炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法
【課題】 微細かつ分散性に優れた炭酸ストロンチウム微粒子を製造する方法の提供。
【解決手段】 その製造する方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とするものである。
本製造方法により得られる炭酸ストロンチウムは微細かつ分散性に優れたものであり、また、その製造方法は、従来方法のようにエチレングリコール等の凝固点降下物質や尿素分解酵素を必要とせず、簡便でかつ工業的製造にも適した方法である。
【解決手段】 その製造する方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とするものである。
本製造方法により得られる炭酸ストロンチウムは微細かつ分散性に優れたものであり、また、その製造方法は、従来方法のようにエチレングリコール等の凝固点降下物質や尿素分解酵素を必要とせず、簡便でかつ工業的製造にも適した方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性ストロンチウム化合物から炭酸ストロンチウム微粒子を製造する方法に関する。
より詳しくは、水溶性ストロンチウム化合物、水酸化アルカリ、及び炭酸ガスを原料とし、微細かつ分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を得ることのできる製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸ストロンチウムは、工業的に、ブラウン管やフェライト磁石の原料、蛍光体、光学レンズ、あるいは真空管陰極材などに使用されている。
その製造方法としては、硫化ストロンチウムまたは硫酸ストロンチウムと、炭酸アンモニウムまたは炭酸ナトリウムとの反応により、炭酸ストロンチウムを沈殿させる方法が一般的である。
そのほか、炭酸ストロンチウムの製造に関しては、古くから種々の検討がなされてきており、特許文献において多くの方法の提案がなされている。
【０００３】
［先行技術文献］
【特許文献１】特開昭５５−２３０５５号公報
【特許文献２】特開昭５９−８３９３４号公報
【特許文献３】特開平９−７７５１６号公報
【特許文献４】特許第３５８５６０３号
【特許文献５】特公昭５４−１９４００号公報
【特許文献６】特開昭４９−４７２９５号公報
【特許文献７】特開２００４−３５３４７号公報
【特許文献８】特開２００４−１０９３５５号公報
【０００４】
例えば、高純度の炭酸ストロンチウムを製造する方法としては、特許文献１に記載の微粉化した硫酸ストロンチウム鉱石を浮遊選鉱して得た精鉱を硫酸とともに加熱した後炭酸ナトリウムと反応させる方法や、特許文献２に記載の硫酸ストロンチウム鉱石から炭酸ストロンチウムを調製後仮焼して酸化物とした後加水により水酸化物として抽出し再び炭酸化する方法がある。
さらに、特許文献３に記載のストロンチウム含有溶液に酸を添加してストロンチウム塩を析出させた後炭酸化を行う方法、特許文献４に記載のストロンチウム含有溶液にアンモニウム塩の存在下で硫酸または硫酸塩を添加して硫酸ストロンチウムを生成させた後炭酸下を行う方法などが提案されている。
【０００５】
また、炭酸ストロンチウムの粒子径の調節を目的とした方法としては、特許文献５に記載の予め調製された炭酸ストロンチウムの存在下で硫化ストロンチウムと炭酸ナトリウムの水溶液を混合するにあたり硫化ストロンチウムと炭酸ナトリウムの割合を調節することで１〜７μｍの範囲で炭酸ストロンチウムの粒子径を調節する方法や、特許文献６に記載の当モルの硫化ストロンチウムと炭酸アルカリの水溶液とから特定条件下において連続的に反応を行うことにより炭酸ストロンチウムの粗大粒子を得る方法などが挙げられる。
【０００６】
さらに、近年、ナノテクロノジーに代表される超微細化技術について注目が集まっており、炭酸ストロンチウムについても、形態制御技術や微粒子化が求められるようになってきている。
例えば、特許文献７や特許文献８には、非複屈折性光学樹脂材料に使用される炭酸ストロンチウムが開示されており、それは針状形状を有し、かつ可視光域において透明性を確保するのに十分な程度の微粒子であることが求められている。
【０００７】
そして、同特許文献７においては、上記性能を満足させるための炭酸ストロンチウムの製造方法も開示されている。
この製造方法は、ストロンチウム塩の水溶液中で尿素を加水分解させることによりストロンチウムイオンと炭酸イオンとを反応させる方法、あるいは水酸化ストロンチウムの水懸濁液に炭酸ガスを吹き込みストロンチウムイオンと炭酸イオンとを反応させる方法において、エチレングリコールなどの凝固点降下物質を添加し、炭酸ストロンチウムの生成反応を氷点下で行うことにより、長軸に沿った平均粒子サイズが５００ｎｍ以下の炭酸ストロンチウム微粒子を製造するものである。
【０００８】
しかしながら、この後者の方法では反応系にエチレングリコールなどを添加する必要があることや、冷却のために多大のエネルギーを要するなど問題点もあり、必ずしも工業的に適した方法とは言い難いのが現状である。
また、前者の尿素の加水分解を利用する方法では低温下での反応が必要であることから尿素分解酵素を使用する必要があるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質の使用も必要であり廃水処理などの面でも問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、炭酸ストロンチウムの合成について検討を行し、その結果、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリとを混合した後、炭酸ガスを導入することにより、炭酸ストロンチウムの微粒子が得られることを見出し、特許出願（特願２００５−１８２３１９号）している。
この方法によると、径１０〜１００ｎｍ、長１５〜２０００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状の微粒子が得られる。
【００１０】
しかしながら、この炭酸ストロンチウム微粒子は、上記サイズの一次粒子が凝集した状態のものであるほか、特許文献７あるいは８に記載されている光学樹脂材料の分野においては、炭酸ストロンチウム微粒子のさらなる微細化が求められるようになってきており、これらを解決できるような分散性が高く、より微細な炭酸ストロンチウムの合成技術が嘱望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した背景技術に記載した通り、炭酸ストロンチウムの微粒子を製造する方法に関しては、既に多くの提案がなされており、特に特許文献７ではナノサイズの微粒子を製造する方法が提案されているものの、この方法では反応系にエチレングリコールなどを添加する必要があることや、冷却のために多大のエネルギーを要するなど問題点もあり、必ずしも工業的に適した方法とは言い難いのが現状である。
