著しく低く、非晶質の性質が残るものし
か得ることができないことより、本発明の目的を達成す
ることができない。
Also, the treatment at a temperature below 100 ° C does not crystallize the colloidal particles even if it is carried out for a long time, and the crystallinity of the colloidal particles is remarkably low even if a part thereof is crystallized. Due to the inability to obtain, the object of the present invention cannot be achieved.

尚、本発明の方法によると、本発明のゾルの各用途に応
じて水熱処理条件を選択し、所望する粒子径のゾルを得
ることができ、その制御が水熱処理条件の選択によって
可能である点が本発明の大きな特徴である。
According to the method of the present invention, the hydrothermal treatment condition can be selected according to each application of the sol of the present invention to obtain a sol having a desired particle size, and the control can be performed by selecting the hydrothermal treatment condition. This is a major feature of the present invention.

次いで、水熱処理して得られたゾルを乾燥工程に供す
る。
Then, the sol obtained by hydrothermal treatment is subjected to a drying step.

乾燥方法は、加熱乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の任意の
手段を用いることができる。
As a drying method, any means such as heat drying, vacuum drying and freeze drying can be used.

乾燥条件は、加熱乾燥による場合には、添加した酸が蒸
発または変質する温度以下で行う必要がある。
In the case of heat drying, the drying condition needs to be lower than the temperature at which the added acid evaporates or deteriorates.

乾燥によってゾル溶液中の水分のみを除去し、粉末化す
ることで、これを再溶解した時のゾル液は、極めて安定
なものとなる。
By removing only the water content in the sol solution by drying and pulverizing the solution, the sol solution when re-dissolved becomes extremely stable.

尚、前工程に於いて、酸の添加を水熱処理前に行い、且
つ酸の添加量をゲル中のCeO21モルに対して0.2モル以上
で行う場合には、この乾燥操作を行わなくとも本発明の
ゾルを得ることができる。即ち、この乾燥工程は、本発
明ゾルの製造条件の選択によっては特段必要なものでは
ない。
In the previous step, if the acid is added before the hydrothermal treatment and the addition amount of the acid is 0.2 mol or more relative to 1 mol of CeO 2 in the gel, this drying operation is not necessary. The sol of the present invention can be obtained. That is, this drying step is not particularly necessary depending on the selection of the production conditions for the sol of the present invention.

また、乾燥によって得られるゾル粉末は、所望するゾル
液濃度の調製が可能となり、更に水以外の溶媒に分散し
てオルガノズルとすることも出来、このことは本発明の
結晶質酸化第二セリウムゾルの利用用途を更に拡大する
ものである。
Further, the sol powder obtained by drying can be adjusted to a desired sol solution concentration, and can be further dispersed in a solvent other than water to form an organ nozzle, which means that the crystalline ceric oxide sol of the present invention can be prepared. The purpose of use is further expanded.

(実施例) 以下に本発明の実施例を掲げ、更に説明を行うが、本発
明はこれらに限定されるものではない。また%は特にこ
とわらない限り、全て重量%を示す。
(Example) Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. All percentages are by weight unless otherwise specified.

実施例1 硫酸第二セリウム水溶液(CeO28.0%)1000gにアンモニア
水(NH34.0%)1028gを攪拌下で添加し、ゲルを生成させ
た。
Example 1 1028 g of aqueous ammonia (NH 3 4.0%) was added to 1000 g of an aqueous cerium sulfate solution (CeO 2 8.0%) with stirring to form a gel.

これをろ液中にSO4 2-イオンが認められなくなるまで充
分に水洗し、CeO221.0%のゲルを得た。
This was thoroughly washed with water until SO 4 2− ions were not observed in the filtrate, and a gel of CeO 2 21.0% was obtained.

このゲル200gにHNO3/CeO2モル比0.1となるように硝酸
(HNO361%)2.5g及び水322gを加え、これをオートクレー
ブに入れ、150℃で15時間の水熱処理を行った。
Nitric acid was added to 200 g of this gel so that the HNO 3 / CeO 2 molar ratio would be 0.1.
2.5 g of (HNO 3 61%) and 322 g of water were added, and this was placed in an autoclave and subjected to hydrothermal treatment at 150 ° C. for 15 hours.

