JP2011136850A - Method for preparing organic solvent-dispersed sol including high refractive index metal oxide fine particle, such organic solvent-dispersed sol, and coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol - Google Patents

Method for preparing organic solvent-dispersed sol including high refractive index metal oxide fine particle, such organic solvent-dispersed sol, and coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preparing an organic solvent-dispersed sol including metal oxide fine particles having a high refractive index and low photocatalytic activity, such an organic solvent-dispersed sol, and a coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol. <P>SOLUTION: The method for preparing an organic solvent-dispersed sol including metal oxide fine particles includes drying and firing an aggregate of surface-coated titanium-based fine particles obtained by coating surfaces of titanium-based fine particles comprising a compound oxide containing titanium and tin and/or silicon with a silica-based oxide or a silica-based compound oxide, and pulverizing the resulting sintered body of the aggregate in the presence of an organic solvent. Such an organic solvent-dispersed sol and the coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol are also provided. The metal oxide fine particles have not only a high refractive index but also low photocatalytic activity. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、高屈折率の金属酸化物微粒子、さらに詳しくはルチル型の結晶構造を有するチタン系微粒子をシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で被覆してなる高屈折率の金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法並びに該方法から得られる有機溶媒分散ゾル、および該有機溶媒分散ゾルを用いて得られる塗料組成物に関するものである。
The present invention relates to a metal oxide fine particle having a high refractive index, more specifically, a metal oxide fine particle having a high refractive index obtained by coating a titanium-based fine particle having a rutile crystal structure with a silica-based oxide or a silica-based composite oxide. The present invention relates to a method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing, an organic solvent-dispersed sol obtained from the method, and a coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol.

近年、眼鏡レンズなどの光学基材の材料としては、無機ガラス基材に代わってプラスチック基材が使用されることが多くなっている。これは、プラスチック基材が軽量性、耐衝撃性、加工性、染色性などの面で優れた特性を備えているためである。しかし、該プラスチック基材は、無機ガラス基材に較べて傷つきやすいという欠点を有している。   In recent years, as a material for optical base materials such as eyeglass lenses, plastic base materials are increasingly used in place of inorganic glass base materials. This is because the plastic substrate has excellent characteristics in terms of lightness, impact resistance, processability, dyeability, and the like. However, the plastic substrate has a drawback that it is easily damaged compared to an inorganic glass substrate.

そこで、この欠点を回避するため、プラスチック基材を用いた光学レンズの表面には、通常、シリコーン系の硬化性塗膜、すなわちハードコート層膜が設けられている。さらに、比較的高い屈折率を有するプラスチック基材を光学レンズの材料として使用した場合には、該プラスチック基材とハードコート層膜との間に起こる光の干渉(干渉縞として現れる)を避けるため、前記ハードコート層膜に金属酸化物微粒子を含ませて、その屈折率を前記プラスチック基材の屈折率に合わせるような処置が施されている。   Therefore, in order to avoid this drawback, a silicone-based curable coating film, that is, a hard coat layer film is usually provided on the surface of an optical lens using a plastic substrate. Furthermore, when a plastic substrate having a relatively high refractive index is used as the material of the optical lens, in order to avoid interference of light (appearing as interference fringes) occurring between the plastic substrate and the hard coat layer film. The hard coat layer film is treated with a metal oxide fine particle so that its refractive index matches that of the plastic substrate.

このような特性を備えたシリコーン系硬化性塗膜、例えばハードコート層膜をプラスチック基材上に形成するための塗布液については、様々な開発が行われ、数多くの出願がなされている。
また、眼鏡レンズなどの光学基材(プラスチックレンズ基材など)を製造する際には、無色透明で屈折率が高く、しかも耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐候性、耐光性、耐汗性、耐熱水性、密着性、染色性などの性状に優れた硬化性塗膜を形成するための塗布液やその原料組成物としての金属酸化微粒子を含む水分散ゾルや有機溶媒ゾルが求められており、これについても、現在に至るまで数多くの出願がなされている。
Various developments have been made and many applications have been made for coating solutions for forming a silicone-based curable coating film having such characteristics, for example, a hard coat layer film on a plastic substrate.
Also, when manufacturing optical base materials such as eyeglass lenses (plastic lens base materials, etc.), it is colorless and transparent and has a high refractive index, and also has scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, weather resistance, light resistance, There is a need for water-dispersed sols and organic solvent sols containing fine metal oxide particles as coating solutions and raw material compositions for forming curable coatings with excellent properties such as sweat resistance, hot water resistance, adhesion, and dyeability. Many applications have been filed for this as well.

