(57)【要約】  高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を大量に且つ高い収率で製造可能な板状酸化亜鉛粒子の製造方法が提供される。この方法は、亜鉛塩を含む原料水溶液を反応槽に入れる工程と、この原料水溶液を、反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度で攪拌しながら、原料水溶液にアンモニア水を滴下する工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛塩を含む原料水溶液を反応槽に入れる工程と、
前記原料水溶液を、前記反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度で攪拌しながら、前記原料水溶液にアンモニア水を滴下する工程と、
を含む、板状酸化亜鉛粒子の製造方法。
【請求項２】
前記原料水溶液の量が５０Ｌ以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記攪拌翼が少なくとも上羽根と下羽根とを有し、前記攪拌が、前記原料水溶液の水面付近と、前記反応槽の槽底部付近の少なくとも２箇所で行われる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記反応槽の槽底部から前記水面までの距離を１とした場合に、前記上羽根による攪拌が、前記水面から１／４までの深さの上方領域内で行われ、かつ、前記下羽根による攪拌が、前記槽底部から１／４までの深さの下方領域内で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アンモニア水が、０．５時間以上の添加時間にわたって、前記亜鉛塩の総量に対しモル比で０．５〜２．０の量で添加される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記攪拌翼を用いた攪拌の際、前記反応槽の最小内径の１／３以下の直径を有する補助攪拌翼を用いて、前記反応槽の槽底部から前記原料水溶液の水面までの距離を１とした場合に、前記水面から１／３までの深さの上方領域内を攪拌することをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記反応槽が略円筒形である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記亜鉛塩が硫酸亜鉛である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のに記載の方法。
【請求項９】
前記攪拌及び前記アンモニア水の滴下の際、前記原料水溶液が６０〜１００℃に保持される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記アンモニア水の滴下後、前記原料水溶液が６０〜１００℃で０．１〜１０時間保持される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンモニア水の滴下により析出した板状前駆体粒子を濾別して乾燥させる工程をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記板状前駆体粒子を仮焼して板状酸化亜鉛粒子を生成させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、適切な材料設計により、導電性、熱電性、圧電性等の様々な機能を付与することが可能な材料である。これらの特性を向上させるためには、特定の結晶面を配向させるのが効果的であることが知られている。例えば、配向した焼結体を得る方法として、板状の粒子を原料として用い、テープ成形や押出し成形等といった板状粒子に剪断力が印加される成形方法を用いて成形体を作製し、これを焼結する方法が知られている（例えば、特許文献１（国際公開第２０１４／１５５８５９号）参照）。【０００３】
板状酸化亜鉛粒子の製造方法がこれまでに幾つか提案されている。例えば、特許文献２（国際公開第２０１４／００７０４５号）には、亜鉛イオン含有原料溶液を用いて溶液法により前駆体板状粒子を生成させ、前駆体板状粒子を１５０℃／ｈ以下の速度で昇温する温度域を含む温度スケジュールで仮焼温度まで昇温させて仮焼して酸化亜鉛板状粒子を生成させる、酸化亜鉛粉末の製造方法が開示されている。また、特許文献３（特開２０１２−１７６８６０号公報）には、亜鉛塩及び水を含む２０Ｌ以上の混合物に所定の攪拌条件下で、該亜鉛塩に対してモル比２．０〜３．０のアルカリを、アルカリ溶液として添加時間３０〜７０秒で添加する工程を有する、薄片状酸化亜鉛粉末の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１５５８５９号