水熱処理後、このスラリーを100℃で恒量となるまで乾
燥させ、本発明ゾルの粉末を得た。
After the hydrothermal treatment, this slurry was dried at 100 ° C. until a constant weight was obtained to obtain a powder of the sol of the present invention.

このゾル粉末の分析を行ったところ、CeO292.5%、NO
23.3%SO40%、であった。
When this sol powder was analyzed, CeO 2 92.5%, NO
2 3.3% SO 40 %.

また、このゾル粉末を水に分散させCeO21.0%のゾルを
調製して静置したところ、1ヶ月後の分散率は99.5%で
あった。
Moreover, when this sol powder was dispersed in water to prepare a sol containing 1.0% of CeO 2 and allowed to stand, the dispersion ratio after one month was 99.5%.

更に、透過型電子顕微鏡観察によりコロイド粒子径を測
定した結果、平均粒子径は90Åであった。
Furthermore, as a result of measuring the colloidal particle diameter by observation with a transmission electron microscope, the average particle diameter was 90Å.

また、本発明ゾルのX線回析測定を行い、この回析図を
第1図に示した。
Further, the sol of the present invention was subjected to X-ray diffraction measurement, and the diffraction diagram is shown in FIG.

第1図で明らかなように、回析ピークがブロードである
のは、Scherrerの式から理解できるように、本発明の結
晶質酸化第二セリウムゾルの粒子径が90Åと、かなり小
さいことに由来するものである。
As is clear from FIG. 1, the diffraction peak is broad because the crystalline cerium oxide sol of the present invention has a particle size of 90Å, which is considerably small, as can be understood from the Scherrer equation. It is a thing.

尚、X線回析の測定に於いて、X線回析装置は(株)リ
ガク製RAD-Ia型を使用し、Cu管球を用いて3OKV、20mAの
条件下で行った。
Incidentally, in the measurement of X-ray diffraction, an RAD-Ia type manufactured by Rigaku Corporation was used as an X-ray diffraction apparatus, and the measurement was performed using a Cu tube under the conditions of 3 OKV and 20 mA.

実施例2 実施例1に於いて硫酸第二セリウムとアンモニア水との
反応により得たゲル100gにCH3COOH/CeO2モル比0.25とな
るように氷酢酸1.8gと水320gを加え、これをオートクレ
ーブに入れ、200℃で24時間の水熱処理を行い、本発明
のゾルを得た。
Example 2 1.8 g of glacial acetic acid and 320 g of water were added to 100 g of the gel obtained by the reaction between cerium cerium sulfate and aqueous ammonia in Example 1 so that the molar ratio of CH 3 COOH / CeO 2 was 0.25. It was placed in an autoclave and subjected to hydrothermal treatment at 200 ° C. for 24 hours to obtain a sol of the present invention.

このゾル液の分析を行ったところ、CeO25.0%、SO40
%、CH3COOH0.4%であった。
When this sol solution was analyzed, it was found that CeO 2 5.0% and SO 40
% And CH 3 COOH 0.4%.

また、このゾルを80℃で恒量となるまで乾燥させ、乾燥
物を実施例1と同様にX線回析の測定に供し、その回析
図を第1図に示した。
Further, this sol was dried at 80 ° C. to a constant weight, and the dried product was subjected to measurement of X-ray diffraction in the same manner as in Example 1, and the diffraction diagram thereof is shown in FIG.

更に、透過型電子顕微鏡観察によりコロイド粒子径を測
定した結果、平均粒子径は170Åであった。
Further, as a result of measuring the colloidal particle diameter by observation with a transmission electron microscope, the average particle diameter was 170Å.

尚、X線回析に於てd(Å)値は、3.12、1.91、1.63であ
ったが、これは回析値を記載したJCPDSカード(Joint Co
mmittee on Powder Diffraction Standard)1986年版に
よると、酸化第二セリウム結晶(Cerianite)と同定され
る。
In addition, the d (Å) values in X-ray diffraction were 3.12, 1.91, and 1.63, which are JCPDS cards (Joint Co
mmittee on Powder Diffraction Standard) 1986 version, identified as ceric oxide crystals (Cerianite).