例えば、特許文献1には、シリカ、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛または酸化スズの少なくともいずれかを含む金属酸化物微粒子もしくはそれらの混合物またはそれらの複合酸化物からなる金属酸化物微粒子と有機ケイ素化合物とを含有する高屈折率コーティング組成物が開示されている。しかしながら、これらの金属酸化物微粒子を含む塗布液を用いて形成された硬化性塗膜は、比較的高い屈折率を有するものの、耐候性に優れているとは云えなかった。   For example, Patent Document 1 discloses metal oxide fine particles containing at least one of silica, iron oxide, titanium oxide, cerium oxide, zirconium oxide, antimony oxide, zinc oxide and tin oxide, a mixture thereof, or a composite oxide thereof. A high refractive index coating composition containing metal oxide fine particles and an organosilicon compound is disclosed. However, although a curable coating film formed using a coating solution containing these metal oxide fine particles has a relatively high refractive index, it cannot be said that it has excellent weather resistance.

その背景としては、眼鏡レンズなどの光学基材においては、軽量化を求めてプラスチックレンズなどの厚さが薄くなり、これに伴って塗膜の高屈折率化が進められたため、高屈折率特性を有するチタン酸化物の含有量を増加させる傾向にあったが、その反面、光触媒活性を有するチタン酸化物によって塗膜の耐候性が損ねられることになった。   As the background, in optical base materials such as eyeglass lenses, the thickness of plastic lenses and so on has been reduced in order to reduce weight, and as a result, the higher refractive index of coating films has been promoted. However, the weather resistance of the coating film was impaired by the titanium oxide having photocatalytic activity.

そこで、本出願人らは、チタン系酸化物を含む核粒子の表面に、ケイ素、ジルコニウムおよび/またはアルミニウムの複合酸化物で被覆してなる微粒子を含む分散ゾル、および該微粒子と有機ケイ素化合物とを含有する塗膜形成用塗布液を開発し、これを出願している。すなわち、チタン系酸化物を含む核粒子を前記複合酸化物で被覆することによって、該核粒子中に含まれるチタン酸化物の光触媒活性を抑えたものである。 Therefore, the present applicants have disclosed a dispersion sol containing fine particles formed by coating the surface of a core particle containing a titanium-based oxide with a composite oxide of silicon, zirconium and / or aluminum, and the fine particles and an organosilicon compound. Has been developed and applied for a coating solution for forming a coating film. That is, the photocatalytic activity of the titanium oxide contained in the core particles is suppressed by coating the core particles containing the titanium-based oxide with the composite oxide.

例えば、特許文献2には、(1)酸化チタン微粒子を核として、その表面を酸化ジルコニウムおよび酸化ケイ素で被覆した微粒子、(2)酸化チタンおよび酸化ジルコニウムの固溶体からなる複合酸化物微粒子を核として、その表面を酸化ケイ素で被覆した微粒子、(3)チタンとケイ素との複合酸化物微粒子を核として、その表面を酸化ケイ素と、酸化ジルコニウムおよび/または酸化アルミニウムで被覆した微粒子、(4)チタン、ケイ素およびジルコニウムの複合酸化物微粒子を核として、その表面を酸化ケイ素、酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウムの少なくとも1種で被覆した微粒子を含む分散ゾル、および該微粒子と有機ケイ素化合物とを含む被膜形成用塗布液が開示されている。すなわち、この特許文献2に係る発明では、アナターゼ型の結晶構造を有するチタン含有核粒子の表面を酸化ケイ素、酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウムから選ばれた少なくとも1種で被覆して得られる、コアシェル構造を有する金属酸化物微粒子が用いられている。 For example, in Patent Document 2, (1) fine particles having titanium oxide fine particles as nuclei and surfaces thereof coated with zirconium oxide and silicon oxide, and (2) complex oxide fine particles made of a solid solution of titanium oxide and zirconium oxide are used as nuclei. Fine particles whose surfaces are coated with silicon oxide, (3) fine particles whose surface is coated with silicon oxide and zirconium oxide and / or aluminum oxide, using fine oxide fine particles of titanium and silicon as a nucleus, and (4) titanium. Dispersion sol containing fine particles of silicon and zirconium composite oxide as a core and coated with at least one of silicon oxide, zirconium oxide and aluminum oxide on the surface, and for forming a film containing the fine particles and an organosilicon compound A coating solution is disclosed. That is, in the invention according to Patent Document 2, a core-shell structure obtained by coating the surface of titanium-containing core particles having an anatase type crystal structure with at least one selected from silicon oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide. Metal oxide fine particles are used.

