JP2007055858A

JP2007055858A - 耐光性チタン酸塗膜及び耐光性チタン酸膜コーティング樹脂基板

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Publication number: JP2007055858A
Application number: JP2005244672A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yamamoto; 実山本; Hirohito Mori; 宏仁森
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: CN101248009A; KR101296489B1; WO2007023679A1; KR20080034960A; EP1925590A4; EP1925590B1; JP4948802B2; TWI367865B; EP1925590A1; DE602006020886D1; CN101248009B; TW200714553A; US20090246555A1

Abstract

【課題】耐光性に優れたチタン酸塗膜及びチタン酸膜コーティング樹脂基板を得る。
【解決手段】薄片状チタン酸懸濁液を基材に塗布し乾燥させて得られる耐光性チタン酸塗膜であって、薄片状チタン酸懸濁液が、層状チタン酸塩を酸で処理し、次いで有機塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離した後、有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸の水性媒体懸濁液であることを特徴としており、好ましくは、層状チタン酸塩が、式Ａ_xＭ_y□_zＴｉ_2-(y+z)Ｏ₄ [式中、Ａ及びＭは互いに異なる１〜３価の金属を示し、□はＴｉの欠陥部位を示す。ｘは、０＜ｘ＜１を満たす正の実数であり、ｙ及びｚは０＜ｙ＋ｚ＜１を満たす０または正の実数である]で表されることを特徴としている。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐光性に優れたチタン酸塗膜及びチタン酸膜コーティング樹脂基板に関するものである。

近年、様々な機能を付与する目的で、無機皮膜を各種基材上に形成する手法が提案されている。その一手法として、特許文献１には、層状チタン酸塩を酸処理した後に塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離して得られる薄片状チタン酸懸濁液、および該薄片状チタン酸懸濁液を樹脂フィルム等の基材に塗布し乾燥することにより得られるチタン酸塗膜が開示されている。このチタン酸塗膜は塗膜形成方法が非常に簡便であり、また前記特許文献に記載されているように、反射防止、高誘電率、光触媒、紫外線遮蔽、熱線反射などの効果が期待できる。

特許文献２〜４は、後述するように、層状チタン酸塩の製造方法を開示している。また、特許文献５及び６は、後述するように、薄片状チタン酸懸濁液の製造方法を開示している。
国際公開公報ＷＯ０３／０１６２１８号公報特許第２９７９１３２号公報国際公開公報ＷＯ９９／１１５７４号公報特許第３０６２４９７号公報特許第２６７１９４９号公報国際公開公報ＷＯ０３／０３７７９７号公報

本発明の目的は、耐光性に優れたチタン酸塗膜及びチタン酸膜コーティング樹脂基板を提供することにある。

本発明の耐光性チタン酸塗膜は、薄片状チタン酸の層間をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸から形成されていることを特徴としている。

本発明の好ましい実施形態における耐光性チタン酸塗膜は、薄片状チタン酸懸濁液を基材に塗布し乾燥させて得られる耐光性チタン酸塗膜であり、薄片状チタン酸懸濁液が、層状チタン酸塩を酸で処理し、次いで有機塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離した後、有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸の水性媒体懸濁液であることを特徴としている。

本発明において用いる薄片状チタン酸は、作用させた有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換したものである。この処理により、チタン酸塗膜の耐光性は格段に改善される。

本発明において用いる薄片状チタン酸懸濁液のｐＨは６〜９の範囲内のものが好ましい。ｐＨが６〜９の範囲内のものを用いることにより、形成したチタン酸膜の耐光性をさらに向上させることができる。

本発明において用いる層状チタン酸塩としては、式Ａ_xＭ_y□_zＴｉ_2-(y+z)Ｏ₄ [式中、Ａ及びＭは互いに異なる１〜３価の金属を示し、□はＴｉの欠陥部位を示す。ｘは、０＜ｘ＜１を満たす正の実数であり、ｙ及びｚは０＜ｙ＋ｚ＜１を満たす０または正の実数である]で表されるものであることが好ましい。例えば、具体的には、層状チタン酸塩が、Ｋ_0.5〜_0.8Ｌｉ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ_3.85〜₄で表されるものが挙げられる。

本発明の耐光性チタン酸膜コーティング樹脂基板は、上記本発明の耐光性チタン酸塗膜が、基材としての樹脂基板上に形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、耐光性に優れたチタン酸塗膜及びチタン酸膜コーティング樹脂基板とすることができる。