【特許文献２】国際公開第２０１４／００７０４５号
【特許文献３】特開２０１２−１７６８６０号公報
【発明の概要】
【０００５】
特許文献２に記載される方法によれば（００２）面の配向度がある程度高い酸化亜鉛粉末が得られるが、更に高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を、大量に且つ高い収率で製造可能な方法が望まれる。また、特許文献３に開示される製造方法は光学特性に優れた板状酸化亜鉛粉末を得るためのものであり、板状酸化亜鉛粉末の高い配向度は得られない。
【０００６】
本発明者らは、今般、亜鉛塩を含む原料水溶液を攪拌しながら原料水溶液にアンモニア水を滴下するに際し、反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度でゆっくりと攪拌を行うことにより、高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を大量に且つ高い収率で製造することができるとの知見を得た。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を大量に且つ高い収率で製造可能な板状酸化亜鉛粒子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の一態様によれば、亜鉛塩を含む原料水溶液を反応槽に入れる工程と、
前記原料水溶液を、前記反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度で攪拌しながら、前記原料水溶液にアンモニア水を滴下する工程と、
を含む、板状酸化亜鉛粒子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の製造方法に用いられる反応装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
板状酸化亜鉛粒子の製造方法
本発明は板状酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。別の表現をすれば、複数の酸化亜鉛板状粒子からなる酸化亜鉛粉末の製造方法に関するということもできる。酸化亜鉛板状粒子は典型的には六角板状粒子であり、六方晶ウルツ鉱型構造を有する酸化亜鉛結晶の一次粒子が板状に結合してなる二次粒子である。
【００１１】
本発明の製造方法は、亜鉛塩を含む原料水溶液を反応槽に入れ、この原料水溶液を攪拌しながら原料水溶液にアンモニア水を滴下する工程を経ることにより行われる。その際、上記攪拌は、反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度で行われる。このように、亜鉛塩を含む原料水溶液を攪拌しながら原料水溶液にアンモニア水を滴下するに際し、反応槽の最小内径の１／２以上の直径を有する攪拌翼を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度でゆっくりと攪拌を行うことにより、高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を大量に且つ高い収率で製造することができる。このように本発明においては攪拌翼の回転速度（回転数）を小さくしてゆっくりと攪拌することを特徴としており、これにより高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を得ることができる。その理由は定かではないが、ゆっくりと行われる攪拌状態により、生成する亜鉛化合物の結晶状態が、その後の仮焼工程により酸化亜鉛化する際、結晶面を維持し易い状態になるものと推定される。
【００１２】
以下、本発明の各工程の詳細について、図１を参照しながら説明する。図１には本発明の製造方法に好適に使用可能な反応装置１０が示されており、反応槽１２と攪拌翼１４を備えてなり、原料水溶液１６を収容可能に構成される。もっとも、本発明に使用可能な反応装置はこれに限定されるものではない。
【００１３】
（１）反応槽への原料水溶液の注入