また、特許文献3には、チタンおよびスズの複合固溶体酸化物を核粒子として、その表面をケイ素酸化物とジルコニウムおよび/またはアルミニウムの酸化物との複合酸化物で被覆した複合酸化物微粒子を含む分散ゾル、および該微粒子と有機ケイ素化合物とを含む被膜形成用塗布液が開示されている。すなわち、この特許文献3に係る発明では、ルチル型の結晶構造を有するチタン含有核粒子の表面をケイ素酸化物とジルコニウムおよび/またはアルミニウムの酸化物との複合酸化物で被覆して得られる、コアシェル構造を有する金属酸化物微粒子が用いられている。 Patent Document 3 includes composite oxide fine particles in which a composite solid solution oxide of titanium and tin is used as a core particle and the surface thereof is coated with a composite oxide of silicon oxide and zirconium and / or aluminum oxide. A coating solution for forming a film containing a dispersion sol and the fine particles and an organosilicon compound is disclosed. That is, in the invention according to Patent Document 3, a core-shell obtained by coating the surface of titanium-containing core particles having a rutile crystal structure with a composite oxide of silicon oxide and zirconium and / or aluminum oxide. Metal oxide fine particles having a structure are used.

これらの特許文献2および特許文献3に記載された金属酸化物微粒子を使用すれば、屈折率1.52〜1.67の範囲においては、優れた耐候性を有しているばかりでなく、その他の性状、例えば耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐光性、耐汗性、耐熱水性、密着性、透明性、染色性などの性状においても優れた特性を有する硬化性塗膜を得ることができる。
しかし、昨今では、1.70以上、さらに詳しくは1.71〜1.81の屈折率を有する光学基材(プラスチックレンズ基材など)が開発され、これに見合った硬化性塗膜を形成するための塗布液やその原料組成物(すなわち、金属酸化物微粒子を含む分散ゾル)が求められているが、塗膜の屈折率を高めるためには、前記核粒子中に含まれるチタン含有量をさらに増加させるか、あるいは前記被覆層(すなわち、前記チタン含有核粒子表面の被覆層)の厚さをさらに薄くする必要があった。その結果、1.70前後の比較的高い屈折率を有する硬化性塗膜は得られるものの、その耐候性や耐光性は損なわれる傾向にあった。また、それ以上に高い屈折率を有する硬化性塗膜を得ることは難しかった。
If the metal oxide fine particles described in Patent Document 2 and Patent Document 3 are used, in the range of refractive index of 1.52 to 1.67, not only has excellent weather resistance, For example, scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, light resistance, sweat resistance, hot water resistance, adhesion, transparency, dyeability, etc. be able to.
However, in recent years, optical substrates (such as plastic lens substrates) having a refractive index of 1.70 or more, more specifically 1.71 to 1.81, have been developed, and a curable coating film corresponding to this is formed. However, in order to increase the refractive index of the coating film, the content of titanium contained in the core particles is required to increase the refractive index of the coating film. It was necessary to further increase the thickness of the coating layer (that is, the coating layer on the surface of the titanium-containing core particle). As a result, although a curable coating film having a relatively high refractive index of about 1.70 was obtained, its weather resistance and light resistance tended to be impaired. Moreover, it was difficult to obtain a curable coating film having a higher refractive index.

一方、プラスチック基材の表面に前記のハードコート層膜を形成して、さらにその上に反射防止膜を設けた、眼鏡レンズなどの光学レンズは、耐衝撃性に劣るという欠点を有している。
この欠点を解決する手段としては、(1)熱硬化性ウレタン樹脂と酸化チタンを含有するコロイド状金属酸化物微粒子とを含むプライマー層膜を形成する方法(たとえば、特許文献4)や、(2)ポリウレタン樹脂と酸化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化セリウム等の金属酸化物微粒子とを含むプライマー層膜を形成する方法(たとえば、特許文献5)などが知られている。ここで、前記金属酸化物微粒子は、塗膜の屈折率調整(光の干渉抑制)や塗膜強度を向上させるために添加されているが、上記のハードコート層膜の場合と同様に、光学レンズの高屈折率化に対応させることを目的として該微粒子中のチタン含有量を高めると、塗膜の耐候性や耐光性が悪化するという問題があった。
On the other hand, an optical lens such as a spectacle lens, in which the hard coat layer film is formed on the surface of a plastic substrate and an antireflection film is further formed thereon, has a defect that it is inferior in impact resistance. .
As means for solving this drawback, (1) a method of forming a primer layer film containing a thermosetting urethane resin and colloidal metal oxide fine particles containing titanium oxide (for example, Patent Document 4), (2 ) A method for forming a primer layer film comprising a polyurethane resin and metal oxide fine particles such as zinc oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, tin oxide, beryllium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, cerium oxide ( For example, Patent Document 5) is known. Here, the metal oxide fine particles are added to adjust the refractive index of the coating film (inhibition of light interference) and improve the strength of the coating film. When the titanium content in the fine particles is increased in order to cope with the increase in the refractive index of the lens, there is a problem that the weather resistance and light resistance of the coating film deteriorate.