以下、本発明について、さらに詳細に説明する。

＜薄片状チタン酸懸濁液＞
本発明のチタン酸塗膜は、薄片状チタン酸懸濁液を基材に塗布し乾燥させて得ることができる。

本発明において用いる薄片状チタン酸懸濁液は、例えば、層状チタン酸塩を酸で処理して層状チタン酸を得た後、層間膨潤作用を有する塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離し、さらに有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換することにより得られる。セシウムイオンで置換する前の薄片状チタン酸懸濁液を得る方法は、例えば、特許文献１及び特許文献５に記載されている。

＜層状チタン酸塩＞
原料となる層状チタン酸塩は、例えば、特許文献２に開示の方法に従い、炭酸セシウムと二酸化チタンをモル比１：５．３で混合し、８００℃で焼成することによりＣｓ_0.7Ｔｉ_1.83Ｏ₄が得られる。また、特許文献５に開示の方法に従い、炭酸カリウムと炭酸リチウムと二酸化チタンをＫ／Ｌｉ／Ｔｉ＝３／１／６．５（モル比）で混合して摩砕し、８００℃で焼成することによりＫ_0.8Ｌ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ₄が得られる。更に、特許文献４に開示の方法に従い、アルカリ金属またはアルカリ金属のハロゲン化物もしくは硫酸塩をフラックスとし、フラックス／原料の重量比が０．１〜２．０となるように混合した混合物を７００〜１２００℃で焼成することにより、一般式Ａ_XＭ_Y□_ZＴｉ_2-(Y+Z)Ｏ₄［式中、Ａ及びＭは互いに異なる１〜３価の金属を示し、□はＴｉの欠陥部位を示す。Ｘは０＜Ｘ＜１．０を満たす正の実数であり、Ｙ及びＺは０＜Ｙ＋Ｚ＜１を満たす０または正の実数である］で表される層状チタン酸塩を得ることもできる。上記一般式におけるＡは、価数１〜３価の金属であり、好ましくは、Ｋ、Ｒｂ、及びＣｓから選ばれる少なくとも一種であり、Ｍは、金属Ａとは異なる価数１〜３価の金属であり、好ましくは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｎ、及びＮｉから選ばれる少なくとも一種である。具体的な例としては、Ｋ_0.80Ｌ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ₄、Ｒｂ_0.75Ｔｉ_1.75Ｌｉ_0.25Ｏ₄、Ｃｓ_0.70Ｌｉ_0.23Ｔｉ_1.77Ｏ₄、Ｃｅ_0.70□_0.18Ｔｉ_1.83Ｏ₄、Ｃｅ_0.70Ｍｇ_0.35Ｔｉ_1.65Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｍｇ_0.4Ｔｉ_1.6Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｎｉ_0.4Ｔｉ_1.6Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｚｎ_0.4Ｔｉ_1.6Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｃｕ_0.4Ｔｉ_1.6Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｆｅ_0.8Ｔｉ_1.2Ｏ₄、Ｋ_0.8Ｍｎ_0.8Ｔｉ_1.2Ｏ₄、Ｋ_0.76Ｌｉ_0.22Ｍｇ_0.05Ｔｉ_1.73Ｏ₄、Ｋ_0.67Ｌｉ_0.2Ａ_l0.07Ｔｉ_1.73Ｏ₄等が挙げられる。また、特許文献６に開示の方法に従い、Ｋ_0.8Ｌ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ₄を酸洗後、焼成して得られるＫ_0.5〜_0.7Ｌ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ_3.85〜_3.95も利用することができる。

＜層状チタン酸＞
層状チタン酸は、例えば、上記層状チタン酸塩を酸処理し、交換可能な金属カチオンを水素イオンまたはヒドロニウムイオンで置換することにより得られる。酸処理に使用する酸は、特に限定されるものではなく、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸などの鉱酸、あるいは有機酸でも良い。層状チタン酸の種類、酸の種類及び濃度、層状チタン酸のスラリー濃度は、金属カチオンの交換率に影響する。一般に、酸濃度が低く、スラリー濃度が大きいほど、層間金属カチオンの残存量が多くなり、層間剥離しにくくなるため、剥離後の薄片状チタン酸の厚みが大きくなる。金属カチオンが除きにくい場合は、必要に応じて酸処理を繰り返し行ってもよい。