さらに、尿素の加水分解を利用する方法では低温下での反応が必要であることから尿素分解酵素を使用する必要があるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質の使用は廃水処理などの面でも問題がある。
【００１２】
また、前記技術を改良した本発明者らが開発した特願２００５−１８２３１９号に記載の技術では、水系溶媒中にて氷点以上の温度において炭酸ストロンチウムの微粒子が得られる技術ではあるものの、凝集体を形成するという問題点がある。
本発明の課題は、上記問題点を解決することで、より簡便で工業的製造にも適した方法にて分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記課題を達成することができる炭酸ストロンチウム微粒子を製造する方法を提供するものであり、その方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、本発明では、望ましくは、炭酸ガスの導入を氷点以上２５℃以下、炭酸ガスの導入速度をストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上、水酸化アルカリの添加量を、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モル、水酸化アルカリの第２段添加を、２〜５回にわけて行うのがよく、それらにより、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状粒子である炭酸ストロンチウム微粒子を好適に得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製造方法は、水系において、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリ、炭酸ガスとから分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を製造することができるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質や尿素分解酵素を必要せず、氷点以上の温度下にて反応させることから、簡便かつ工業的製造に適しており、より広範な用途へ優れた性状の炭酸ストロンチウム微粒子を提供することが可能となる。
かつ、本発明では、本発明者らが既に出願した特願２００５−１８２３１９号の方法と比較して、より微粒でかつ分散性に優れた炭酸ストロンチウム微粒子が得られることから、該微粒子の特性をより効果的に発現させることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を記すが、本発明はそれらによって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ特定されるものであることはいうまでもない。
本発明の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とする。
【００１７】
原料とする水溶性ストロンチウム化合物としては、塩化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、過塩素酸ストロンチウム等の水溶性化合物が使用できる。 この水溶液については、ストロンチウム濃度として、０．０２〜５モル／Ｌとすることが好適であり、そのため０．０２モル／Ｌ未満であると、製造効率が悪くなり支障をきたすことがある。
他方、５モル／Ｌを超えると、炭酸ストロンチウム生成後の液粘度が上昇しハンドリングの面で問題が生じることがあるほか、その他の条件によっては炭酸ストロンチウムの粒子が粗大化することがある。
【００１８】
これら水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより、炭酸ストロンチウムを沈殿させる。
その水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入する際の液温は、５０℃以下、好ましくは２５℃以下とすることがよい。
５０℃を超える高温化でこの操作を行った場合、炭酸ストロンチウムの粗大粒子が生成することがある。
【００１９】
また、炭酸ガスの導入速度は、液中に含有されるストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上、より好適には１Ｌ／分以上とすることが望ましい。
その際には、導入速度をより速めることで、より微細な炭酸ストロンチウム微粒子が得られる。
そのため０．５Ｌ／分未満の場合、目的とする微粒子が得られず、炭酸ストロンチウムの粗大粒子が生成することがある。
【００２０】
その際における炭酸ガス導入速度の上限については特段の制約はなく、より微細な炭酸ストロンチウムを製造したい場合には、可能な範囲で導入速度を速めることが好適であるが、液中への炭酸ガスの溶解速度にもある程度の限界があるため、反応液１Ｌに対して、炭酸ガス導入速度を１０Ｌ／分以下とすることが炭酸ガスの利用効率の面では好ましい。
このように、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入するに当たっては、炭酸ガスの導入開始前５分以内または導入開始後に水酸化アルカリの第１段添加を行った後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行う。
【００２１】
ここで使用する水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが適用でき、その添加は固体のままあるいは水溶液の状態で行われる。
水酸化アルカリの添加量は、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モルとすることが望ましい。
なお、炭酸ガス導入下での水酸化アルカリの第１段添加、又は水酸化アルカリの第１段添加後５分以内に開始される炭酸ガスの導入により、炭酸ストロンチウムの微細な核が形成していると推察され、その後、第２段添加により、この核が柱状粒子へと成長していると考えられる。
【００２２】