このような状況下で、本発明者らは、上記のような問題を解決して高い屈折率と耐候性や耐光性を兼ね備えた硬化性塗膜を得るために、特別な加工処理を施したルチル型の結晶構造を有するチタン系微粒子の表面にシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物を被覆してなる金属酸化物微粒子の水分散ゾル並びにその調製方法、該水分散ゾルを溶媒置換工程に供して得られる有機溶媒分散ゾルおよび該有機溶媒分散ゾルを用いて得られる塗料組成物を開発し、既にこれらを出願している。(日本特許出願第2009-187055号や国際特許出願PCT/JP2009/64221などの公開公報を参照のこと。)
しかしながら、前記有機溶媒分散ゾルは、金属酸化物微粒子の水分散ゾルを調製したのち、該水分散ゾル中に含まれる水を所望の有機溶媒と溶媒置換して調製する必要があった。
Under such circumstances, the present inventors performed a special processing treatment in order to solve the above problems and obtain a curable coating film having both high refractive index and weather resistance and light resistance. Water-dispersed sol of metal oxide fine particles obtained by coating silica-based oxide or silica-based composite oxide on the surface of titanium-based fine particles having a rutile-type crystal structure, a method for preparing the same, and using the water-dispersed sol as a solvent substitution step An organic solvent-dispersed sol obtained and a coating composition obtained by using the organic solvent-dispersed sol have been developed and applications have been filed. (Refer to published patent publications such as Japanese Patent Application No. 2009-187055 and International Patent Application PCT / JP2009 / 64221.)
However, the organic solvent-dispersed sol has to be prepared by preparing a water-dispersed sol of metal oxide fine particles and then substituting the water contained in the water-dispersed sol with a desired organic solvent.

特開平7−325201号公報JP 7-325201 A 特開平8−048940号公報JP-A-8-048940 特開2000−204301号公報JP 2000-204301 A 特開平6−118203号公報JP-A-6-118203 特開平6―337376号公報JP-A-6-337376

本発明者らは、上記のように、金属酸化物微粒子の水分散ゾルを経て有機溶媒分散ゾルを調製することなく、前記有機溶媒分散ゾルを直接調製する方法がないものかどうかについて鋭意研究を重ねた結果、ルチル型の結晶構造を有するチタン系微粒子の表面にシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物を被覆したのち、これを乾燥・焼成して得られる表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕し、さらに粉砕された金属酸化物微粒子(表面被覆チタン系微粒子)を有機溶媒に分散させればよいことを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物粒子からなるチタン系微粒子(一次粒子)の表面をシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で被覆した表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を乾燥して粒状にした表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を生成させ、次いで該表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成したのち、その焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルの調製方法並びに該方法から得られる有機溶媒分散ゾルを提供することを目的としている。
さらに、本発明は、前記有機溶媒分散ゾルを用いて得られる塗料組成物を提供することを目的としている。
As described above, the present inventors have earnestly studied whether or not there is no method for directly preparing the organic solvent dispersed sol without preparing the organic solvent dispersed sol through the water dispersed sol of metal oxide fine particles. As a result of the overlapping, the surface of the titanium-based fine particles having a rutile crystal structure is coated with silica-based oxide or silica-based composite oxide, and then dried and fired. It was found that the product may be pulverized in the presence of an organic solvent, and the pulverized metal oxide fine particles (surface-coated titanium-based fine particles) may be dispersed in the organic solvent, thereby completing the present invention. That is, the present invention provides a surface-coated titanium system in which the surface of titanium-based fine particles (primary particles) composed of composite oxide particles containing titanium and tin and / or silicon are coated with silica-based oxide or silica-based composite oxide. After the fine particles (secondary particles) are dried and granulated, a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) is produced, and then the surface-coated titanium-based fine particle aggregate is fired, and the fired product is then present in the presence of an organic solvent. A method for preparing an organic solvent-dispersed sol in which metal oxide fine particles (quaternary particles) are further pulverized and further dispersed in an organic solvent, and an organic solvent-dispersed sol obtained from the method are provided. The purpose is that.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a coating composition obtained using the organic solvent-dispersed sol.

本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法は、
チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含むチタン系微粒子の表面を、少なくともシリカ系酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物を混合して、該ケイ素化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより平均粒子径1〜80μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むことを特徴としている。
The method for preparing an organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention is as follows:
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high-refractive-index metal oxide fine particles obtained by coating the surface of titanium-based fine particles containing titanium and tin and / or silicon with at least a silica-based oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) By mixing at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid into the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), and hydrolyzing the silicon compound. Obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) obtained by coating the surface of the titanium-based fine particles with a silica-based oxide;
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) having an average particle diameter of 1 to 80 μm by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). The method is characterized in that it includes a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method by subjecting the liquid to a wet classifier as necessary.