＜薄片状チタン酸＞
セシウムイオンで置換する前の薄片状チタン酸懸濁液は、上記層状チタン酸に層間膨潤作用のある塩基性化合物を作用させ、層間を膨潤または剥離することにより得られる。層間膨潤作用のある塩基性化合物としては、例えば、１級〜３級アミン及びそれらの塩、アルカノールアミン及びそれらの塩、４級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、アミノ酸及びそれらの塩等が挙げられる。１級アミン類としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン、２−エチルヘキシルアミン、３−メトキシプロピルアミン、３−エトキシプロピルアミン等及びこれらの塩が挙げられる。２級アミン類としては、例えば、ジエチルアミン、ジペンチルアミン、ジオクチルアミン、ジベンジルアミン、ジ（２−エチルヘキシル）アミン、ジ（３−エトキシプロピル）アミン等及びこれらの塩が挙げられる。３級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリオクチルアミン、トリ（２−エチルヘキシル）アミン、トリ（３−エトキシプロピル）アミン、ジポリオキシエチレンドデシルアミン等及びこれらの塩が挙げられる。アルカノールアミン類としては、例えば、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、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール等及びこれらの塩が挙げられる。水酸化４級アンモニウム塩類としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。４級アンモニウム塩類としては、例えば、ドデシルトリメチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ベンジルトリメチルアンモニウム塩、ベンジルトリブチルアンモニウム塩、トリメチルフェニルアンモニウム塩、ジメチルジステアリルアンモニウム塩、ジメチルジデシルアンモニウム塩、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム塩、ドデシルビス（２−ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンドデシルメチルアンモニウム等が挙げられる。

ホスホニウム塩類としては、例えば、テトラブチルホスホニウム塩、ヘキサデシルトリブチルホスホニウム塩、ドデシルトリブチルホスホニウム塩、ドデシルトリフェニルホスホニウム塩等の有機ホスホニウム塩等が挙げられる。また、１２−アミノドデカン酸、アミノカプロン酸等のアミノ酸類及びこれらの塩や、ポリエチレンイミン等のイミン類及びこれらの塩も使用可能である。

そしてこれらの塩基性化合物は、目的に応じて、１種類あるいは数種類を混合して用いても良い。特に、疎水性の高い塩基性化合物単独では剥離が十分に進まないため、親水性の高い塩基性化合物と併用することが好ましい。

層間膨潤作用のある塩基性化合物を作用させるためには、酸処理または温水処理後の層状チタン酸を水系媒体に分散させた懸濁液に、撹拌下、塩基性化合物または塩基性化合物を水系媒体で希釈したものを加えれば良い。あるいは塩基性化合物の水系溶液に、撹拌下、該層状チタン酸、またはその懸濁液を加えても良い。

水系媒体または水系溶液とは、水、水に可溶な溶媒、または水と水に可溶な溶媒との混合溶媒、あるいはその溶液を意味する。

水に可溶な溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、プロピレンカーボネート等のエステル類を挙げることができる。

塩基性化合物の添加量は、層状チタン酸塩のイオン交換容量の０．３〜１０当量、好ましくは０．５〜２当量とするのがよい。ここで、イオン交換容量とは、交換可能な金属カチオン量であり、例えば層状チタン酸塩が一般式Ａ_XＭ_Y□_ZＴｉ_2-(Y+Z)Ｏ₄で表される場合、Ａの価数をｍ、Ｍの価数をｎとするときのｍｘ＋ｎｙで表される値をいう。

＜セシウムイオンで置換された薄片状チタン酸懸濁液＞
本発明における薄片状チタン酸は、有機塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離した後、水性媒体中で有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸である。この処理により、チタン酸膜の耐光性が格段に改善される。有機塩基性化合物をセシウムイオンに置換するには、薄片状チタン酸の水系分散液に水溶性のセシウム塩を添加し、１時間程度攪拌すれば良い。水溶性のセシウム塩としては、例えば、炭酸セシウム、塩化セシウム、硝酸セシウム、酢酸セシウム、硫酸セシウム、フッ化セシウム、水酸化セシウムなどを用いることができ、最も好ましいのは炭酸セシウムである。セシウム塩の添加量は、層状チタン酸塩のイオン交換容量の０．１〜１．０当量が好ましく、さらに好ましくは０．２〜０．５当量とするのがよい。０．１当量未満では有機塩基性化合物のセシウムイオンへの置換量が不十分となり、１．０当量を超えると更なる効果が見られず不経済となる場合がある。また、過剰のセシウム塩および脱離した有機塩基性化合物は、処理後に遠心洗浄等により除去することが望ましい。本発明における薄片状チタン酸におけるセシウムイオンの含有量は、Ｃｓ₂Ｏ含有量に換算すると、１０〜３０重量％の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１５〜２５重量％の範囲内である。