ここで、第１段の添加量をストロンチウム１モルに対して０．３モル未満とすると、炭酸ストロンチウム微粒子の分散性が悪化することがあり、逆に１．０モルを超える添加量の場合には、炭酸ストロンチウム粒子が粗大化する傾向にある。
なお、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液のｐＨは、通常中性付近であるが、水酸化アルカリの第１段添加により、ｐＨは１１〜１４に上昇する。
【００２３】
そして、第１段添加後の第２段の水酸化アルカリの添加量に関しても前記した範囲が望ましく、ストロンチウム１モルに対して０．３モル未満であると、生成する炭酸ストロンチウム微粒子の凝集が激しくなり、逆に２．０モルを超えると、柱状の炭酸ストロンチウム微粒子が得られない場合がある。
その際の第２段での水酸化アルカリ添加は、その添加操作を２〜５回に分けて行うことがより望ましい。
【００２４】
このように添加操作を分けて行うことにより、炭酸ストロンチウムのより微細な柱状粒子をより分散した状態で得ることができるが、５回を超える添加回数とすると、生成する炭酸ストロンチウムが凝集する傾向にある。
第２段添加を２〜５回に分けて行う場合、各回における添加量は、ストロンチウム１モルに対して０．１モル以上とすることがよく、より望ましくは、第２段添加量を添加回数で均等に割った量とすることがよい。
【００２５】
そうすることで、生成する炭酸ストロンチウム微粒子の一次粒子をより均一にすることができ、例えば、第２段添加量がストロンチウム１モルに対して０．９モルで、添加回数を３回とする場合には、１回の添加量を０．３モルとすることがよい。
なお、第２段の水酸化アルカリの添加を行うタイミングは、第１段添加の後炭酸ガスの導入により液のｐＨが０．５以上低下してから行うことが好適であり、望ましくはｐＨが１０．５以下、より望ましくは１０以下となった時点で行うことが好適である。
さらに、第２段添加を複数回に分けて行う場合にも、上記したｐＨとなってから次の添加操作を行うことが良い。
【００２６】
また、水溶液の状態で水酸化アルカリを添加する場合には、その温度を、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入する際の温度域に、予め調節しておくことが良い。
例えば、炭酸ガスの導入を５℃で行う場合に、液温が高い状態の水酸化アルカリを添加すると、ストロンチウム溶液の液温が上昇してしまい、均一な反応が行えないばかりでなく、所定温度に調節しようとすると、温度制御に時間がかかり、本発明で必要な、水酸化アルカリ添加後５分以内に炭酸ガスを導入する操作ができなくなることもある。
【００２７】
本発明者らが既に出願した特願２００５−１８２３１９号の技術では、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリとを混合して水酸化ストロンチウムを析出させ、この水酸化ストロンチウムが析出した液に直接炭酸ガスを導入することで、微粒な水酸化ストロンチウムの懸濁液から炭酸ストロンチウムを沈殿させることができ、その結果、微細な炭酸ストロンチウムが得られる。
これに対して、本発明においては、炭酸ガスの導入下、又は炭酸ガスの導入前開始５分以内に水酸化アルカリを添加することから、水酸化ストロンチウムの析出が起こらない状態で炭酸ガスが導入されることで、より微細かつ分散性に優れた炭酸ストロンチウム微粒子が得られると考察される。
【００２８】
炭酸ガスの導入は反応が終了するまで行われるが、その導入は、液のｐＨが１０．５以下、望ましくは１０以下となるまで継続させることが好適である。
１０．５を超えるｐＨで導入を停止すると、一部未反応のストロンチウム化合物またはイオンが存在することになり、製造量の低下につながるほか、これらが不純分として含有される場合がある。
さらに、炭酸ガスの導入を完了した後に、加熱攪拌や室温放置などの方法で熟成工程を設けることもでき、該熟成を行うことにより炭酸ストロンチウム微粒子の分散性をさらに向上させることも可能である。
【００２９】
このようにして得られる炭酸ストロンチウムは、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍで、アスペクト比が１．５〜２０の範囲の柱状形状の微細粒子となる。
また、特願２００５−１８２３１９号の方法と比較して、より分散性に優れた微粒子が製造できる。
その分散性については、レーザー回折法や光散乱法により測定される粒度分布により判断することができる。
【００３０】
生成後の炭酸ストロンチウム微粒子は、その用途に応じて、スラリーの状態や脱水乾燥した乾燥粉の状態で使用することができる。
また、高純度のものが求められる用途においては、精製水などにて十分に洗浄することが好適であり、更に湿式あるいは乾式において、一般に炭酸塩粒子の表面改質に使用される各種の表面処理剤にて表面処理を施すことも何ら問題ない。
以上のとおり、本発明の製造方法により得られる炭酸ストロンチウム微粒子は、特許文献７に記載されている非複屈折性光学樹脂材料など、微細な炭酸ストロンチウム微粒子が所望される用途に好適に使用することができる。
【実施例１】
【００３１】
以下において、実施例及び比較例を示して本発明に関しさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例又は比較例によって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることは言うまでもない。
なお、実施例については、以下において１ないし４の各実施例を順に示す。
【００３２】
まず、実施例１を示すに、塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
なお、水酸化ナトリウム水溶液混合後のｐＨは１４．０であった。
【００３３】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜３０ｎｍ、長径５０〜２５０ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２４０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例２】
【００３４】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００３５】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬを混合（第２段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ１．０モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径７〜３０ｎｍ、長径３０〜２５０ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２３０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例３】