さらに、本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法は、
チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物粒子の表面を、少なくともシリカ系複合酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物と、過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩およびアルミン酸塩から選ばれた少なくとも1種の金属化合物とを混合して、該ケイ素化合物および該金属化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系複合酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより平均粒子径1〜80μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むことを特徴としている。
Furthermore, the method for preparing the organic solvent-dispersed sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention,
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high refractive index metal oxide fine particles obtained by coating at least the surface of a composite oxide particle containing titanium and tin and / or silicon with a silica-based composite oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) In the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid, zirconate peroxide, antimonate, and stannic acid A surface of the titanium-based fine particles is coated with a silica-based composite oxide by mixing at least one metal compound selected from a salt and an aluminate and hydrolyzing the silicon compound and the metal compound. A step of obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles),
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) having an average particle diameter of 1 to 80 μm by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). The method is characterized in that it includes a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method by subjecting the liquid to a wet classifier as necessary.

前記工程(a)で使用されるケイ素化合物は、シリカ微粒子、珪酸およびシリコンアルコキシドから選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記工程(b)で使用されるシリコンアルコキシドは、テトラメトキシシランもしくはその縮合物、またはテトラエトキシシランもしくはその縮合物であることが好ましい。
さらに、前記工程(b)で得られる表面被覆チタン系微粒子は、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で1/100〜50/100の範囲となるように前記チタン系微粒子の表面上に前記シリカ系酸化物または前記シリカ系複合酸化物で被覆したものであることが好ましい。
The silicon compound used in the step (a) is preferably at least one selected from silica fine particles, silicic acid and silicon alkoxide.
The silicon alkoxide used in the step (b) is preferably tetramethoxysilane or a condensate thereof, or tetraethoxysilane or a condensate thereof.
Furthermore, the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b) have a weight ratio (S / C) when the weight of the titanium-based fine particles is represented by C and the weight of the coating layer is represented by S. It is preferable that the surface of the titanium-based fine particles is coated with the silica-based oxide or the silica-based composite oxide so as to be in the range of 1/100 to 50/100 in terms of oxide.

前記工程(c)で得られる表面被覆チタン系粒子集合体は、前記表面被覆チタン系微粒子を含む混合水溶液をスプレードライヤーに供して噴霧乾燥することにより、該表面被覆チタン系微粒子の乾燥と粒状化を同時に行ったものであることが好ましい。
また、前記工程(e)で使用される有機溶媒は、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノール、プロパノール、イソプロピルアルコ-ル等のアルコール類、エチ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等のエーテル類、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等のケトン類から選ばれた有機化合物の少なくとも1種であることが好ましい。
さらに、前記工程(e)で使用される有機溶媒中には、カルボン酸系化合物および/またはアミン系化合物を含むことが好ましい。ここで、前記カルボン酸系化合物は、酒石酸、クエン酸およびリンゴ酸から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。また、前記アミン系化合物は、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミンおよびテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドから選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記工程(f)で得られた有機溶媒分散ゾルに、さらに陰イオン交換樹脂および/または陽イオン交換樹脂を添加して撹拌することにより、該有機溶媒分散ゾル中に含まれるイオン化物質を除去しておくことが好ましい。
The surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) is dried and granulated by subjecting the mixed aqueous solution containing the surface-coated titanium-based fine particles to a spray dryer and spray-drying. Are preferably performed simultaneously.
The organic solvent used in the step (e) is an alcohol such as methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl. It is preferably at least one organic compound selected from ethers such as ether and ketones such as methyl ethyl ketone and γ-butyrolactone.
Furthermore, it is preferable that the organic solvent used in the step (e) contains a carboxylic acid compound and / or an amine compound. Here, the carboxylic acid-based compound is preferably at least one selected from tartaric acid, citric acid, and malic acid. The amine compound is preferably at least one selected from diisopropylamine, diisobutylamine and tetramethylammonium hydroxide.
Further, by adding an anion exchange resin and / or a cation exchange resin to the organic solvent dispersion sol obtained in the step (f) and stirring, the ionized substance contained in the organic solvent dispersion sol is obtained. It is preferable to remove it.

本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルは、
上記のいずれかに記載の調製方法から得られる高屈折率の金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルであって、
(1)前記金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子が、ルチル型の結晶構造を有する結晶性粒子であり、しかも3〜13nmのX線回折結晶子径を有し、さらにその屈折率が2.2〜2.7の範囲にあり、
(2)前記金属酸化物微粒子を構成する被覆層が、前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率を有し、しかも
(3)前記金属酸化物微粒子が、8〜60nmの平均粒子径と70〜200m2/gの比表面積を有し、さらにその屈折率が2.0〜2.5の範囲にあり、また
(4)前記有機溶媒分散ゾルが、5〜40重量%の前記金属酸化物微粒子を含み、しかもその濁度が0.1〜11.0cm-1の範囲にある
ことを特徴としている。
The organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention is:
An organic solvent-dispersed sol of metal oxide fine particles having a high refractive index obtained from the preparation method according to any one of the above,
(1) The titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles are crystalline particles having a rutile crystal structure, have an X-ray diffraction crystallite diameter of 3 to 13 nm, and have a refractive index of 2 In the range of 2 to 2.7,
(2) The coating layer constituting the metal oxide fine particles has a refractive index lower by 0.2 or more than the refractive index of the titanium-based fine particles, and (3) the metal oxide fine particles have an average of 8 to 60 nm. It has a particle diameter and a specific surface area of 70 to 200 m 2 / g, and its refractive index is in the range of 2.0 to 2.5. (4) The organic solvent-dispersed sol is 5 to 40% by weight. The metal oxide fine particles are included, and the turbidity is in the range of 0.1 to 11.0 cm −1 .

