JP2005162554A

JP2005162554A - チタニア溶液の製造方法

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Publication number: JP2005162554A
Application number: JP2003405458A
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Inventors: Katsuyuki Nakano; 勝之中野; Hideko Azuma; 英子東
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Publication date: 2005-06-23
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Abstract

【課題】チタニア溶液を製造する際において、分散剤として過酸化水素水を用いるときの問題点を解決すること、例えばチタニアがゲル化又は凝集化するのを抑えること。
【解決手段】チタニアを過酸化水素溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成させ、このアモルファスチタニアのゲル体と過酸化水素溶液とを混合してアモルファスチタニアのゾル化させた後、当該ゾル化したアモルファスチタニアを含む溶液に、アルカリ溶液を供給してｐＨを２〜１０に調整する構成とする。この場合、得られたアモルファスチタニアを含む溶液を例えば常温にて長時間放置してもチタニアがゲル化又は凝集化するのが抑えられる。即ち、チタニアの微粒子が高分散化した状態が長期に亘って確保することのできるチタニア溶液を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光触媒作用を有するコーティング膜の原料として用いられ、非結晶性チタニア又は結晶性チタニアを含むチタニア溶液の製造方法に関する。

従来、酸化チタン（ＴｉＯ_２）であるチタニアは、光などを照射することにより活性化する光触媒作用を有しており、例えばセラミックス、陶磁器、金属、繊維、樹脂、建築用部材など種々の基材の表面に薄膜状に形成することにより、当該基材の表面を保護すると共に、光触媒作用により基材の表面が汚れるのを防ぐためのコーティング膜の原料として用いられている。このチタニアからなるコーティング膜を基材の表面に形成する手法としては、例えば非結晶性チタニアを含む溶液を基材の表面に塗布し、乾燥させた後に焼成する方法、あるいは結晶性チタニアを含む溶液を基材の表面に塗布し、低温で加熱乾燥する方法が用いられている。

上述の非結晶性チタニアを含む溶液としては、例えば粒界が存在しない特質を有するアモルファスチタニアの微粒子を例えば過酸化水素水に分散せしめた溶液が知られている。また結晶性チタニアを含む溶液としては、例えばアナタースチタニアの微粒子を水に分散せしめた溶液が知られている。これらの溶液の従来の製造方法の一例について以下に簡単に述べておく。

先ず非結晶性チタニアであるアモルファスチタニアを含む溶液の製造方法について述べると、チタンテトライソプロポキシド（ＴＩＰ）と、イソプロパノール（ＩＰＡ）とを所定のモル比で混合して撹拌した後に、更に所定量のＩＰＡと水の混合液を加え、撹拌してチタニアを生成させる。このチタニアを母液から分離し、通気乾燥させてチタニアの粉末を得る。しかる後、当該粉末を過酸化水素水に溶解させて当該チタニアのゲル体を生成させた後、分散剤として更に過酸化水素水を加えてチタニアのゲル体をゾル化させることにより、アモルファスチタニアの微粒子を含むチタニア溶液を得ることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

こうして得たアモルファスチタニアを含む溶液は、例えばセラミックス、金属などの種々の基材の表面に薄膜状に塗布し、乾燥させた後に所定の温度例えば５００℃で焼成してアモルファスチタニアをアナタースへ変性させることにより、当該基材の表面に光触媒作用を有するチタニアのコーティング膜が形成される（例えば、特許文献２参照。）。

一方、結晶性チタニアであるアナタースチタニアを含む溶液は、例えば水酸化チタンなどを分散せしめた溶液を原料として製造される。先ず塩化チタン、硫酸チタンなどの無機チタン化合物の水溶液をアンモニア、水酸化ナトリウムなど反応させることで得られた水酸化チタンゲルなどの分散液を充分に水洗した後、過酸化水素水を加えてチタン酸溶液を得る。未反応の過酸化水素は放置により分解させる。そしてこの溶液を所定の温度で所定の時間加熱処理を行うことにより、アナタースの結晶核を発生させてアナタースチタニアを含む溶液が得られる。こうして得たアナタースチタニアを含む溶液は、当該チタニアが既に光触媒作用を有することから、アモルファスチタニアと異なり焼成をしなくとも基材の表面に塗布し、乾燥又は低温加熱させることでコーティング膜が形成されることが知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平１０−１６７７２８号公報（「従来の技術」）特開平１０−４６３１７号公報（請求項１、段落０００６）特開平１０−６７５１６号公報（段落００１１〜００１５）