薄片状チタン酸の平均長径は１〜１００μｍが好ましく、更に好ましくは１０〜５０μｍであり、平均厚みは０．５ｎｍ〜２μｍが好ましく、更に好ましくは１ｎｍ〜１μｍである。

薄片状チタン酸の平均長径は、塩基性化合物を作用させて層間剥離を行う行程で強い剪断力での攪拌を行わない限り、原料である層状チタン酸塩の平均長径をほぼ保つ。

薄片状チタン酸の平均長径が１μｍ未満では均一な塗膜が形成しにくく、１００μｍを超えると原料である層状チタン酸塩の合成が困難となる。

また、薄片状チタン酸の平均厚みは単層まで剥離した際の厚みが０．５ｎｍ程度であり、２μｍを超えると薄片状チタン酸懸濁液が均一分散状態を保てず、薄片状チタン酸が沈降を起こす可能性がある。

薄片状チタン酸懸濁液の濃度は、薄片状チタン酸の固形分濃度として、０．０１〜５０重量％が好ましく、更に好ましくは０．１〜１０重量％である。０．０１重量％未満では粘度が低いため塗膜が形成しにくく、５０重量％を超えると粘度が高いため扱いが困難となる。

本発明において用いる薄片状チタン酸懸濁液は、塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離した後、さらに有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換した後、一般的にｐＨが６〜１２の範囲内となるが、更に水で洗浄して過剰の塩基性化合物を除去するか、あるいはリン酸類、水溶性カルボン酸化合物類、ホウ酸、炭酸ガスから選ばれる少なくとも１種の酸によって過剰の塩基性化合物を中和することにより、薄片状チタン酸懸濁液のｐＨを６〜９の範囲内に調整したものであることがさらに好ましい。ｐＨが６〜９の範囲内のものを用いることにより、形成したチタン酸膜の耐光性を向上させることができる。ｐＨが６未満になると、薄片状チタン酸が凝集を起こし、分散性が損なわれる。また、上記以外の酸、例えば塩酸や硫酸などの鉱酸を中和に用いても、同様に薄片状チタン酸が凝集を起こし、分散性が損なわれる。

水で洗浄して過剰の塩基性化合物を除去する場合は、薄片状チタン酸懸濁液を遠心して上澄みを分取後、沈降した濃縮薄片状チタン酸分散液を脱イオン水で再希釈する操作を数回繰り返せばよい。遠心の条件としては、５０００〜２００００ｒｐｍで５分〜１時間が好ましい。

また、中和する場合は、リン酸類、水溶性カルボン酸化合物類、ホウ酸、炭酸ガスから選ばれる少なくとも１種の酸を用いることができる。リン酸類としては、例えば、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、ポリリン酸などを用いることができる。水溶性カルボン酸化合物類としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸などを用いることができる。

中和する場合には、薄片状チタン酸懸濁液の攪拌下に、上記より選ばれる少なくとも１種の酸、またはその水溶液を添加するか、炭酸ガスをバブリングすればよい。また、生成する塩基性化合物の中和塩は遠心洗浄等により除去することが好ましい。

＜樹脂基板＞
本発明に使用される基材は特に限定されるものではなく、ガラス、セラミックス、金属、樹脂フィルムなどを用いることができるが、チタン酸塗膜に期待される効果から、特に樹脂基板が好ましい。樹脂基板は、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリブタジエン系樹脂などの単独樹脂、及びそれらの複合系樹脂などが挙げられる。

＜チタン酸膜の形成＞
本発明におけるチタン酸膜の形成は、一般的な方法、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコートなどが利用できる。

チタン酸膜の膜厚は０．０１〜１００μｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜２０μｍである。０．０１μｍ未満では期待の効果が得られない場合があり、１００μｍを超えると、乾燥に時間がかかり、また経済的にも不利となる。

乾燥温度は膜厚にもよるが、６０℃以上が好ましく、更に好ましくは８０℃以上である。６０℃未満では乾燥が不十分となる可能性がある。乾燥温度の上限に関しては、基材の分解点あるいは軟化点未満の温度であれば制限はない。

