JP2000044242A - 表面被覆組成物 - Google Patents

表面被覆組成物

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JP2000044242A
JP2000044242A JP10246479A JP24647998A JP2000044242A JP 2000044242 A JP2000044242 A JP 2000044242A JP 10246479 A JP10246479 A JP 10246479A JP 24647998 A JP24647998 A JP 24647998A JP 2000044242 A JP2000044242 A JP 2000044242A
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Japan
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titanium oxide
oxide polymer
sol solution
water
coating film
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JP10246479A
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Yoshiaki Sakashita
好顕 阪下
Kazuhisa Ishii
一久 石井
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Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Asahi Beer Pax Co Ltd
Original Assignee
Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Asahi Beer Pax Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/008Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
    • C03C17/009Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】貯蔵安定性に優れ、被覆膜が耐水性、耐アルカ
リ水溶液性、耐加傷性に優れている被覆膜を与えるチタ
ン酸化物重合体ゾル液を提供する。 【構成】テトラアルコキシチタンを水、重合触媒と共に
選ばれた溶媒即ち、炭素原子数が4以上のモノアルコー
ル、アルキレングーリコール又はその縮合物、アルキレ
ングリコール又はその縮合物のモノアルキルエーテルの
いづれか一つ又は二つ以上の混合物の中で反応させるこ
とにより得たチタン酸化物重合体ゾル液

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明はチタンアルコキサ
イドを原料として無機材料表面にチタン酸化物重合体ゲ
ルを形成し、以て当該無機材料の表面を保護することを
可能にする材料を提供するものである。チタン酸化物重
合体ゲルは無色透明であるため材料の色調を損なわずに
表面に被覆膜を付与できる事、更には適宜着色剤を使用
し、ゾル液を着色して被覆に使用すると後から被被覆物
を着色することができる。
【0002】
【従来技術】エチルシリケートのゾル液を使用したガラ
ス瓶表面へのシリカ被覆物に係る発明が、本願発明の出
願人等によって提供されている(特開平9−23931
1)ところ、シリカ被覆物が当該瓶の多様な使用状況の
下において、き裂や部分的はく離等に十分に耐え得るも
のであるためには、更なる改良を必要とするものであ
り、現に洗浄に使用されるアルカリ性の水溶液に耐える
ようにするため、改善を加えた技術(特願平9−788
26)を本願発明の出願人は提供しているものである。
しかしながら、シリカ被覆を施した瓶を数回にわたり繰
り返し使用するとき、洗浄その他の工程において、瓶と
これを含む他の物体との接触によってシリカ被覆がはが
れてしまうことが起こり、改良の必要があるのが現状で
あることに加え、被覆の為に使用する材料が相当程度の
期間安定なゾル状態を保持していなければならないこと
を要求されるのであるが経時変化の激しい性質をもって
いるものであるだけに、この点においてもなお改良の必
要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、ゾル状態
での貯蔵安定性に富み、ゲル状態における密着性が優
れ、耐アルカリ水溶液性を有し、且つ接触、衝撃等に対
してひび割れ、欠け等を起こすことがないチタン酸化物
重合体ゲルを与えるチタン酸化物重合体ゾル溶液を提供
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願発明によって提供さ
れるチタン酸化物重合体ゾル溶液は次ぎのようにして提
供される。即ち、テトラアルコキシチタン、水、触媒を
炭素原子数が4以上のモノアルコール、アルキレングリ
コール又はその縮合物、アルキレングリコール又はその
縮合物のモノアルキルエーテルから選ばれたもの中で加
水分解重縮合して得られるチタン酸化物重合体のゾル溶
液を造るというものである。ここにおいて使用されるテ
トラアルコキシチタンとしては、テトラメトキシチタ