先ず、亜鉛塩を含む原料水溶液１６を反応槽１２に入れる。反応槽１２の形状は特に限定されず、略円筒形、略楕円筒形、略矩形筒状等のあらゆる形状であってよいが、原料水溶液１６を攪拌翼１４により万遍なく均等に攪拌できる点で略円筒形が好ましい。反応槽１２に入れる原料水溶液の量は５０Ｌ以上とするのが好ましく、より好ましくは７０Ｌ以上、さらに好ましくは８０Ｌ以上である。このように本発明によれば大量の原料水溶液１６を用いて、高い配向度の板状酸化亜鉛粒子を大量に且つ高い収率で製造することができる。原料水溶液の量の上限は特に限定されず、採用する反応槽１２及び攪拌翼１４の仕様に応じて適宜設定すればよい。
【００１４】
亜鉛塩の例としては、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛等の有機酸塩、亜鉛アルコキシド等が挙げられるが、硫酸亜鉛が後述する硫酸イオンも供給できる点で好ましい。溶液法による酸化亜鉛前駆体板状粒子の生成手法は特に限定されず公知の手法に従って行うことができる。原料水溶液は水溶性有機物質及び硫酸イオンを含むのが多孔質として比表面積を大きくできる点で好ましい。水溶性有機物質の例としてはアルコール類、ポリオール類、ケトン類、ポリエーテル類、エステル類、カルボン酸類、ポリカルボン酸類、セルロース類、糖類、スルホン酸類、アミノ酸類、及びアミン類が挙げられ、より具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、グルセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール、フェノール、カテコール、クレゾール等の芳香族アルコール、フルフリルアコール等の複素環を有するアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ポリオキシアルキレンエーテル、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等のエーテルあるいはポリエーテル類、酢酸エチル、アセト酢酸エチル、グリシンエチルエステル等のエステル類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、酪酸、蓚酸、マロン酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、サリチル酸、安息香酸、アクリル酸、マレイン酸、グリセリン酸、エレオステアリン酸、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸−マレイン酸コポリマー等のカルボン酸、ポリカルボン酸、あるいはヒドロキシカルボン酸やその塩類、カルボキシメチルセルロース類、グルコース、ガラクトース等の単糖類、蔗糖、ラクトース、アミロース、キチン、セルロース等の多糖類、アルキルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、アルキルスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルスルホン酸、リグニンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等のスルホン酸類やその塩類、グリシン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アラニン等のアミノ酸、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ブタノールアミン等のヒドロキシアミン類、トリメチルアミノエチルアルキルアミド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲン化物、アルキルベタイン、アルキルジエチレントリアミノ酢酸等が挙げられる。これらの水溶性有機物質の中でも、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のうち少なくとも一種の官能基を有するものが好ましく、水酸基とカルボキシル基を有するヒドロキシカルボン酸やその塩類が特に好ましく、例えばグルコン酸ナトリウム、酒石酸等が挙げられる。水溶性有機物質は、後述するアンモニア水が添加された原料水溶液中に約０．００１重量％〜約１０重量％の範囲で共存させるのが好ましい。好ましい硫酸イオン供給源は、上述したとおり硫酸亜鉛である。原料水溶液は前述したドーパント等の添加物質を更に含むものであってもよい。
【００１５】