前記チタン系微粒子は、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔d1が0.1440〜0.1460nmの範囲にあり、また(301)結晶面の面間隔d2が0.1355〜0.1370nmの範囲にあることが好ましい。
また、前記チタン系微粒子は、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)が9/100〜20/100の範囲にあることが好ましい。
The titanium-based fine particles have a (310) crystal plane spacing d 1 in the range of 0.1440 to 0.1460 nm and (301) a crystal plane spacing d 2 of 0. It is preferable to be in the range of 1355 to 0.1370 nm.
Further, the titanium-based fine particles, as determined by X-ray diffraction, (310) and the peak intensity P 1 of the crystal plane (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) is It is preferably in the range of 9/100 to 20/100.

前記被覆層は、実質的に二酸化ケイ素からなるシリカ系酸化物であることが好ましい。
また、前記被覆層は、ケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも1種の金属元素とを含むシリカ系複合酸化物であることが好ましい。
さらに、前記金属酸化物微粒子は、動的光散乱法で測定したときの粒子径頻度分布において、100nm以上の粒子径を有する比較的粗大なチタン系微粒子の分布頻度が1%以下であることが好ましい。
The coating layer is preferably a silica-based oxide substantially made of silicon dioxide.
The coating layer is preferably a silica-based composite oxide containing silicon and at least one metal element selected from zirconium, antimony, tin, and aluminum.
Further, the metal oxide fine particles may have a distribution frequency of relatively coarse titanium-based fine particles having a particle size of 100 nm or more in a particle size frequency distribution measured by a dynamic light scattering method of 1% or less. preferable.

また、前記有機溶媒は、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノール、プロパノール、イソプロピルアルコ-ル等のアルコール類、エチ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等のエーテル類、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等のケトン類から選ばれた有機化合物の少なくとも1種であることが好ましい。   In addition, the organic solvent includes alcohols such as methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropyl alcohol, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl ethyl ketone, It is preferably at least one organic compound selected from ketones such as γ-butyrolactone.

本発明に係る塗料組成物は、上記のいずれかに記載の有機溶媒分散ゾル中に含まれる高屈折率金属酸化物微粒子とバインダー成分を含むことを特徴としている。
また、前記バインダー成分は、有機ケイ素化合物であることが好ましい。
さらに、前記有機ケイ素化合物は、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物であることが好ましい。
1 a2 bSi(OR34-(a+b) (I)
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキル基、ビニル基を含有する炭素数8以下の有機基、エポキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メタクリロキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メルカプト基を含有する炭素数1〜5の有機基またはアミノ基を含有する炭素数1〜5の有機基であり、R2は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基、シクロアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基またはアリル基であり、R3は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基またはシクロアルキル基である。また、aは0または1の整数、bは0、1または2の整数である。)
また、前記有機ケイ素化合物は、該有機ケイ素化合物をSiO2基準に換算した重量をXで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が30/70〜90/10となるような割合で含まれることが好ましい。
The coating composition according to the present invention is characterized by comprising high refractive index metal oxide fine particles and a binder component contained in any of the above organic solvent dispersion sols.
The binder component is preferably an organosilicon compound.
Furthermore, the organosilicon compound is preferably an organosilicon compound represented by the following general formula (I) and / or a hydrolyzate thereof.
R 1 a R 2 b Si (OR 3 ) 4- (a + b) (I)
(In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an organic group having 8 or less carbon atoms containing a vinyl group, an organic group having 8 or less carbon atoms containing an epoxy group, and 8 carbon atoms containing a methacryloxy group. The following organic group, an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing a mercapto group or an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing an amino group, R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group, A cycloalkyl group, a halogenated alkyl group or an allyl group, R 3 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group or a cycloalkyl group, a is an integer of 0 or 1, b is 0, 1 Or an integer of 2.)
The organosilicon compound has a weight ratio (X / Y) where X represents the weight of the organosilicon compound converted to SiO 2 , and Y represents the weight of the high refractive index metal oxide fine particles. Is preferably included at a ratio of 30/70 to 90/10.