しかしながら上述のチタニアを含む溶液には、以下の問題がある。即ち、アモルファスチタニアを含む溶液は、上述のように過酸化水素水にチタニアを分散させているため、この溶液はｐＨが例えば１程度の強酸性を呈している。強酸性の下ではチタニアが縮重合して溶液ではゲル化又は凝集化してしまう場合がある。具体的には、例えば常温で放置しておくと数日で溶液の粘度が高くなり、更には１週間程度でチタニアがゲル状又は塊状になってしまうことがある。またｐＨが例えば１程度の酸性を呈しているのことから、被コーティング体の選択に制限があり、特に金属の基材に塗布すると、その表面を腐食してしまう場合がある。

一方、アナタースチタニアを含む溶液は、その調製過程において過酸化水素水に分散させており、過酸化水素が残った状態で結晶化させるための加熱処理をすると、特に加熱初期時において結晶化前のチタニアがゲル化又は凝集化してしまう場合がある。

更に、アモルファスおよびアナタースいずれの溶液を調製する際にも、チタニア粒子又はチタニアゲルに過酸化水素水を加えた際に、その溶解熱により溶液の温度が上昇し、そのため過酸化水素が盛んに分解されて溶液中に例えば酸素ガスの気泡が発生してしまう場合がある。この気泡は例えばコーティング膜を粗密化する要因となる懸念があるので取り除いておくことが得策であるが、その分手間がかかるために生産効率が低下する場合がある。また多量の溶液を調製しようとすると発熱量が大きく、溶液が沸騰して作業者にとって危険である。

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的はチタニア溶液を製造する際において、分散剤として過酸化水素水を用いるときの問題点を解決することにあり、具体的には例えばチタニアがゲル化又は凝集化するのを抑え、チタニアの粒子の分散状態が安定したチタニア溶液の製造方法を提供することにある。

本発明のチタニア溶液の製造方法は、チタニアを過酸化水素溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、
前記アモルファスチタニアのゲル体と、過酸化水素溶液と、を混合してアモルファスチタニアのゾル化させる工程と、
このゾル化したアモルファスチタニアを含む溶液に、アルカリ溶液を供給してｐＨを２〜１０に調整する工程と、を含むことを特徴とする。

前記アモルファスチタニアのゲル体を生成させる工程は、溶解液の温度を２０℃以下に調整してチタニアを溶解させるようにしてもよい。またチタニア溶液は、例えば無定形シリカ又はシリカ粒子などのシリカを含んでいてもよい。更にチタニア溶液は、例えば基材の表面に薄膜状に形成されるコーティング膜の原料として用いられることもできる。

また他の発明は、溶解液の温度を２０℃以下に調整しながらチタニアを過酸化水素溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、前記アモルファスチタニアのゲル体と、過酸化水素溶液と、を混合してアモルファスチタニアのゾル化させる工程と、を含むことを特徴とする。

更に上述の手法により得たアモルファスチタニアのゾル体を含むチタニア溶液であって、ｐＨが２〜１０に調整されたこのチタニア溶液を所定の温度で加熱し、当該アモルファスチタニアを結晶化させてアナタースチタニアを生成する工程を含むようにしてもよい。この場合、アモルファスチタニアの粒子と水とを混合し、この混合物に超音波を印加した後に所定の温度に加熱して生成させたアナタースチタニアの粒子を、上述の手法により得たアモルファスチタニアのゾル体を含むチタニア溶液であって、ｐＨが２〜１０に調整されたこのチタニア溶液と混合して、前記アナタースチタニアを生成する工程を行うようにしてもよい。