【００３６】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した後、直ちに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した。
なお、水酸化ナトリウム水溶液混合直後のｐＨは１３．９であった。
【００３７】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜３０ｎｍ、長径１００〜３００ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２７０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例４】
【００３８】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００３９】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再度ｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の３回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜４０ｎｍ、長径１００〜４００ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径３００ｎｍと分散性が良好であることが確認された。
【００４０】
［比較例１］
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させ、その後、そこに５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合した（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）。
その後液温を５℃に調節し（温度調節に約１０分が経過した）、そこに撹拌しながら炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００４１】
次いで、ｐＨが１０となった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０となって時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）し、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径６０〜１２０ｎｍ、長径２００〜５００ｎｍ、短柱状形状の一次粒子を有していたが、レーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径７００ｎｍであり、凝集体を形成していることが確認された。
【００４２】
［比較例２］
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させ、その後、そこに５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合した（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）。
その後液温を５℃に調節し（温度調節に約１０分が経過した）、そこに撹拌しながら炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入し、炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径２０〜５０ｎｍ、長径５０〜３００ｎｍ、短柱状形状の一次粒子を有していたが、レーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径５００ｎｍであり、凝集体を形成していることが確認された。
【００４３】
［粒度分布の比較］
実施例１及び比較例１で得られた炭酸ストロンチウムの粒度分布を図１及び２に示す。 これらの両図から明らかなように、実施例にて得られた炭酸ストロンチウム微粒子は、比較例と比べて、より微粒側にピークをもち、かつそのピーク形状もシャープであることから、分散性に優れたものであるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１で得られた炭酸ストロンチウム微粒子のレーザー回折法による粒度分布測定結果
【図２】比較例１で得られた炭酸ストロンチウム微粒子のレーザー回折法による粒度分布測定結果
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性ストロンチウム化合物から炭酸ストロンチウム微粒子を製造する方法に関する。
より詳しくは、水溶性ストロンチウム化合物、水酸化アルカリ、及び炭酸ガスを原料とし、微細かつ分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を得ることのできる製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸ストロンチウムは、工業的に、ブラウン管やフェライト磁石の原料、蛍光体、光学レンズ、あるいは真空管陰極材などに使用されている。
その製造方法としては、硫化ストロンチウムまたは硫酸ストロンチウムと、炭酸アンモニウムまたは炭酸ナトリウムとの反応により、炭酸ストロンチウムを沈殿させる方法が一般的である。
そのほか、炭酸ストロンチウムの製造に関しては、古くから種々の検討がなされてきており、特許文献において多くの方法の提案がなされている。
【０００３】
［先行技術文献］
【特許文献１】特開昭５５−２３０５５号公報
【特許文献２】特開昭５９−８３９３４号公報
【特許文献３】特開平９−７７５１６号公報
【特許文献４】特許第３５８５６０３号
【特許文献５】特公昭５４−１９４００号公報
【特許文献６】特開昭４９−４７２９５号公報
【特許文献７】特開２００４−３５３４７号公報
【特許文献８】特開２００４−１０９３５５号公報
【０００４】
例えば、高純度の炭酸ストロンチウムを製造する方法としては、特許文献１に記載の微粉化した硫酸ストロンチウム鉱石を浮遊選鉱して得た精鉱を硫酸とともに加熱した後炭酸ナトリウムと反応させる方法や、特許文献２に記載の硫酸ストロンチウム鉱石から炭酸ストロンチウムを調製後仮焼して酸化物とした後加水により水酸化物として抽出し再び炭酸化する方法がある。