前記バインダー成分は、熱硬化性有機樹脂または熱可塑性有機樹脂であることが好ましい。
また、前記熱硬化性有機樹脂は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびメラミン系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
さらに、前記熱可塑性有機樹脂は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびエステル系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記熱硬化性有機樹脂または熱可塑性有機樹脂は、該樹脂化合物の重量をAで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をBで表したとき、その重量比(A/B)が90/10〜30/70となるような割合で含まれることが好ましい。
The binder component is preferably a thermosetting organic resin or a thermoplastic organic resin.
The thermosetting organic resin is preferably at least one selected from a urethane resin, an epoxy resin, and a melamine resin.
Furthermore, the thermoplastic organic resin is preferably at least one selected from an acrylic resin, a urethane resin, and an ester resin.
The thermosetting organic resin or thermoplastic organic resin has a weight ratio (A / B) when the weight of the resin compound is represented by A and the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by B. Is preferably included at a ratio of 90/10 to 30/70.

前記塗料組成物は、光学基材用塗料組成物であることが好ましい。
また、前記光学基材用塗料組成物は、ハードコート層膜形成用塗料組成物であることが好ましい。
さらに、前記光学基材用塗料組成物は、プライマー層膜形成用塗料組成物であることが好ましい。
The coating composition is preferably a coating composition for optical substrates.
Moreover, it is preferable that the said coating composition for optical base materials is a coating composition for hard-coat layer film formation.
Furthermore, the coating composition for an optical substrate is preferably a coating composition for forming a primer layer film.

本発明の調製方法によれば、高屈折率金属酸化物微粒子の水分散ゾルを調製したのち、該水分散ゾルを溶媒置換工程などに供して有機溶媒分散ゾルとすることなく、直接、高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルを調製することができるので、極めて経済的である。
本発明方法から得られる有機溶媒分散ゾル中に含まれる高屈折率金属酸化物微粒子は、それ自体が2.0〜2.5と高い屈折率を有しており、さらにその光触媒活性がかなり低いことなどによって、該微粒子を含む塗布液を用いて形成された硬化性塗膜やプラスチック基材などを劣化させる可能性が非常に少ないばかりでなく、該硬化性塗膜に青変(すなわち、ブルーイング)を生じさせる可能性も非常に少ないという利点を有している。これは、この金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子が、特別な物理的性状を備えた結晶性微粒子であることに起因している。すなわち、前記チタン系微粒子は、X線回折法で測定される結晶子径が3〜13nmの範囲にあるルチル型の結晶構造からなっており、それ自体が2.2〜2.7の高い屈折率を有している。
According to the preparation method of the present invention, after preparing a water-dispersed sol of high-refractive-index metal oxide fine particles, the water-dispersed sol is directly subjected to a high refractive index without being subjected to a solvent replacement step or the like to obtain an organic solvent-dispersed sol. It is extremely economical because an organic solvent-dispersed sol of fine metal oxide particles can be prepared.
The high refractive index metal oxide fine particles contained in the organic solvent-dispersed sol obtained from the method of the present invention itself have a high refractive index of 2.0 to 2.5, and the photocatalytic activity thereof is considerably low. For example, the curable coating film formed using the coating solution containing the fine particles and the plastic substrate are not very likely to be deteriorated. The possibility of causing inning) is very low. This is because the titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles are crystalline fine particles having a special physical property. That is, the titanium-based fine particles have a rutile-type crystal structure having a crystallite diameter in a range of 3 to 13 nm as measured by an X-ray diffraction method, and itself has a high refraction of 2.2 to 2.7. Have a rate.

さらに詳述すれば、前記高屈折率金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子は、比較的高い温度、すなわち300〜800℃の温度で焼成されているので、その結晶化度(本発明では、X線回折結晶子径で表されている。)が高くなり、結果として該微粒子の屈折率を高めることができる。しかし、前記チタン系微粒子は、シリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で被覆したのち焼成されているので、該チタン系微粒子の比表面積を直接測定することはできないが、その結晶化度が高まるにつれて該微粒子自体の比表面積は小さくなっていることが予想される。さらに、前記チタン系微粒子は、その表面が前記成分で被覆されているばかりでなく、比較的高い温度で焼成されているため、該微粒子の表面に存在するOH基は極めて少なくなっていることが予想される。これにより、該微粒子を紫外線に暴露したときにフリーラジカル化されるOH基(たとえば、・OHなど)が少なくなるので、結果として上記の光触媒活性を弱めることができる。   More specifically, since the titanium-based fine particles constituting the high refractive index metal oxide fine particles are fired at a relatively high temperature, that is, a temperature of 300 to 800 ° C., the crystallinity thereof (in the present invention, X-ray diffraction crystallite diameter) is increased, and as a result, the refractive index of the fine particles can be increased. However, since the titanium-based fine particles are coated with a silica-based oxide or a silica-based composite oxide and then baked, the specific surface area of the titanium-based fine particles cannot be directly measured, but the crystallinity increases. Accordingly, it is expected that the specific surface area of the fine particles themselves decreases. Furthermore, the titanium-based fine particles are not only coated with the above components, but also baked at a relatively high temperature, so that the number of OH groups present on the surface of the fine particles is extremely small. is expected. This reduces the number of OH groups (for example, .OH) that are converted into free radicals when the fine particles are exposed to ultraviolet rays. As a result, the photocatalytic activity can be weakened.