実施例3 硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液(Ceo22.0%)5000g
と水酸化ナトリウム水溶液(Na1.5%)3380%を予め水1000g
を加えておいた反応槽中に攪拌下、別々の定量ポンプで
約1時間を要して同時に添加した。この時の反応液温度
は21℃であった。
Example 3 5000 g of ceric ammonium nitrate aqueous solution (Ceo 2 2.0%)
And sodium hydroxide aqueous solution (Na1.5%) 3380% water 1000g beforehand
Was added simultaneously with stirring to the reaction tank in which the above was added by separate metering pumps for about 1 hour. At this time, the reaction liquid temperature was 21 ° C.

反応後、ゲルをろ別水洗し、CeO217.33%、NO30.3%、N
a、NH3は20ppm以下のウェットケーキを得た。
After the reaction, the gel was filtered and washed with water, CeO 2 17.33%, NO 3 0.3%, N
A wet cake containing 20 ppm or less of NH 3 and NH 3 was obtained.

このウェットケーキ200gに水145gを加えて均一なスラリ
ーとし、これをオートクレーブに入れ、180℃で15時間
の水熱処理を行った。
Water (145 g) was added to this wet cake (200 g) to form a uniform slurry, which was placed in an autoclave and subjected to hydrothermal treatment at 180 ° C. for 15 hours.

水熱処理後、硝酸(HNO361%)5.2gを添加し、均一に混合
した。
After the hydrothermal treatment, 5.2 g of nitric acid (HNO 3 61%) was added and mixed uniformly.

このスラリーを100℃で恒量となるまで乾燥させ本発明
のゾルを得た。
This slurry was dried at 100 ° C. until a constant weight was obtained to obtain the sol of the present invention.

このゾル粉末を水に分散し、CeO235%としたものは、高
濃度であるにもかかわらず流動性に優れるものであっ
た。
This sol powder dispersed in water to have CeO 2 of 35% had excellent fluidity despite its high concentration.

次いで、これをCeO26%に調製したゾルを石英ガラス上
にコーティング処理した。
Then, a sol prepared by adjusting this to CeO 2 6% was coated on quartz glass.

尚、コーティング装置は、ミカサ(株)製スピンナー1H-0
2型を使用した。
The coating device is Spinner 1H-0 manufactured by Mikasa Co., Ltd.
Type 2 was used.

ゾルをガラス上にコーティングした後、これを乾燥し、
次に500℃で1時間の焼成を行った。
After coating the sol on the glass, dry it,
Next, firing was performed at 500 ° C. for 1 hour.

焼成後のコーティングガラスの紫外から可視領域の吸収
をみるため、分光光度計((株)島津製作所製UV-260型)を
用い、波長190〜900nmの範囲の光透過率を測定した。
In order to observe the absorption of the coating glass after firing in the ultraviolet to visible region, a spectrophotometer (UV-260 manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure the light transmittance in the wavelength range of 190 to 900 nm.

結果を第2表に示した。The results are shown in Table 2.

また比較のために、下記の方法で酸化チタンゾルを製造
し、同様に紫外領域から可視領域の光透過率を測定し、
結果を第2図に示した。(比較例1) (酸化チタンゾルの製法) 四塩化チタン水溶液(TiO23.0%)600gにアンモニア水(NH3
2.0%)812gを約1時間を要して攪拌下、添加反応を行い
ゲルを得た。
For comparison, a titanium oxide sol is produced by the following method, and similarly the light transmittance in the ultraviolet region to the visible region is measured,
The results are shown in Fig. 2. (Comparative Example 1) (Production method of titanium oxide sol) Ammonia water (NH 3 ) was added to 600 g of titanium tetrachloride aqueous solution (TiO 2 3.0%).
2.0%) 812 g was added to the mixture under stirring for about 1 hour to give a gel.

生成したゲルをろ別した後、ゲル中に塩素イオンが認め
られなくなるまで注水濾過洗浄を行った。このゲル100g
にアンモニア水(NH32.0%)16gと水24gを加え、これをオ
ートクレーブに移し、120℃で10時間の水熱処理を行
い、比較例のTiO26%の酸化チタンゾルを得た。
After the generated gel was filtered off, water injection filtration washing was performed until no chlorine ion was found in the gel. 100g of this gel
Ammonia water (NH 3 2.0%) 16 g and water 24 g were added to, and the mixture was transferred to an autoclave and subjected to hydrothermal treatment at 120 ° C. for 10 hours to obtain a TiO 2 6% titanium oxide sol of Comparative Example.