所望により、原料水溶液１６には添加物質を混合してもよい。そのような添加物質としては、第二成分として、成形体の用途や仕様に応じた所望の特性（例えば導電性や絶縁性）を付与する種々の添加剤やドーパントであることができる。ドーパント元素の好ましい例としては、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｃｕ、Ａｇ、及びこれらの任意の組合せが挙げられる。これらのドーパント元素はこれらの元素を含む化合物又はイオンの形態で原料水溶液に添加すればよい。
【００１６】
後続の工程であるアンモニア水の添加に先立ち、原料水溶液１６を攪拌しながら６０〜１００℃に加熱して亜鉛塩等の添加原料を溶解させるのが好ましい。この攪拌及び加熱は後述する攪拌翼１４と、反応槽の外周部に配置したヒーター１８とを用いて行うのが好ましい。
【００１７】
（２）攪拌及びアンモニア水の添加
次いで、原料水溶液１６を、攪拌翼１４を用いて３０ｒｐｍ以下の回転速度で攪拌しながら、原料水溶液にアンモニア水Ａを滴下する。こうして原料水溶液１６中に板状前駆体粒子Ｚを析出させる。攪拌翼１４は反応槽１２の最小内径の１／２以上の直径を有し、好ましくは上記最小内径の１／２以上９／１０以下、さらに好ましくは上記最小内径の１／２以上４／５以下である。ここで、「最小内径」とは最小の内壁間距離を意味し、例えば略円筒形では内径（直径）を、略楕円筒形では短軸の長さ（短径）を、略矩形筒状の場合には１辺の長さ（正方形断面の場合）ないし短辺の長さ（長方形断面の場合）を意味する。上記のような直径を有する攪拌翼１４を用いることで大量の原料水溶液１６に対して効率良く攪拌及び反応を行うことができる。攪拌翼１４は反応槽１２の中心に配置した攪拌軸１４ａに固定されるのが、原料水溶液１６を攪拌翼１４により万遍なく均等に攪拌する上で好ましい。攪拌翼１４の回転速度は３０ｒｐｍ以下であり、好ましくは３〜２５ｒｐｍ、より好ましくは５〜２３ｒｐｍである。アンモニア水の濃度は特に限定されないが、好ましくは５〜１５ｍｏｌ／Ｌ、より好ましくは１０〜１５ｍｏｌ／Ｌである。攪拌翼１４の種類は特に限定されず、プロペラ型、パドル型、フラットパドル型、タービン型、コーン型、特殊パドル型、リボン・スクリュー型等の公知各種の攪拌翼であってよい。アンモニア水の添加量はアンモニア水の濃度等に応じて変動しうるが、典型的には５Ｌ以上、より典型的には１０Ｌ以上である。反応槽１２にはｐＨセンサ２２が設けられて原料水溶液１６のｐＨ変動を監視しながらアンモニア水の滴下を行う構成としてもよい。
【００１８】
攪拌翼１４は、図１に示されるように、少なくとも上羽根１４ｂと下羽根１４ｃとを有するのが好ましく、それにより原料水溶液１６の水面付近と反応槽１２の槽底部付近の少なくとも２箇所で攪拌が行われるのが好ましい。上記のように２か所で攪拌することで粉末配向度及び収率を有意に向上することができる。すなわち、生成物が沈殿して同一箇所に滞ると配向度に悪影響を及ぼすことが判明しており、反応槽１２の槽底部での攪拌により、これを有効に防止することができる。また、滴下したアンモニア水は比重が小さいため、反応溶液上部に偏析し易いが、水面付近で攪拌を行うことにより、偏析をある程度抑制でき、反応を促進し、それにより粉末の収率を向上することが可能となる。具体的には、反応槽１２の槽底部から水面までの距離を１とした場合に、上羽根１４ｂによる攪拌が、水面から１／４までの深さの上方領域内で行われ、かつ、下羽根１４ｃによる攪拌が、槽底部から１／４までの深さの下方領域内で行われるのがより好ましく、さらに好ましくは上羽根１４ｂによる攪拌が、水面から１／５までの深さの上方領域内で行われ、かつ、下羽根１４ｃによる攪拌が、槽底部から１／５までの深さの下方領域内で行われる。なお、攪拌翼１４が上羽根１４ｂを備えるが下羽根１４ｃを有しない１箇所のみを攪拌する形態である場合であっても、上羽根１４ｂの径や高さは上記同様とすればよい。
【００１９】
アンモニア水は、０．５時間以上の添加時間にわたって、亜鉛塩の総量に対しモル比で０．５〜２．０の量で添加されるのが好ましい。このように所定量のアンモニア水を徐々に添加することにより、粉末配向度を更に向上することができる。その理由は定かではないが、時間を掛けてゆっくりと適量のアンモニア水を添加することで、溶液の一部分で組成が適正な範囲からずれるのを回避して、そのような組成のずれに起因する配向度が低い粉末の生成を防止できるためと推測される。アンモニア水の添加時間は０．５時間以上と比較的長いことが望まれるが、より好ましくは１時間以上、より好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上である。アンモニア水の添加時間の上限は特に限定されないが、製造効率の観点から典型的には２０時間以下、より典型的には１０時間以下である。
【００２０】