さらに、特許文献３に記載のストロンチウム含有溶液に酸を添加してストロンチウム塩を析出させた後炭酸化を行う方法、特許文献４に記載のストロンチウム含有溶液にアンモニウム塩の存在下で硫酸または硫酸塩を添加して硫酸ストロンチウムを生成させた後炭酸下を行う方法などが提案されている。
【０００５】
また、炭酸ストロンチウムの粒子径の調節を目的とした方法としては、特許文献５に記載の予め調製された炭酸ストロンチウムの存在下で硫化ストロンチウムと炭酸ナトリウムの水溶液を混合するにあたり硫化ストロンチウムと炭酸ナトリウムの割合を調節することで１〜７μｍの範囲で炭酸ストロンチウムの粒子径を調節する方法や、特許文献６に記載の当モルの硫化ストロンチウムと炭酸アルカリの水溶液とから特定条件下において連続的に反応を行うことにより炭酸ストロンチウムの粗大粒子を得る方法などが挙げられる。
【０００６】
さらに、近年、ナノテクロノジーに代表される超微細化技術について注目が集まっており、炭酸ストロンチウムについても、形態制御技術や微粒子化が求められるようになってきている。
例えば、特許文献７や特許文献８には、非複屈折性光学樹脂材料に使用される炭酸ストロンチウムが開示されており、それは針状形状を有し、かつ可視光域において透明性を確保するのに十分な程度の微粒子であることが求められている。
【０００７】
そして、同特許文献７においては、上記性能を満足させるための炭酸ストロンチウムの製造方法も開示されている。
この製造方法は、ストロンチウム塩の水溶液中で尿素を加水分解させることによりストロンチウムイオンと炭酸イオンとを反応させる方法、あるいは水酸化ストロンチウムの水懸濁液に炭酸ガスを吹き込みストロンチウムイオンと炭酸イオンとを反応させる方法において、エチレングリコールなどの凝固点降下物質を添加し、炭酸ストロンチウムの生成反応を氷点下で行うことにより、長軸に沿った平均粒子サイズが５００ｎｍ以下の炭酸ストロンチウム微粒子を製造するものである。
【０００８】
しかしながら、この後者の方法では反応系にエチレングリコールなどを添加する必要があることや、冷却のために多大のエネルギーを要するなど問題点もあり、必ずしも工業的に適した方法とは言い難いのが現状である。
また、前者の尿素の加水分解を利用する方法では低温下での反応が必要であることから尿素分解酵素を使用する必要があるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質の使用も必要であり廃水処理などの面でも問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、炭酸ストロンチウムの合成について検討を行し、その結果、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリとを混合した後、炭酸ガスを導入することにより、炭酸ストロンチウムの微粒子が得られることを見出し、特許出願（特願２００５−１８２３１９号）している。
この方法によると、径１０〜１００ｎｍ、長１５〜２０００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状の微粒子が得られる。
【００１０】
しかしながら、この炭酸ストロンチウム微粒子は、上記サイズの一次粒子が凝集した状態のものであるほか、特許文献７あるいは８に記載されている光学樹脂材料の分野においては、炭酸ストロンチウム微粒子のさらなる微細化が求められるようになってきており、これらを解決できるような分散性が高く、より微細な炭酸ストロンチウムの合成技術が嘱望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した背景技術に記載した通り、炭酸ストロンチウムの微粒子を製造する方法に関しては、既に多くの提案がなされており、特に特許文献７ではナノサイズの微粒子を製造する方法が提案されているものの、この方法では反応系にエチレングリコールなどを添加する必要があることや、冷却のために多大のエネルギーを要するなど問題点もあり、必ずしも工業的に適した方法とは言い難いのが現状である。
さらに、尿素の加水分解を利用する方法では低温下での反応が必要であることから尿素分解酵素を使用する必要があるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質の使用は廃水処理などの面でも問題がある。
【００１２】
また、前記技術を改良した本発明者らが開発した特願２００５−１８２３１９号に記載の技術では、水系溶媒中にて氷点以上の温度において炭酸ストロンチウムの微粒子が得られる技術ではあるものの、凝集体を形成するという問題点がある。
本発明の課題は、上記問題点を解決することで、より簡便で工業的製造にも適した方法にて分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記課題を達成することができる炭酸ストロンチウム微粒子を製造する方法を提供するものであり、その方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、本発明では、望ましくは、炭酸ガスの導入を氷点以上２５℃以下、炭酸ガスの導入速度をストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上、水酸化アルカリの添加量を、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モル、水酸化アルカリの第２段添加を、２〜５回にわけて行うのがよく、それらにより、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状粒子である炭酸ストロンチウム微粒子を好適に得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製造方法は、水系において、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリ、炭酸ガスとから分散性に優れた炭酸ストロンチウムの微粒子を製造することができるほか、エチレングリコールなどの凝固点降下物質や尿素分解酵素を必要せず、氷点以上の温度下にて反応させることから、簡便かつ工業的製造に適しており、より広範な用途へ優れた性状の炭酸ストロンチウム微粒子を提供することが可能となる。