また、目的を損なわない範囲で、薄片状チタン酸懸濁液にポリマー、分散剤、界面活性剤、有機及び無機性のゾル等を添加し、チタン酸膜としてもよい。

以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下において「％」及び「部」とあるのは、特に断らない限り重量基準を意味するものとする。

＜薄片状チタン酸懸濁液の合成＞
（合成例１）
酸化チタン６７．０１ｇ、炭酸カリウム２６．７８ｇ、塩化カリウム１２．０４ｇおよび水酸化リチウム５．０８ｇを乾式で粉砕混合した原料を１０２０℃にて４時間焼成した。得られた粉末の１０．９％水スラリー７．９ｋｇを調製し、１０％硫酸水溶液４７０ｇを加えて２時間攪拌し、スラリーのｐＨを７．０に調製した。分離、水洗したものを１１０℃で乾燥した後、６００℃で１２時間焼成した。得られた白色粉末は層状チタン酸塩Ｋ_0.6Ｌｉ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ_3.9であり、平均長径１５μｍであった。

この層状チタン酸塩６５ｇを３．５％塩酸５ｋｇに分散攪拌し、４０℃で２時間反応させた後、吸引濾過で分離し、水洗した。得られた層状チタン酸のＫ₂Ｏ残量は２．０％であり、金属イオン交換率は９４％であった。

得られた層状チタン酸全量を脱イオン水１．６Ｋｇに分散して攪拌しながら、ジメチルエタノールアミン３４．５ｇを脱イオン水０．４ｋｇに溶解した液を添加し、４０℃で１２時間攪拌してｐＨ９．９の薄片状チタン酸分散液を得た。１００００ｒｐｍで１０分間遠心することにより濃度５．０重量％に調製した。得られた薄片状チタン酸分散液は長時間静置しても固形分の沈降は見られず、それを１１０℃で１２時間乾燥した固形物は、ＴＧ／ＤＴＡ分析により２００℃以上の重量減少が１４．７重量％、ＸＲＤ分析により層間距離が１０．３Åであった。

（合成例２）
合成例１の薄片状チタン酸分散液２００ｇを脱イオン水で濃度１．７重量％に調製し、攪拌しながら５重量％炭酸セシウム水溶液１２０ｇを添加し、室温で１時間攪拌して、薄片状チタン酸の層間イオンをジメチルエタノールアンモニウムからセシウムイオンに置換した。１００００ｒｐｍで１０分間遠心して上澄みを分取後、沈降した濃縮薄片状チタン酸分散液を脱イオン水で再希釈する操作を３回繰り返すことにより、過剰の炭酸セシウムおよび脱離ジメチルエタノールアミンを上澄みと共に除去し、濃度を５．０重量％に調製したｐＨ８．５の薄片状チタン酸分散液を得た。得られた薄片状チタン酸分散液は長時間静置しても固形分の沈降は見られず、１１０℃で１２時間乾燥した固形物は、ＴＧ／ＤＴＡ分析により２００℃以上の重量減少が２．０重量％、ＸＲＤ分析により層間距離が９．３Å、蛍光Ｘ線分析によりＣｓ₂Ｏの含有量が２０．５重量％であった。このＣｓ₂Ｏ含有量は、層状チタン酸塩のイオン交換量に換算すると、０．２４当量である。

（合成例３）
合成例２の薄片状チタン酸分散液に炭酸ガスをバブリングすることによりｐＨを７．９に調製し、再遠心することにより濃度を５．０重量％に調製した。得られた薄片状チタン酸分散液は長時間静置しても固形分の沈降は見られず、１１０℃で１２時間乾燥した固形物は、ＴＧ／ＤＴＡ分析により２００℃以上の重量減少が１．８重量％、ＸＲＤ分析により層間距離が９．３Å、蛍光Ｘ線分析によりＣｓ₂Ｏの含有量が２０．２重量％であった。このＣｓ₂Ｏ含有量は、層状チタン酸塩のイオン交換量に換算すると、０．２３当量である。

（合成例４）
有機塩基性化合物をn-プロピルアミンに変える以外は、合成例１と同様の方法でｐＨ１１．５、濃度５．０重量％の薄片状チタン酸分散液を調整した。得られた薄片状チタン酸分散液は長時間静置しても固形分の沈降は見られず、それを１１０℃で１２時間乾燥した固形物は、ＴＧ／ＤＴＡ分析により２００℃以上の重量減少が１４．１重量％、ＸＲＤ分析により層間距離が１０．１Åであった。