本発明のチタニア溶液の製造方法によれば、アルカリ溶液により溶液のｐＨを２〜１０に調整することにより、例えば常温にて長時間放置してもチタニアがゲル化又は凝集化するのが抑えられる。即ち、チタニアの微粒子が高分散化した状態が長期に亘って確保することのできるチタニア溶液を得ることができる。また例えばコーティングの原料として用いた場合には、アルカリ溶液の量を調節することにより、種々の基材に応じたｐＨに調整することができるので、基材を劣化させることが少ない。

本発明に係るチタニアを含む溶液の実施の形態について図１を参照しながら説明する。先ず図１のステップＳ１に示すように、チタンテトラアルコキシド例えばチタンテトライソプロポキシド（ＴＩＰ）と、アルコール例えばイソプロパノール（ＩＰＡ）とを所定のモル比例えばＴＩＰ／ＩＰＡ＝１／５で混合して充分に撹拌する。次いでステップＳ２に示すように、ＴＩＰ、ＩＰＡおよび水が所定のモル比例えばＴＩＰ／ＩＰＡ／水＝１／５〜１０／４のモル比となるようにＩＰＡと水の混合液を加え、更に所定の温度例えば２５℃に温調しながら溶液を充分に撹拌してＴＩＰの加水分解を促進させることにより微粒子状のチタニアの微粒子を生成させる。なお、ＴＩＰ、ＩＰＡ及び水は同時に混合するようにしてもよい。続いてステップＳ３に示すように、このチタニアの微粒子を例えば濾過器を用いて母液から分離し、所定の温度例えば１００℃で例えば２０時間通気乾燥させてチタニアの粉末（微粒子群）を得る。

続いてステップＳ４に示すように、チタニアの粉末に酸性溶液例えば過酸化水素溶液、例えば１０〜５０重量％の過酸化水素を含む水溶液（過酸化水素水）を加えて、その温度が例えば２０℃以下、好ましくは５〜２０℃になるように溶液（チタニアの溶解液）を温調しながら撹拌して当該チタニアの粉末を所定量溶解せしめることにより、チタニアがゲル化してチタニアのゲル体が生成される。このチタニアのゲル体は粒界を有しないアモルファスチタニアからなるものである。更にステップＳ５に示すように、溶液を撹拌すると共に、その温度が例えば２０℃、好ましくは５〜２０℃に溶液を温調しながら更に分散剤として酸性溶液例えば過酸化水素溶液、例えば１０〜５０重量％の過酸化水素を含む水溶液（過酸化水素水）を加えて、ゲル状のチタニアをゾル化つまり超微粒子化させて溶液中に高分散せしめることにより、例えばｐＨが１程度のアモルファスチタニアを含む溶液を得る。

更に続いてステップＳ６に示すように、溶液のｐＨが例えば２〜１０、好ましくは４〜８になるように所定量のアルカリ溶液例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、アミン類などを加えて分解させる。ｐＨをどのような値に設定するかは、例えばコーティング膜の原料として用いる場合には基材の種類、特に基材の耐酸特性又は耐アルカリ特性により決められる。このようにして平均粒径が例えば１０〜２８ｎｍのアモルファスチタニアを含む溶液が得られる。なおアルカリ溶液を加えることでチタニア以外の金属イオン又は有機物質が溶液に混入すると、これらは結果として不純物となり、更に例えばコーティング膜の原料として用いる場合など、当該溶液を加熱する際に有害な揮発性物質を発生させる場合があるため、アンモニアを用いるのが好ましい。アンモニアは例えばアンモニア水（アンモニア水溶液）であってもよい。