本発明の好ましい態様によれば、攪拌翼１４を用いた攪拌の際、反応槽１２の最小内径の１／３以下の直径を有する補助攪拌翼２０を用いて、反応槽１２の槽底部から原料水溶液１６の水面までの距離を１とした場合に、水面から１／３までの深さの上方領域内を攪拌してもよい。こうすることにより、粉末の配向度を維持したまま、収率を大幅に向上することが可能となる。この補助攪拌翼２０を使用しない場合、滴下したアンモニア水は比重が小さいため、反応溶液上部に偏析することがある。また、回転速度の小さい攪拌翼１４（以下、主攪拌翼１４ともいう）のみでは、アンモニア水を均一に攪拌することが十分でないことがある一方、回転速度を大きくすると粉末配向度が低下することがある。補助攪拌翼２０と主攪拌翼１４の併用により、粉末の高配向と高収率の両立がより好ましく実現可能となる。補助攪拌翼２０の種類は特に限定されず、プロペラ型、パドル型、フラットパドル型、タービン型、コーン型、特殊パドル型、リボン・スクリュー型等の公知各種の攪拌翼であってよい。なお、補助攪拌翼２０を用いた攪拌は、１箇所で行ってもよいし、複数個所で行ってもよい。複数個所で行う場合、補助攪拌翼の種類、水面からの高さ、回転速度等の条件は、それぞれの補助攪拌翼で同一としてもよいし、変えてもよい。
【００２１】
補助攪拌翼２０は３０ｒｐｍ以下の低い回転速度とする必要はないが、高速に攪拌し過ぎると粉末配向度が低下することがある。そこで、補助攪拌翼の回転数は、好ましくは３０〜３００ｒｐｍ、より好ましくは５０〜２００ｒｐｍである。補助攪拌翼２０の攪拌軸２０ａの位置は、反応槽の中心から外れているのが、主攪拌翼１４との接触を回避して補助攪拌翼２０による補助攪拌効果を効果的に発揮できる点で好ましい。
【００２２】
上記攪拌及びアンモニア水の滴下の際、原料水溶液１６は６０〜１００℃に保持されるのが好ましく、より好ましくは６０〜９０℃、さらに好ましくは６５〜８０℃である。また、アンモニア水の滴下後、原料水溶液が６０〜１００℃で０．１〜１０時間保持されるのが好ましく、より好ましくは６０〜９０℃で２〜８時間である。このアンモニア水の滴下後の加熱保持は所望の回転速度（例えば前述したような回転速度）で攪拌を続けながら行うのが好ましい。
【００２３】
続いて、アンモニア水の滴下により析出した板状前駆体粒子Ｚを濾別して乾燥させるのが好ましい。こうして濾別及び乾燥された板状前駆体粒子の凝集粉末（すなわち前駆体粉末）を篩通し及び／又は解砕等の処理を施すことにより、一定レベル以下に細かくしてから後続の熱処理ないし仮焼に供するのが特に好ましい。このように前駆体粉末を細かくすることで、熱処理時のガス発生を均一に起こりやすくして、粉末配向度の低下を効果的に回避することができる。篩通しを行う場合、篩の目開きは２０〜１００メッシュ程度（目開き２００〜９９０μｍ）程度が好ましい。
【００２４】
（３）仮焼
次に、板状前駆体粒子を仮焼して板状酸化亜鉛粒子を生成させる。この仮焼は、最終的に板状酸化亜鉛粒子を生成できるかぎり如何なる手順及び条件で行ってもよいが、前駆体板状粒子を１５０℃／ｈ以下の速度で昇温する温度域を含む温度スケジュールで仮焼温度まで昇温させる段階を経て行われるのが好ましい。少なくとも一部の温度域（例えば４００℃以下の温度域）における昇温速度を１５０℃／ｈ以下と遅くすることで、前駆物質から酸化亜鉛に変化する際に前駆物質の結晶面が酸化亜鉛に引き継がれ易くなり、成形体における板状粒子の配向度が向上するものと考えられる。また、一次粒子同士の連結性が増大して板状粒子が崩れにくくなるとも考えられる。尚、仮焼温度に至るまでの温度域全域にわたって昇温を上記速度で行ってもよい。好ましい昇温速度は１２０℃／ｈ以下であり、より好ましくは１００℃／ｈ以下であり、更に好ましくは５０℃／ｈ以下であり、特に好ましくは３０℃／ｈ以下であり、最も好ましくは２０℃／ｈ以下である。仮焼温度は水酸化亜鉛等の前駆化合物が酸化亜鉛に変化できる温度であれば特に限定されないが、好ましくは８００〜１１００℃、より好ましくは８５０〜１０００℃であり、このような仮焼温度で前駆体板状粒子が好ましくは０〜２０時間、より好ましくは０〜１０時間保持される。このような温度保持条件であると水酸化亜鉛等の前駆化合物を酸化亜鉛により確実に変化させることができる。このような仮焼工程により、前駆体板状粒子が板状酸化亜鉛粒子に変化する。
【００２５】
なお、前駆体板状粒子の仮焼は、大気雰囲気で行ってもよいし、真空雰囲気、Ｎ２やＡｒ等の不活性ガス雰囲気、又は酸素雰囲気で行ってもよい。特に、室温から４００℃付近の低温領域においては、真空中で仮焼を行うのがより好ましい。また、温度域によって昇温速度を変えてもよい。例えば４００℃付近までを１００℃／ｈ以下に昇温速度を低下させてもよい。また、一旦４００℃付近まで真空雰囲気で仮焼し、室温まで冷却した後、大気雰囲気にて８００℃〜１１００℃で再度仮焼してもよい。
