[发明专利]含有金属氧化物的颗粒的制造方法和金属氧化物胶体颗粒的凝聚体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将以水为分散介质的金属氧化物溶胶作为原料，制造含有金属氧化物的颗粒的方法。此外，本发明涉及将上述金属氧化物溶胶作为原料，制造金属氧化物胶体颗粒的凝聚体的方法。该凝聚体相当于颗粒的制造方法中的中间体。

背景技术

公知通过溶胶凝胶法制造金属氧化物的颗粒的方法。例如，片状二氧化硅通过如下步骤来制造：1)在醇水溶液中将硅醇盐水解和缩聚以生成硅溶胶，2)在基体上涂布该硅溶胶以形成薄膜，3)将该薄膜从基体剥离。使用碱性的硅溶胶时，薄膜变脆、成品率降低。因此，上述方法适用于酸性的硅溶胶。

上述片状二氧化硅被称为玻璃片，使其分散在包含其它材料的基体中来使用。例如，通过添加玻璃片，树脂成形体的强度和尺寸精度提高。还已知用金属或金属氧化物的膜覆盖玻璃片表面从而提高了反射率的发光性颜料。发光性颜料被混合到化妆料、墨等中，提高了其商品价值。

例如在专利文献1～3中公开着使用了溶胶凝胶法的玻璃片的详细制造方法。

具有除了片以外的形状的二氧化硅的颗粒也在许多用途中发挥着重要的作用。例如，球状二氧化硅被用作液晶显示面板和触摸屏的间隔物等。就适用于间隔物用途的粒径一致的球状二氧化硅而言，其通过在室温附近的温度下混合硅醇盐、醇和氨水来制造。在被称为“Stober法(Stober method)”的该方法中，随着硅醇盐的水解、脱水缩合的进行，极微小的二氧化硅的核生长而形成粒径均匀的球状二氧化硅。

作为通过溶胶凝胶法在实际中大量生产的金属氧化物的颗粒，二氧化硅的颗粒占最多数。但是，即便通过使用含钛、锆等其它金属元素的金属醇盐，也可实施溶胶凝胶法。关于通过溶胶凝胶法得到的钛氧化物的微粒，其紫外线屏蔽功能和光催化功能受到瞩目。

还尝试了应用溶胶凝胶法来制造具有各种特性的颗粒。例如，提出了通过将表面活性剂作为模板加以利用的溶胶凝胶法来制造具有所谓的介孔的二氧化硅颗粒(介孔二氧化硅)。介孔二氧化硅作为吸附材料等有用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-42828号公报

专利文献2：日本特开平7-315859号公报

专利文献3：日本特开2004-26614号公报

发明内容

发明要解决的问题

由在基体上形成的薄膜来得到片状二氧化硅的方法中，薄膜过薄时，变得难以从基体剥离。即便剥下来，由极薄的薄膜得到的颗粒变成细粉碎颗粒。因此，该方法不适用于厚0.7μm以下、特别是0.5μm以下的片状二氧化硅的大量生产。此外，难以通过该方法来大量生产具有除了片以外的形状的颗粒。

在溶液中使二氧化硅的微小的核生长以得到球状二氧化硅的方法中，存在核的生长有限度这个问题。因此，虽然该方法适于亚微米级(粒径不足1μm)的球状二氧化硅的大量生产，但不适于尺寸超过1μm的球状二氧化硅的大量生产。此外，难以通过该方法来大量生产具有除了球状以外的形状的颗粒。

像这样，在以往的金属氧化物的颗粒的制造方法中，出现了对所得颗粒的尺寸和形状的制约较大这个问题。该问题由于是基于以往的制造方法的颗粒形成机制本身而产生的，因而为了解决该问题而有必要提供基于新的形成机制的颗粒的制造方法。因此，本发明的目的在于，提供将金属氧化物溶胶作为原料来制造含有金属氧化物的颗粒的新方法，其中，该方法基于所形成的颗粒的尺寸和形状的自由度大的形成机制，得到了颗粒。

解决问题的手段

本发明提供一种含有金属氧化物的颗粒的制造方法，该方法包括如下工序：

将含有金属氧化物胶体颗粒作为分散质的、以水作为分散介质且pH为7以上的金属氧化物溶胶供给至含溶剂的液体中，在所述液体中生成所述金属氧化物胶体颗粒的凝聚体的工序，其中，该溶剂为质子性溶剂时在20℃下的相对介电常数为30以下、该溶剂为非质子性溶剂时在20℃下的相对介电常数为40以下，且对20℃的水的溶解度为0.05g/100ml以上，和，

通过选自干燥、加热和加压中的至少一种来处理所述凝聚体，使构成该凝聚体的金属氧化物胶体颗粒的粘结力增加，由此，将所述凝聚体制成对水不溶的颗粒工序。

进一步，从另一侧面来看，本发明提供一种金属氧化物胶体颗粒的凝聚体的制造方法，该方法包括如下工序：