上述のアモルファスチタニアを含む溶液は、例えばコーティング膜の原料として用いられ、例えばセラミックス、金属、ガラス、建築材などの種々の基材の表面に対して塗布及び／又は基材を溶液に含浸させることにより、この基材の表面に薄膜状の液膜を形成させる。次いでこの液膜を乾燥させた後、基材の種類に応じて許容される温度例えば５００℃で焼成すると、アモルファスチタニアがアナタースチタニアへ変性されて、基材の表面に光触媒作用を有するチタニアの緻密なコーティング膜が形成されることとなる。なお乾燥温度は特に限定されることはなく、５００℃以上に設定してもよいが、チタニアのルチル化が促進しない温度に設定するのが好ましい。またこのチタニア溶液の用途はコーティング材の原料に限られず、例えば化粧水の原料などに用いてもよい。

上述の実施の形態によれば、例えばアンモニアなどのアルカリを加えてｐＨを２〜１０、好ましくは４〜８に調整するようにすることにより、得られた溶液は長時間放置してもチタニアがゲル化又は凝集化することが極めて少ない。即ち、チタニアの超微粒子が高分散した状態を長期に亘って確保することのできるアモルファスチタニアを含む溶液を得ることができる。更にアルカリ溶液の添加量を調節し、耐酸性又は耐アルカリ性など基材の有する性質に応じて溶液のｐＨを前記した所定の範囲内のいずれかに設定することで種々の基材に対応した溶液を調製することができる。具体的には、金属の基材を選択した場合には、この金属の表面が腐食されるのを抑えるためにｐＨを例えば７付近に設定してもよい。

更に上述の実施の形態によれば、チタニアの粉末をゲル化させる処理（ステップＳ４に相当）を行う際において、溶液の温度を所定の温度例えば２０℃以下、但し低すぎると溶解度が低下してチタニアが溶解し難くなってしまうために、好ましくは５〜２０℃に温調しながら過酸化水素水を加えることにより、後述する実施例の結果からも明らかなように、チタニアの溶解速度を制御かつ比較的短時間で調製することができる。即ち、溶解熱による発熱量を制御することができるので、調製時における溶液の温度制御が簡単になり、かつ比較的短時間で溶液の調製をすることができることから、結果として生産性の向上を図ることができる。更に２次処理であるチタニアのゲル体をゾル化させる処理（ステップＳ５に相当）においても、同様に溶液の温度を所定の温度例えば２０℃以下、好ましくは５〜２０℃に温調しながら過酸化水素水を加えることにより、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

続いてアナタースチタニアを含む溶液の製造方法に係る実施の形態について図２を用いて説明する。アナタースチタニアを含む溶液の原料には、上述の手法により得たアモルファスチタニアを含む溶液が用いられる。先ずステップＳ７に示すように、アモルファスチタニアを含む溶液であって、ステップＳ６においてアルカリ溶液を加える際に、ｐＨが例えば２〜１０、好ましくは４〜８に調整された溶液を準備する。続いてステップＳ８に示すように、当該溶液を撹拌しながら加熱手段例えば湯浴又はオートクレープなどを用いて加熱し、所定の温度例えば６０℃以上、好ましくは９５〜１２０℃に温調すると共に、所定の時間例えば１〜１２時間かけて加熱処理する。このときアモルファスチタニアが変性してアナタースが核発生することにより、アナタースチタニアの微粒子を含む溶液を得る。

こうして得られたアナタースチタニアを含む溶液は、例えばセラミックス、ガラス、金属、建築材の他、樹脂、繊維などの種々の基材の表面に対して塗布及び／又は基材を溶液に含浸させることにより、この基材の表面に薄膜状のコーティング膜が形成される。このようにアナタースチタニアを含む溶液を用いた場合には、高温に加熱しなければならない焼成処理を必要としないため、例えば樹脂などの耐熱性に劣る材質からなる基材のコーティングにも適用することができ、更に屋外の建物構造物など焼成処理を行うことが難しいものにコーティングすることができるので有利である。またこのチタニア溶液の用途はコーティング材の原料に限られず、例えば化粧水の原料などに用いてもよい。