【００２６】
酸化亜鉛板状粒子
こうして本発明の方法により製造される酸化亜鉛板状粒子からなる酸化亜鉛粉末は、平らな基板上で二次元的に単層配列された場合における（００２）面の配向度が高いものであり、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは６０％以上、更に好ましくは７０％以上であり、特に好ましくは８０％以上である。ここで、「二次元的に単層配列」とは、多数の酸化亜鉛板状粒子が互いに重なることなく、粒子の板面が基板の表面と面接触して薄膜状に配列された状態を意味する。この配向度は高ければ高い方が望ましいが、典型的には９９％以下である。二次元的に単層配列された板状酸化亜鉛粒子からなる薄膜は、溶媒に酸化亜鉛粉末を加えて超音波で分散させて得た分散液を、ガラス基板等の平らな基板にスピンコートすることにより得ることができる。（００２）面の配向度は、二次元的に単層配列された板状酸化亜鉛粒子からなる薄膜に対してＸＲＤにより測定することができる。この測定は、市販のＸＲＤ装置を用い、試料面に対してＸ線を照射した時のＸＲＤプロファイルを測定し、（００２）面の配向度Ｆを以下の式により算出することにより行うことができる。
【数１】
2016152176.tif 000003
【００２７】
本発明の方法により製造される酸化亜鉛板状粒子の体積基準Ｄ５０平均粒径は、１〜５０μｍであり、好ましくは２〜４０μｍであり、より好ましくは３〜３０μｍである。Ｄ５０平均粒径は市販のレーザ回折式粒度分布測定装置により測定することができる。
【００２８】
酸化亜鉛板状粒子の用途は、化粧料、樹脂、繊維、包材、塗料等への紫外線遮蔽用充填剤、電気伝導性や熱伝導性を付与するための充填剤等を包含する多岐に亘るものであり特に限定されない。特に、本発明による酸化亜鉛粉末を用いて高配向な酸化亜鉛成形体や酸化亜鉛焼結体を作製することができる。すなわち、本発明の酸化亜鉛粉末は板状粒子で構成されるため、テープ成形や押出し成形といった板状粒子に剪断力が印加される成形方法を用いて成形体を作製することで、板状粒子が配向された成形体を得ることができる。また、そのような高配向成形体を焼結させることで高配向焼結体を得ることができる。その上、この酸化亜鉛成形体や酸化亜鉛焼結体には添加物質を均一に分散させることが可能なため、添加物質によって付与しようとする所望の特性を最大限に発揮させることができる。なお、酸化亜鉛粉末が上述した添加物質を含んでいない場合には、成形体の作製に際し上述したような添加物質を添加すればよい。また、そのようにして作製された酸化亜鉛成形体及び酸化亜鉛焼結体の用途も、スパッタリングターゲット、熱電材料等を包含する多岐に亘るものであり特に限定されない。
【実施例】
【００２９】
本発明を以下の例によってさらに具体的に説明する。【００３０】
例１
内径（直径）４５ｃｍ、深さ９０ｃｍの略円筒形の反応槽にイオン交換水９２Ｌを入れ、硫酸亜鉛七水和物（圓商産業株式会社製）５３．０ｋｇとグルコン酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）１３８ｇを投入した。投入した原料を攪拌しながら７０℃に加熱して溶解させた。この攪拌及び加熱は、略円筒形反応槽の中心に配置した攪拌軸に固定した攪拌翼と、反応槽の外周部に配置したヒーターとを用いて行った。攪拌翼の仕様及び設置位置は以下のとおりとした。
‐  攪拌翼の構成：上羽根のみ（下羽根なし）
‐  上羽根の径：２５ｃｍ
‐  上羽根の高さ：２０ｃｍ
‐  上羽根の翼下端面の位置（※）：反応槽の槽底部から水面までの距離を１とした場合に、水面から０．１の深さに相当する位置
（※上羽根の翼下端面の位置は下記アンモニア水滴下前の時点における位置である。）【００３１】
この溶液を７０℃に保持し、攪拌翼の回転数を２０ｒｐｍとし、攪拌しながら２５％アンモニウム水（１３ｍｏｌ／Ｌ）１５Ｌを２時間かけて滴下した。アンモニア水滴下終了後、７０℃で回転数２０ｒｐｍでの攪拌を続けながら１時間保持した後、フィルタープレスにより沈殿物の脱水ケーキを得た。得られたケーキを熱風乾燥機により１００℃で乾燥した後、１００メッシュ（目開き２００μｍ）の篩を用いて篩通し、粉末状のＺｎＯ前駆体を得た。得られた粉末をステンレス製バットに入れ、真空中（１００Ｐａ）で加熱した。真空加熱時の温度スケジュールは、室温から４００℃まで昇温速度２０℃／ｈにて昇温した後、４００℃で１時間保持し、自然放冷とした。得られた粉末をジルコニア製のセッターに載置し、電気炉にて大気中で仮焼した。仮焼時の温度スケジュールは、室温から９００℃まで昇温速度２００℃／ｈにて昇温した後、９００℃で５時間保持し、自然放冷とした。以上の工程により、板状酸化亜鉛粒子からなる酸化亜鉛粉末を得た。【００３２】