第2図から明らかなように、本発明例は比較例の酸化チ
タンよりも優れた紫外線吸収能を有することがわかる。
As is clear from FIG. 2, it is understood that the examples of the present invention have a higher ultraviolet absorption ability than the titanium oxide of the comparative example.

実施例4 硫酸第二セリウムアンモニウム溶液(CeO22.5%)1000gを
アンモニア水(NH34.2%)260gに常温で攪拌下に添加し、
ゲルを生成させた。
Example 4 1000 g of a ceric ammonium sulfate solution (CeO 2 2.5%) was added to 260 g of ammonia water (NH 3 4.2%) at room temperature with stirring,
A gel was produced.

生成したゲルをろ別した後、ゲル中にSO4イオンが認め
られなくなるまで洗浄を行った。
After the generated gel was separated by filtration, the gel was washed until SO 4 ions were not observed in the gel.

このゲルを分析した結果、CeO223.5%でNH3イオンは検
出されなかった。
As a result of analyzing this gel, NH 3 ions were not detected in CeO 2 23.5%.

このゲル100gにCH3COOH/CeO2モル比0.4となるように、
酢酸3.3gと水130gを加え、これをオートクレーブに入
れ、130℃で15時間の水熱処理を行い、次いでこのスラ
リーを恒量となるまで凍結乾燥し、本発明のゾルを得
た。
CH 3 COOH / CeO 2 molar ratio 0.4 to 100 g of this gel,
3.3 g of acetic acid and 130 g of water were added, and this was placed in an autoclave, subjected to hydrothermal treatment at 130 ° C. for 15 hours, and then this slurry was freeze-dried until a constant weight was obtained to obtain the sol of the present invention.

このゾル粉末に水を加えてCeO215%のゾルとし、これと
ポリビニルアルコール(日本合成化学工業(株)製,NL-0
5)を混合し、CeO2/ポリビニルアルコ-ル重量比が0.05となる溶液
を調製した。
Water was added to this sol powder to make a sol containing 15% CeO 2 and polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., NL-0
5) was mixed to prepare a solution having a CeO 2 / polyvinyl alcohol weight ratio of 0.05.

この溶液を100×100mmの型枠に流し込み、40℃で約70時
間乾燥させて、100×100mm×0.2mm厚のフイルムを得
た。
This solution was poured into a mold of 100 × 100 mm and dried at 40 ° C. for about 70 hours to obtain a film having a thickness of 100 × 100 mm × 0.2 mm.

このフイルムの可視領域から紫外領域の光透過率を測定
し、結果を第3図に示した。
The light transmittance from the visible region to the ultraviolet region of this film was measured, and the results are shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、実施例1及び実施例2で得た本発明結晶質酸
化第二セリウムゾルのX線回析図である。 第2図は、実施例3で得た本発明結晶質酸化第二セリウ
ムゾル及び酸化チタンゾルをガラスコーティング処理し
たものの紫外から可視領域の光透過率を示す図である。 第3図は、実施例4で得た本発明結晶質酸化第二セリウ
ムゾルを含有するポリビニルアルコールフイルムの紫外
から可視領域の光透過率を示す図である。
FIG. 1 is an X-ray diffraction diagram of the crystalline ceric oxide sol of the present invention obtained in Examples 1 and 2. FIG. 2 is a diagram showing the light transmittance in the ultraviolet to visible region of the crystalline cerium oxide sol of the present invention obtained in Example 3 and the titanium oxide sol obtained by glass coating. FIG. 3 is a diagram showing the light transmittance in the ultraviolet to visible region of the polyvinyl alcohol film containing the crystalline cerium oxide sol of the present invention obtained in Example 4.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】粒子径300Å以下の結晶質酸化第二セリウ
ムゾル。
1. A crystalline cerium oxide sol having a particle size of 300 Å or less.
【請求項2】セリウム塩化合物とアルカリ金属の水酸化
物またはアンモニアとを反応させゲルを生成させた後、
これを水熱処理することを特徴とする結晶質酸化第二セ
リウムゾルの製造法。
2. A cerium salt compound is reacted with an alkali metal hydroxide or ammonia to form a gel,
A method for producing a crystalline cerium oxide sol, which comprises subjecting this to a hydrothermal treatment.
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