上述の実施の形態によれば、ｐＨが２〜１０、好ましくは４〜８のアモルファスチタニアを含む溶液を用いることにより、加熱処理した際、特に加熱処理の初期時において変性前のアモルファスチタニアがゲル化又は凝集化するのが抑えられる。このため粒径の細かいアナタースチタニアが高分散したチタニア溶液を得ることができる。更に、この場合には溶液に含まれる余剰の過酸化水素を分解させ、更に過酸化水素から発生する気泡を取り除く手間が省けるので、生産効率の向上を図ることができる点で有利である。なお、溶液のｐＨが８よりも高いとチタニアの核発生の促進が低下する。また溶液のｐＨが低すぎると前記したように加熱時、特に加熱初期時においてチタニアがゲル化してしまう。即ち、ｐＨが４〜８のアモルファスチタニアを含む溶液を用いることが好ましい。

続いて、アモルファスチタニアを原料としてアナタースチタニアを含む溶液を製造する手法の他の例について説明する。先ず例えばステップＳ３により得たアモルファスチタニアの粉末を水例えば純水に加えて撹拌する。この溶液に超音波処理例えば所定の時間超音波を印加し、アモルファスチタニアを超微粒子化させて水中に高分散せしめた後、この水を例えば１００℃に加熱することにより、アモルファスチタニアが結晶化してアナタースに変性して、アナタースチタニアの超微粒子が高分散した溶液を得る。そしてこの溶液を前記したステップＳ７により得た溶液と混合し、次いでステップＳ８の加熱処理を行う構成とする。この場合、超音波が印加された際にアモルファスチタニアが粉砕されて超微粒子化し、加熱した際にこの超微粒子が核となってアナタースチタニアの微粒子の生成が促進される。

なお、本発明においてはアモルファスチタニアのゲル体を得るために過酸化水素水に溶解させるチタニアは、チタンテトラアルコキシドを原料にして得たチタニアに限定されるものではなく、例えば塩化チタン、硫酸チタンなどの無機チタン化合物を原料として得た水酸化チタンゲルを含む溶液を用いることもできる。但し、この場合、塩素成分や硫酸成分は水洗いや焼成によっても充分に除去することが難しい。この塩素成分や硫酸成分がコーティング膜内の残っていると、これらは大気中に浮遊する金属イオン例えば鉄イオンと反応して淡い褐色を呈し、例えば外壁などの基材にコーティング膜を形成した場合にはチタニアの光触媒反応により防汚を目的の一つとしているにも関わらず、表面が汚れたようになってしまうこともある。従って、本例のようにＴＩＰなどの有機系の原料を用いることでコーティング膜が呈色するのを防止できることが期待できる。

ここで、特にコーティング膜の原料に適したチタニア溶液の例について説明する。既述のアモルファスチタニア又はアナタースチタニアを含むチタニア溶液と、シリカ例えば非結晶性シリカである無定形シリカを含む溶液とを混合して得たシリカを含むチタニア溶液を調製するようにしてもよく、この場合を当該チタニア溶液を基材の表面に塗布及び／又は含浸した後に、乾燥させてコーティング膜を形成する。更に具体的には、先ず無定形シリカの前駆体例えばＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）と、アルコール例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とを混合した溶液に更に無機酸例えば硝酸を加えて当該ＴＥＯＳの加水分解反応を促進させることにより、溶液中に無定形シリカの微粒子が生成する。この無定形シリカを含む溶液に例えばアンモニア水を加えてｐＨを調整した後、既述の工程を行って得たチタニア溶液に加えることでアモルファス又はアナタースチタニアと、無定形シリカと、を含む溶液を調製する。そして更に既述のように当該溶液にアンモニア水溶液を加えてｐＨを調整し、基材の表面に当該溶液を塗布及び／又は含浸して乾燥させることによりチタニア−シリカのコーティング膜が形成される。