（合成例５）
合成例４の薄片状チタン酸分散液を、合成例２および３と同様の方法でセシウム置換および炭酸ガス中和することにより、ｐＨを７．７、濃度５．０重量％の薄片状チタン酸分散液を調整した。得られた薄片状チタン酸分散液は長時間静置しても固形分の沈降は見られず、１１０℃で１２時間乾燥した固形物は、ＴＧ／ＤＴＡ分析により２００℃以上の重量減少が１．５重量％、ＸＲＤ分析により層間距離が９．３Å、蛍光Ｘ線分析によりＣｓ₂Ｏの含有量が２０．４重量％であった。このＣｓ₂Ｏ含有量は、層状チタン酸塩のイオン交換量に換算すると、０．２４当量である。

＜チタン酸塗膜の調製＞
（実施例１）
合成例２で得られた薄片状チタン酸分散液をＰＥＴ基板（７５μｍ厚）上にフィルムアプリケーターで塗布し、８０℃で１０分間乾燥することにより、厚みが２μｍであるチタン酸塗膜を調製した。

（実施例２）
合成例３の薄片状チタン酸分散液を用いて、実施例１と同様の方法でチタン酸塗膜を調製した。

（実施例３）
合成例５の薄片状チタン酸分散液を用いて、実施例１と同様の方法でチタン酸塗膜を調製した。

（比較例１）
合成例１の薄片状チタン酸分散液を用いて、実施例１と同様の方法でチタン酸塗膜を調製した。

（比較例２）
合成例４の薄片状チタン酸分散液を用いて、実施例１と同様の方法でチタン酸塗膜を調製した。

＜耐光性の評価＞
実施例１〜３、および比較例１、２のチタン酸塗膜について、耐候性を下記試験方法で評価した。

〔耐光性〕
チタン酸塗膜をデューサイクルサンシャインウェザーメーターＷＥＬ−ＳＵＮ−ＤＣ（スガ試験機株式会社製、ブラックパネル温度６０℃）で３００時間の促進耐光性試験を行い、初期からの色差変化量（△Ｅ）にて耐光性を評価した。結果を表１に示す。

本発明に従い、有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換した薄片状チタン酸懸濁液から形成された実施例１〜３のチタン酸塗膜は、表１に示すように、比較例１及び２に比べ、耐光性が向上していることがわかる。また、薄片状チタン酸分散液に炭酸ガスをバブリングしてｐＨを低下させた合成例３の薄片状チタン酸分散液を用いた実施例２は、実施例１に比べ耐光性が向上している。このことから、薄片状チタン酸分散液のｐＨを低下させることにより、さらに耐光性が向上することがわかる。

Claims

薄片状チタン酸の層間をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸から形成されることを特徴とする耐光性チタン酸塗膜。
薄片状チタン酸懸濁液を基材に塗布し乾燥させて得られる耐光性チタン酸塗膜であって、薄片状チタン酸懸濁液が、層状チタン酸塩を酸で処理し、次いで有機塩基性化合物を作用させて層間を膨潤または剥離した後、有機塩基性化合物をセシウムイオンで置換して得られる薄片状チタン酸の水性媒体懸濁液であることを特徴とする耐光性チタン酸塗膜。
薄片状チタン酸懸濁液のｐＨが６〜９の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の耐光性チタン酸塗膜。
層状チタン酸塩が、式Ａ_xＭ_y□_zＴｉ_2-(y+z)Ｏ₄ [式中、Ａ及びＭは互いに異なる１〜３価の金属を示し、□はＴｉの欠陥部位を示す。ｘは、０＜ｘ＜１を満たす正の実数であり、ｙ及びｚは０＜ｙ＋ｚ＜１を満たす０または正の実数である]で表されることを特徴とする請求項２または３に記載の耐光性チタン酸塗膜。
層状チタン酸塩が、Ｋ_0.5〜_0.8Ｌｉ_0.27Ｔｉ_1.73Ｏ_3.85〜₄で表されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の耐光性チタン酸塗膜。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐光性チタン酸塗膜が、基材としての樹脂基板上に形成されていることを特徴とする耐光性チタン酸膜コーティング樹脂基板。