ン、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタ
ン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラ−n−ブト
キシチタン、テトライソブトキシチタン等が挙げられ
る。
【0005】次ぎに必要とされる水はテトラアルコキシ
チタンの加水分解と重縮合の程度に関係するものであっ
て、水が多くなると加水分解が進み、重縮合の程度も進
むのでチタン酸化物重合体のゾル溶液の貯蔵安定性を損
なうこととなり、少ないとチタン酸化物重合体ゾル溶液
から生成する同ゲルの被被覆物への密着性と強度を不十
分とすることとなるので、テトラアルコキシチタンの量
をベースとして当モル乃至2倍モル使用するのがよい。
【0006】触媒は、水と共にテトラアルコキシチタン
の加水分解と重縮合の程度に影響を与える要因であると
ころ、無機のものとしては塩化水素、硫酸、硝酸、リン
酸等、有機のものとしてはギ酸、酢酸、シュウ酸、マレ
イン酸等の酸が挙げられるところ、これらはアルコキシ
チタン対し0.01乃至0.03モル最適には0.02
モル使用するのがよい。
【0007】チタン酸化物重合体ゾル溶液を製造してか
ら使用するまでの貯蔵期間中、安定な溶液として保持す
るうえで、使用する溶剤が大切であることは言うまでも
ないことであるところ、本願発明においては、特に選ば
れたものが適していることが判明している。即ち、炭素
原子数が4以上のモノアルコール、アルキレングリコー
ル又はその縮合物、アルキレングリコール又はその縮合
物のモノアルキルエーテルから選ばれたものを使用する
ことにある。いづれか一つを使用することも、二つ以上
を混合して使用することもできる。具体的には、n−ブ
タノール、n−ペンタノール、n−オクタノール、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、エチレングリコールモノ低級アルキルエーテ
ル例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレング
リコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコー
ルモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモ
ノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノ低級
アルキルエーテル例えばプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノ低級アルキルエーテル例
えばジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノ−n−ブチルエーテル等である。これら溶媒は
上記したものの中から選ばれるものを使用するのが好ま
しいのであるが、製造コスト上(原料費や短時間で乾燥
を終える等)の理由から又溶媒の特殊な臭いを緩和する
ことから、外の溶媒(例えばプロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール)を併用することがある。斯る場
合、上記必須溶媒を少なくとも2割以上含む組成の溶媒
となしたものを使用することが必要である。
【0008】加水分解重縮合はテトラアルコキシチタ
ン、水、触媒及び溶剤を混合して、冷却乃至は加温の条
件下で撹拌することによって、本願発明のゾル溶液は造
られる。本願発明によって提供されるチタン酸化物重合
体ゾルは、そのままで無機材料の表面に、それ自体公知
の方法で塗布し、加熱乾燥するときゲル化し、当該無機
質表面に密着性に富み衝撃に強い強固なチタン酸化物ゲ
ルの皮膜を与える。又、当該ゾルは顔料や染料その他光
吸収剤の添加により容易に着色できるので無着色の被被
覆体であっても、後から容易に着色物に変えることがで
きる。無機材料、殊にガラス瓶は本願発明により提供さ
れるチタン酸化物重合体ゾルを使用して、これを被覆す
るときは被覆膜の強度の助けを借りて、本体瓶を軽量化
できることにもつながるのである。
【0009】本願発明によって提供されるチタン酸化物
重合体ゾル溶液は、任意に着色することができるもので
あるところ、着色を必要とする場合には公知の顔料、染
料、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤等の外、被覆膜の不透
明化を生ぜしめる金属微粒子、金属酸化物微粒子等を適
宜選んで使用することができる。
【0010】かくして得られたチタン酸化物重合体のゾ
ル溶液は、無機材料の表面に塗布し、150〜350℃
で乾燥するとき当該重合体のゲルとなり、無機材料の表
面に被覆膜を与え、表面保護と美化そして必要な場合に
は着色に威力を発揮するところ、塗布方法としてはフロ
ーコート、スピンコート、スプレーコート等の方法を材
料の形態に合わせて適用することができる。ここに得ら
れる被覆膜は沸騰水、アルカリ水溶液による膨潤やはく
離を起こさず又加傷性テスト(ラインシミュレーターテ
スト)に十分耐え、表面に傷を受けることがなかった。
【0011】
【実施例】以下本願発明をさらに詳しく説明するために
実施例を記述する。 実施例1 200mlの三角フラスコに水1.8g、60%硝酸
0.1g、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテ
ル83.9gを入れ、撹拌混合し、テトライソプロポキ
シチタン14.2g(0.05モル)を加え、室温で2
時間撹拌し、一夜放置してチタン酸化物重合体ゾル溶液
を得た。
【0012】実施例2〜10 水、60%硝酸、テトライソプロポキシチタンの使用量
は実施例1と同じにして、溶媒だけを表1に示すとおり
に使用して、実施例1と同様の手法でチタン酸化物重合
体ゾル溶液を得た。
【表1】
【0013】各実施例で得たチタン酸化物重合体ゾル溶
液につき、以下のテストを行いその評価を行った。被覆
膜の耐沸騰水性、耐アルカリ水溶液性、及び加傷性は実
施例で得たゾル液に無色のガラス瓶を浸漬し、引き上げ
て約400rpmで2分間回転させ過剰の液を取り除
き、100℃で30分、250℃で15分処理して被覆
膜を施された瓶を作り各々のテストに供した。 1.貯蔵安定性テスト 実施例で得たゾル液を40℃で1ケ月間静置し透明性が
保持されているか、不溶物が析出していないかを目視的
に観察した。 2.耐沸騰水性テスト 沸騰水中に被覆膜を施した瓶を1時間浸漬したときの被
覆膜の変化を目視的に処理前のものと比較した。 3.耐アルカリ水溶液性テスト 60℃に保温した2.5%の水酸化ナトリウム水溶液に
被覆膜を施した瓶を30分間浸漬したときの被覆膜の変
化を目視的に処理前のものと比較した。 4.耐加傷性テスト 非腹膜を施した瓶をラインシミュレーターに乗せ、1分
間稼働して被覆膜の変化を目視的に処理前のものと比較
した。
【0014】夫々の実施例で得たチタン酸化物重合体ゾ
ル液について、行ったテストの結果は表2に示すとおり
であった。
【表2】 実施例11 上記各種テストにおいて、判断をしやすくする目的で実
施例1で得たゾル液にC.I.Solvent Yel
low 21を加えてゾル液を着色したものを使って、
上記各テストを行った。結果は実施例1における無着色
のものと同様であり、且つ色調の変化も見られなかっ
た。
【0015】本願発明と比較するために、水、60%硝
酸、テトライソプロポキシチタンの使用量は実施例1と
同じにして溶媒だけを変えたものについてゾル液を造っ
たところ、いづれも安定なゾル液が得られなかった。 参考例1 イソプロピルアルコール 83.9g 参考例2 エチルアルコール 83.9g 参考例3 イソプロピルアルコール 67.5g エチレングリコール−n−ブチルエーテル16.4g
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 一久 兵庫県伊丹市千僧五丁目41番地 帝国化学 産業株式会社伊丹工場 Fターム(参考) 4G047 CA02 CB06 CD01 4G059 EA04 EB07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チタン酸化物重合体と炭素原子数が4以上
    のモノアルコール、アルキレングリコール又はその縮合
    物、アルキレングリコール又はその縮合物のモノアルキ
    ルエーテルのいづれか一つ又は二つ以上の混合物とから
    なるチタン酸化物重合体ゾル溶液
  2. 【請求項2】テトラアルコキシチタン、水及び重合触媒
    を炭素原子数が4以上のモノアルコール、アルキレング
    リコール又はその縮合物、アルキレングリコール又はそ
    の縮合物のモノアルキルエーテルのいづれか一つ又は二
    つ以上の混合物の中に加え、反応させることを特徴とす
    るチタン酸化物重合体ゾル溶液の製造方法
  3. 【請求項3】請求項2記載の溶液の製造方法において重
    合触媒として無機酸を使用するチタン酸化物重合体ゾル
    溶液の製造方法
  4. 【請求項4】請求項3記載の製造方法において無機酸が
    硝酸である請求項3記載のチタン酸化物重合体ゾル溶液
    の製造方法
  5. 【請求項5】請求項1のゾル溶液又は請求項2乃至4の
    いづれかの製造方法によって得たゾル溶液を無機材料表
    面に塗布し、乾燥することを特徴とする無機材料表面を
    チタン酸化物重合体ゲルで被覆する方法
  6. 【請求項6】請求項5記載の方法によりチタン酸化物重
    合体ゲルの皮膜を形成されている無機材料
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518873A (ja) * 2004-11-02 2008-06-05 ナノゲート エージー 二酸化チタンナノ粒子の合成
JP2008156280A (ja) * 2006-12-23 2008-07-10 Matsumoto Fine Chemical Co Ltd 有機チタンオリゴマー及びその製造方法
JP2009525246A (ja) * 2006-02-01 2009-07-09 コロロッビア イタリア ソシエタ ペル アチオニ ナノ粒子の形態のTiO2の水性分散液の製造方法、及びこの方法で得られる分散体

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JP2009525246A (ja) * 2006-02-01 2009-07-09 コロロッビア イタリア ソシエタ ペル アチオニ ナノ粒子の形態のTiO2の水性分散液の製造方法、及びこの方法で得られる分散体
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