上述のようにして形成されたコーティング膜は、膜中にシリカが介在することにより、当該膜表面の光の屈折率が低下する。このためチタニアのみのコーティング膜と比較して表面が例えば日光、照明などの光を反射させるのを抑えることができる。更にシリカの含有量を調節することにより、光の反射の具合を制御することもできる。更にまた、基材の表面に２以上のコーティング膜を積層させるようにしてもよい。具体的には、基材の表面にコーティング膜を形成させた後に、更に当該コーティング膜の表面に同様の手法により別のコーティング膜を形成する。この場合、例えばチタニア膜の上にチタニア−シリカ膜を形成するといったように種類の異なる膜と重ねてもよく、あるいはチタニア又はチタニア−シリカの同種の膜を重ねてもよい。何層形成するかは、例えば基材の種類に応じて決めることができる。シリカを含む溶液は、無定形シリカを含む溶液に限られず例えば結晶性シリカの粒子群を分散せしめた溶液であってもよい。

続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
（実施例１）
本例は、上述の手法を用いてアモルファスチタニアを含む溶液を調製した実施例である。先ずＴＩＰと、ＩＰＡをモル比がＴＩＰ／ＩＰＡ＝１／５になるように混合した後、ＩＰＡと水の混合液を加えてモル比がＴＩＰ／ＩＰＡ／水＝１／１０／４の混合液を得た。更に２５℃に調整しながら混合液を撹拌してチタニアの微粒子を生成させた。吸引濾過してチタニアを母液から分離し、１００℃で通気乾燥させてチタニアの粉末を得た。チタニアの粉末に３１重量％の過酸化水素水溶液を加え、溶液の温度が１０℃になるように温調しながら撹拌し、チタニアのゲル体を得た。更に３１重量％の過酸化水素水溶液を加えた後、この溶液にアンモニアを加えてｐＨを７に調整した。このようにして得たアモルファスチタニアの微粒子を含む溶液を常温で放置し、１週間経過後の溶液の状態、特にチタニアのゲル化又は凝集化の有無を確認した。

（比較例１）
本例はアルカリ溶液を加えなかったことを除いて実施例１と同じ例である。この溶液のｐＨは１であった。

（比較例２）
本例はアルカリ溶液を加えずに、溶液を撹拌して気泡を取り除きながら余剰の過酸化水素を自然分解させた例である。この溶液のｐＨは７であった。

（実施例１、比較例１および比較例２の結果と考察）
実施例１、比較例１および比較例２の結果の結果を図３に示す。この結果から明らかなように、比較例１の溶液は、数日後には粘性が増しており、更に１週間経過後にはチタニアがゲル化しており、溶液も黄色を呈していた。一方、実施例１の溶液は１週間が経過してもチタニアはゲル化又は凝集化はしていなかった。また比較例２の溶液もゲル化又は凝集化はしていなかったが、溶液を調製する際において余剰の過酸化水素を分解させるのに数日間を要したことから、生産効率の点において現実的でない。以上の結果から、アンモニアを加えることによりチタニアのゲル化を抑えることができることが確認された。

（実施例２）
本例は溶液の温度を所定の温度に温調しながらチタニアの粉末を過酸化水素水に溶解させた実施例である。この処理は、既述のステップＳ４に相当する。先ず１００ｍｌのサンプル瓶にアモルファスチタニアの粉末を１ｇ秤取り、１５重量％の過酸化水素水溶液を加えた。このとき恒温槽を用いて当溶液の温度が種々の温度、５℃、１０℃、２０℃、３０℃および４０℃になるように温調した。そして過酸化水素水溶液を加えてからチタニアが溶解するまでの時間（溶解時間）を計測した。なお、チタニアの粉末が目視で確認できなくなった時点でチタニアが溶解したと判断した。

（実施例２の結果と考察）
各温度における溶解時間の結果を図４に示す。この結果から明らかなように、５℃に温調した場合、溶解時間は８２ｍｉｎであり、１０℃では５１ｍｉｎであり、２０℃では２０ｍｉｎであった。一方、３０℃および４０℃は１５ｍｉｎであり、３０℃以上になると溶解時間は略一定となっている。以上の結果から溶液の温度によりチタニアの溶解速度が異なり、溶液の温調をすることでチタニアの溶解速度、換言すれば溶解熱の発熱量を制御できることが確認された。なお、例えば５℃に温調して溶解するのに８２ｍｉｎかかったとしても、アモルファスチタニアを含む溶液を製造する一連の工程（ステップＳ１〜Ｓ６）を行うのに要する時間が比較的長時間を要するため、生産効率に及ぼす影響は小さいと考える。