＜配向度評価方法＞
エタノール２ｇに酸化亜鉛粉末０．１ｇを加え、超音波分散機（超音波洗浄機）で５分間分散させた。この分散液を２５ｍｍ×５０ｍｍのガラス基板に２０００ｒｐｍでスピンコートすることにより、多数の板状酸化亜鉛粒子が互いに重なることなく、粒子の板面がスライドガラスの面と面接触した状態とした。こうして酸化亜鉛薄膜が形成されたガラス基板を試料として用い、ＸＲＤにより（００２）面の配向度を測定した。具体的には、ＸＲＤ装置（株式会社リガク製、ＲＩＮＴ−ＴＴＲ  ＩＩＩ）を用い、試料面に対してＸ線を照射した時のＸＲＤプロファイルを測定し、（００２）面の配向度Ｆ［％］を以下の式により算出した。
【数２】
2016152176.tif 000004
【００３３】
＜収率評価方法＞
原料の硫酸亜鉛七水和物中のＺｎモル量を１００％とした場合の、仮焼後の粉末が全てＺｎＯであるとして求めた仮焼後粉末中のＺｎモル量［％］を収率と定義した。【００３４】
例２
攪拌翼の回転速度を７．５ｒｐｍとしたこと以外は例１と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００３５】
例３
攪拌翼の回転速度を４．０ｒｐｍとしたこと以外は例１と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００３６】
例４
アンモニア水滴下時間を４時間としたこと以外は例１と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００３７】
例５
上羽根のみならず下羽根をも備えた攪拌翼を用いて攪拌を２箇所で行ったこと以外は例２と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。攪拌翼の仕様及び設置位置は以下のとおりとした。
‐  攪拌翼の構成：上羽根及び下羽根
‐  上羽根の径：２５ｃｍ
‐  上羽根の高さ：２０ｃｍ
‐  上羽根の翼下端面の位置（※）：反応槽の槽底部から水面までの距離を１とした場合に、水面から０．１の深さに相当する位置
‐  下羽根の径：４０ｃｍ
‐  下羽根の高さ：５ｃｍ
‐  下羽根の翼下端面の位置（※）：反応槽の槽底部から水面までの距離を１とした場合に、水面から０．９の深さに相当する位置
（※上羽根及び下羽根の翼下端面の位置はいずれもアンモニア水滴下前の時点における位置である。）【００３８】
例６
上羽根及び下羽根を有する攪拌翼に加え、上羽根と同じ深さに撹拌翼と離間させて設けた補助攪拌翼をも用いて攪拌を行ったこと以外は例５と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。補助攪拌翼の仕様、設置位置及び回転数は以下のとおりとした。
‐  補助攪拌翼の径：７．５ｃｍ
‐  補助攪拌翼の高さ：１２ｃｍ
‐  補助攪拌翼の攪拌軸の位置：略円筒形反応槽の中心から径方向に１７．５ｃｍの位置
‐  補助攪拌翼の翼下端面の位置（※）：反応槽の槽底部から水面までの距離を１とした場合に、水面から０．１の深さに相当する位置
（※補助攪拌翼の翼下端面の位置は下記アンモニア水滴下前の時点における位置である。）
‐  補助攪拌翼の回転数：１００ｒｐｍ【００３９】
例７
アンモニア水の添加時間を４時間としたこと以外は例６と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００４０】
例８（比較）
攪拌翼の回転速度を４０ｒｐｍとしたこと以外は例１と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００４１】
例９（比較）
アンモニア水の滴下時間を１時間としたこと以外は例１と同様にして、板状酸化亜鉛粒子の作製及び評価を行った。【００４２】
【表１】
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【図１】
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【国際調査報告】
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