かつ、本発明では、本発明者らが既に出願した特願２００５−１８２３１９号の方法と比較して、より微粒でかつ分散性に優れた炭酸ストロンチウム微粒子が得られることから、該微粒子の特性をより効果的に発現させることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を記すが、本発明はそれらによって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ特定されるものであることはいうまでもない。
本発明の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法は、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とする。
【００１７】
原料とする水溶性ストロンチウム化合物としては、塩化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、過塩素酸ストロンチウム等の水溶性化合物が使用できる。 この水溶液については、ストロンチウム濃度として、０．０２〜５モル／Ｌとすることが好適であり、そのため０．０２モル／Ｌ未満であると、製造効率が悪くなり支障をきたすことがある。
他方、５モル／Ｌを超えると、炭酸ストロンチウム生成後の液粘度が上昇しハンドリングの面で問題が生じることがあるほか、その他の条件によっては炭酸ストロンチウムの粒子が粗大化することがある。
【００１８】
これら水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより、炭酸ストロンチウムを沈殿させる。
その水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入する際の液温は、５０℃以下、好ましくは２５℃以下とすることがよい。
５０℃を超える高温化でこの操作を行った場合、炭酸ストロンチウムの粗大粒子が生成することがある。
【００１９】
また、炭酸ガスの導入速度は、液中に含有されるストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上、より好適には１Ｌ／分以上とすることが望ましい。
その際には、導入速度をより速めることで、より微細な炭酸ストロンチウム微粒子が得られる。
そのため０．５Ｌ／分未満の場合、目的とする微粒子が得られず、炭酸ストロンチウムの粗大粒子が生成することがある。
【００２０】
その際における炭酸ガス導入速度の上限については特段の制約はなく、より微細な炭酸ストロンチウムを製造したい場合には、可能な範囲で導入速度を速めることが好適であるが、液中への炭酸ガスの溶解速度にもある程度の限界があるため、反応液１Ｌに対して、炭酸ガス導入速度を１０Ｌ／分以下とすることが炭酸ガスの利用効率の面では好ましい。
このように、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入するに当たっては、炭酸ガスの導入開始前５分以内または導入開始後に水酸化アルカリの第１段添加を行った後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行う。
【００２１】
ここで使用する水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが適用でき、その添加は固体のままあるいは水溶液の状態で行われる。
水酸化アルカリの添加量は、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モルとすることが望ましい。
なお、炭酸ガス導入下での水酸化アルカリの第１段添加、又は水酸化アルカリの第１段添加後５分以内に開始される炭酸ガスの導入により、炭酸ストロンチウムの微細な核が形成していると推察され、その後、第２段添加により、この核が柱状粒子へと成長していると考えられる。
【００２２】
ここで、第１段の添加量をストロンチウム１モルに対して０．３モル未満とすると、炭酸ストロンチウム微粒子の分散性が悪化することがあり、逆に１．０モルを超える添加量の場合には、炭酸ストロンチウム粒子が粗大化する傾向にある。
なお、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液のｐＨは、通常中性付近であるが、水酸化アルカリの第１段添加により、ｐＨは１１〜１４に上昇する。
【００２３】
そして、第１段添加後の第２段の水酸化アルカリの添加量に関しても前記した範囲が望ましく、ストロンチウム１モルに対して０．３モル未満であると、生成する炭酸ストロンチウム微粒子の凝集が激しくなり、逆に２．０モルを超えると、柱状の炭酸ストロンチウム微粒子が得られない場合がある。
その際の第２段での水酸化アルカリ添加は、その添加操作を２〜５回に分けて行うことがより望ましい。
【００２４】
このように添加操作を分けて行うことにより、炭酸ストロンチウムのより微細な柱状粒子をより分散した状態で得ることができるが、５回を超える添加回数とすると、生成する炭酸ストロンチウムが凝集する傾向にある。
第２段添加を２〜５回に分けて行う場合、各回における添加量は、ストロンチウム１モルに対して０．１モル以上とすることがよく、より望ましくは、第２段添加量を添加回数で均等に割った量とすることがよい。
【００２５】
そうすることで、生成する炭酸ストロンチウム微粒子の一次粒子をより均一にすることができ、例えば、第２段添加量がストロンチウム１モルに対して０．９モルで、添加回数を３回とする場合には、１回の添加量を０．３モルとすることがよい。
なお、第２段の水酸化アルカリの添加を行うタイミングは、第１段添加の後炭酸ガスの導入により液のｐＨが０．５以上低下してから行うことが好適であり、望ましくはｐＨが１０．５以下、より望ましくは１０以下となった時点で行うことが好適である。
さらに、第２段添加を複数回に分けて行う場合にも、上記したｐＨとなってから次の添加操作を行うことが良い。
【００２６】
また、水溶液の状態で水酸化アルカリを添加する場合には、その温度を、水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入する際の温度域に、予め調節しておくことが良い。
例えば、炭酸ガスの導入を５℃で行う場合に、液温が高い状態の水酸化アルカリを添加すると、ストロンチウム溶液の液温が上昇してしまい、均一な反応が行えないばかりでなく、所定温度に調節しようとすると、温度制御に時間がかかり、本発明で必要な、水酸化アルカリ添加後５分以内に炭酸ガスを導入する操作ができなくなることもある。
【００２７】
本発明者らが既に出願した特願２００５−１８２３１９号の技術では、水溶性ストロンチウム化合物と水酸化アルカリとを混合して水酸化ストロンチウムを析出させ、この水酸化ストロンチウムが析出した液に直接炭酸ガスを導入することで、微粒な水酸化ストロンチウムの懸濁液から炭酸ストロンチウムを沈殿させることができ、その結果、微細な炭酸ストロンチウムが得られる。