本発明のチタニア溶液の製造方法に係るアモルファスチタニアを含む溶液の製造工程を示す説明図である。本発明のチタニア溶液の製造方法に係るアナタースチタニアを含む溶液の製造工程を示す説明図である。本発明の効果を確認するために行った実施例を示す特性図である。本発明の効果を確認するために行った実施例を示す特性図である。

符号の説明

Ｓ１〜Ｓ８ステップ１〜８

本発明のチタニア溶液の製造方法は、チタニアを酸性溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、
前記アモルファスチタニアのゲル体と、酸性溶液と、を混合してアモルファスチタニアのゾル化させる工程と、
このゾル化したアモルファスチタニアを含む溶液に、アルカリ溶液を供給してｐＨを２〜１０に調整する工程と、を含むことを特徴とする。

また他の発明は、溶解液の温度を２０℃以下に調整しながらチタニアを酸性溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、前記アモルファスチタニアのゲル体と、酸性溶液と、を混合してアモルファスチタニアのゾル化させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明のチタニア溶液の製造方法は、チタニアの粉末を酸性溶液に溶解させると共にその溶解液の温度が２０℃以下となるように調整してアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、
前記アモルファスチタニアのゲル体と、酸性溶液と、を混合してアモルファスチタニアをゾル化させる工程と、
このゾル化したアモルファスチタニアを含む溶液に、アルカリ溶液を供給してｐＨを２〜１０に調整する工程と、を含むことを特徴とする。

またチタニア溶液は、例えば無定形シリカ又はシリカ粒子などのシリカを含んでいてもよい。更にチタニア溶液は、例えば基材の表面に薄膜状に形成されるコーティング膜の原料として用いられることもできる。

Claims

チタニアを酸性溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、
前記アモルファスチタニアのゲル体と、酸性溶液と、を混合してアモルファスチタニアをゾル化させる工程と、
このゾル化したアモルファスチタニアを含む溶液に、アルカリ溶液を供給してｐＨを２〜１０に調整する工程と、を含むことを特徴とするチタニア溶液の製造方法。
前記アモルファスチタニアのゲル体を生成させる工程は、溶解液の温度を２０℃以下に調整してチタニアを溶解させることを特徴とする請求項１又は２記載のチタニア溶液の製造方法。
溶解液の温度を２０℃以下に調整しながらチタニアを酸性溶液に溶解させてアモルファスチタニアのゲル体を生成する工程と、
前記アモルファスチタニアのゲル体と、酸性溶液と、を混合してアモルファスチタニアのゾル化させる工程と、を含むことを特徴とするチタニア溶液の製造方法。
請求項１ないし３のいずれかに記載の記載の手法により得たアモルファスチタニアのゾル体を含むチタニア溶液であって、ｐＨが２〜１０に調整された溶液を所定の時間、所定の温度で加熱して、当該アモルファスチタニアを結晶化させてアナタースチタニアを生成する工程を含むことを特徴とするチタニア溶液の製造方法。
アモルファスチタニアの粒子と水とを混合し、この混合物に超音波を印加した後に所定の温度に加熱して生成させたアナタースチタニアの粒子を、前記請求項１ないし３のいずれかに記載の手法により得たアモルファスチタニアのゾル体を含むチタニア溶液であって、ｐＨが２〜１０に調整されたこのチタニア溶液と混合して、前記アナタースチタニアを生成する工程を行うことを特徴とする請求項５記載のチタニア溶液の製造方法。
チタニア溶液はシリカを含むことを特徴とする請求項１ないし５記載のチタニア溶液の製造方法。
チタニア溶液は、基材の表面に薄膜状に形成されるコーティング膜の原料であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のチタニア溶液の製造方法。