これに対して、本発明においては、炭酸ガスの導入下、又は炭酸ガスの導入前開始５分以内に水酸化アルカリを添加することから、水酸化ストロンチウムの析出が起こらない状態で炭酸ガスが導入されることで、より微細かつ分散性に優れた炭酸ストロンチウム微粒子が得られると考察される。
【００２８】
炭酸ガスの導入は反応が終了するまで行われるが、その導入は、液のｐＨが１０．５以下、望ましくは１０以下となるまで継続させることが好適である。
１０．５を超えるｐＨで導入を停止すると、一部未反応のストロンチウム化合物またはイオンが存在することになり、製造量の低下につながるほか、これらが不純分として含有される場合がある。
さらに、炭酸ガスの導入を完了した後に、加熱攪拌や室温放置などの方法で熟成工程を設けることもでき、該熟成を行うことにより炭酸ストロンチウム微粒子の分散性をさらに向上させることも可能である。
【００２９】
このようにして得られる炭酸ストロンチウムは、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍで、アスペクト比が１．５〜２０の範囲の柱状形状の微細粒子となる。
また、特願２００５−１８２３１９号の方法と比較して、より分散性に優れた微粒子が製造できる。
その分散性については、レーザー回折法や光散乱法により測定される粒度分布により判断することができる。
【００３０】
生成後の炭酸ストロンチウム微粒子は、その用途に応じて、スラリーの状態や脱水乾燥した乾燥粉の状態で使用することができる。
また、高純度のものが求められる用途においては、精製水などにて十分に洗浄することが好適であり、更に湿式あるいは乾式において、一般に炭酸塩粒子の表面改質に使用される各種の表面処理剤にて表面処理を施すことも何ら問題ない。
以上のとおり、本発明の製造方法により得られる炭酸ストロンチウム微粒子は、特許文献７に記載されている非複屈折性光学樹脂材料など、微細な炭酸ストロンチウム微粒子が所望される用途に好適に使用することができる。
【実施例１】
【００３１】
以下において、実施例及び比較例を示して本発明に関しさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例又は比較例によって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることは言うまでもない。
なお、実施例については、以下において１ないし４の各実施例を順に示す。
【００３２】
まず、実施例１を示すに、塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
なお、水酸化ナトリウム水溶液混合後のｐＨは１４．０であった。
【００３３】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜３０ｎｍ、長径５０〜２５０ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２４０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例２】
【００３４】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００３５】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬを混合（第２段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ１．０モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径７〜３０ｎｍ、長径３０〜２５０ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２３０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例３】
【００３６】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した後、直ちに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した。
なお、水酸化ナトリウム水溶液混合直後のｐＨは１３．９であった。
【００３７】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜３０ｎｍ、長径１００〜３００ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径２７０ｎｍとほぼ一次粒子のサイズと等しいことから分散性に優れていることが確認された。
【実施例４】
【００３８】
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させた後、液温を５℃に調節した。
そこに５℃に調節した５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第１段添加：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）した後、直ちに炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００３９】
次いで、液のｐＨが１０になった時点で、５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の１回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の２回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再度ｐＨが１０になった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（第２段添加の３回目：ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径１０〜４０ｎｍ、長径１００〜４００ｎｍ、柱状形状の一次粒子を有しており、またレーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径３００ｎｍと分散性が良好であることが確認された。
【００４０】
［比較例１］
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させ、その後、そこに５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合した（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）。
その後液温を５℃に調節し（温度調節に約１０分が経過した）、そこに撹拌しながら炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入した。
【００４１】
次いで、ｐＨが１０となった時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）、再びｐＨが１０となって時点で５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）し、引き続きｐＨが１０になるまで炭酸ガスを導入して炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径６０〜１２０ｎｍ、長径２００〜５００ｎｍ、短柱状形状の一次粒子を有していたが、レーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径７００ｎｍであり、凝集体を形成していることが確認された。
【００４２】
［比較例２］
塩化ストロンチウム６水和物０．５モルを２．０Ｌのイオン交換水に溶解させ、その後、そこに５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍＬを混合した（ストロンチウム１モルに対して水酸化アルカリ０．５モル）。
その後液温を５℃に調節し（温度調節に約１０分が経過した）、そこに撹拌しながら炭酸ガスを２．０Ｌ／分の速度（ストロンチウム１モルに対して４．０Ｌ／分）で導入し、炭酸ストロンチウムを生成させた。
得られた炭酸ストロンチウムは、ＳＥＭによる観察では短径２０〜５０ｎｍ、長径５０〜３００ｎｍ、短柱状形状の一次粒子を有していたが、レーザー回折法による粒度分布測定では、平均粒子径５００ｎｍであり、凝集体を形成していることが確認された。
【００４３】
［粒度分布の比較］
実施例１及び比較例１で得られた炭酸ストロンチウムの粒度分布を図１及び２に示す。 これらの両図から明らかなように、実施例にて得られた炭酸ストロンチウム微粒子は、比較例と比べて、より微粒側にピークをもち、かつそのピーク形状もシャープであることから、分散性に優れたものであるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１で得られた炭酸ストロンチウム微粒子のレーザー回折法による粒度分布測定結果
【図２】比較例１で得られた炭酸ストロンチウム微粒子のレーザー回折法による粒度分布測定結果
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とする炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項２】
炭酸ガスの導入を、氷点以上、２５℃以下で行う請求項１に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項３】
炭酸ガスの導入速度を、ストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上とする請求項１又は２に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項４】
水酸化アルカリの添加量を、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モルとする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項５】
水酸化アルカリの第２段添加を、２〜５回にわけて行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項６】
炭酸ストロンチウムが、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状粒子である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項１】
水溶性ストロンチウム化合物の水溶液に炭酸ガスを導入することにより炭酸ストロンチウムを製造するにあたり、炭酸ガスの導入開始後又は開始前５分以内に水酸化アルカリの第１段添加を行い、その後炭酸ガスの導入によりｐＨが０．５以上低下した後、再び水酸化アルカリの第２段添加を行うことを特徴とする炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項２】
炭酸ガスの導入を、氷点以上、２５℃以下で行う請求項１に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項３】
炭酸ガスの導入速度を、ストロンチウム１モルに対して、０．５Ｌ／分以上とする請求項１又は２に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項４】
水酸化アルカリの添加量を、第１段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜１．０モル、第２段においてストロンチウム１モルに対して０．３〜２．０モルとする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項５】
水酸化アルカリの第２段添加を、２〜５回にわけて行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【請求項６】
炭酸ストロンチウムが、短径５〜５０ｎｍ、長径１５〜５００ｎｍ、アスペクト比１．５〜２０の柱状粒子である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の炭酸ストロンチウム微粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１９１０８（Ｐ２００８−１９１０８Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９０４５５（Ｐ２００６−１９０４５５）
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（０００２２７２５０）日鉄鉱業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（０００２２７２５０）日鉄鉱業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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