また、前記高屈折率金属酸化物微粒子は、表面被覆チタン系微粒子集合体(すなわち、シリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子の集合体)を有機溶媒の存在下で粉砕して得られたものであるので、その粒子表面での光反射率が小さく、結果として該粒子表面で光散乱を引き起こす可能性も少ない。さらに、前記表面被覆チタン系微粒子集合体は、表面被覆されたチタン系微粒子の集合体であるため、各々のチタン系微粒子に粉砕することが容易である。このような高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルは、濁りが少なく、ほぼ透明またはそれに近いものである。
このようにして得られる、本発明に係る有機溶媒分散ゾルは、次のような物理特性を備えた高屈折率金属酸化物微粒子を含み、しかもその濁度が0.1〜11.0cm-1(ただし、前記微粒子の含有量が5〜40重量%であるとき)の範囲にある。
(1)前記金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子が、ルチル型の結晶構造を有する結晶粒子であり、しかも3〜13nmのX線回折結晶子径を有し、さらにその屈折率が2.2〜2.7の範囲にある。
(2)前記金属酸化物微粒子を構成する被覆層が、前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率を有している。
(3)前記金属酸化物微粒子が、8〜60nmの平均粒子径と70〜200m2/gの比表面積を有し、さらにその屈折率が2.0〜2.5の範囲にある。
The high-refractive-index metal oxide fine particles are formed by surface-coated titanium-based fine particle aggregates (that is, aggregates of titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide or silica-based composite oxide) in the presence of an organic solvent. Therefore, the light reflectance on the particle surface is small, and as a result, there is little possibility of causing light scattering on the particle surface. Furthermore, since the surface-coated titanium-based fine particle aggregate is an aggregate of surface-coated titanium-based fine particles, it can be easily pulverized into each titanium-based fine particle. An organic solvent-dispersed sol containing such high-refractive-index metal oxide fine particles has little turbidity and is almost transparent or close thereto.
The organic solvent-dispersed sol according to the present invention thus obtained contains high refractive index metal oxide fine particles having the following physical characteristics and has a turbidity of 0.1 to 11.0 cm −1. (However, when the content of the fine particles is 5 to 40% by weight).
(1) The titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles are crystal particles having a rutile crystal structure, have an X-ray diffraction crystallite diameter of 3 to 13 nm, and have a refractive index of 2. It is in the range of 2 to 2.7.
(2) The coating layer constituting the metal oxide fine particles has a refractive index lower by 0.2 or more than the refractive index of the titanium-based fine particles.
(3) The metal oxide fine particles have an average particle diameter of 8 to 60 nm and a specific surface area of 70 to 200 m 2 / g, and the refractive index is in the range of 2.0 to 2.5.

このようにして得られる、前記高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを原料組成物として用いた光学基材用塗料組成物(たとえば、ハードコート層膜形成用塗布液)を使用すれば、昨今のプラスチックレンズ業界などから切望されている、1.70以上、特に1.71〜1.81の高い屈折率を有し、しかも耐候性や耐光性に優れた硬化性塗膜を基材上に容易に形成することができる。さらに具体的に述べれば、前記基材として、たとえ1.71〜1.81の高い屈折率を有するプラスチックレンズ基材を使用しても、該プラスチックレンズ基材と前記塗膜との間に起こる光の干渉(干渉縞として現れる)を容易に抑えることができ、しかも屈折率がこのように高いにもかかわらず、従来の金属酸化物微粒子では得られなかった、耐候性と耐光性に優れた硬化性塗膜を基材上に容易に形成することができる。
また、光散乱率の低い高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを原料組成物として使用しているので、ヘーズが0.5%以下の無色透明な硬化性塗膜を基材上に形成することができる。さらに、耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐汗性、耐熱水性、密着性、染色性、耐褪色性などの性状に優れた硬化性塗膜を基材上に形成することができる。
よって、本発明に係る前記有機溶媒分散ゾルを用いて調製された光学基材用塗料組成物は、プラスチックレンズ基材などの光学基材上に、ハードコート層膜やプライマー層膜などの硬化性塗膜を形成する際に好適に使用することができる。
A coating composition for an optical substrate (for example, a coating solution for forming a hard coat layer) using the organic solvent dispersion sol containing the high refractive index metal oxide fine particles obtained as described above as a raw material composition is used. For example, it is based on a curable coating film having a high refractive index of 1.70 or more, particularly 1.71 to 1.81, which is highly desired by the recent plastic lens industry, etc., and excellent in weather resistance and light resistance. It can be easily formed on a material. More specifically, even if a plastic lens substrate having a high refractive index of 1.71 to 1.81 is used as the substrate, it occurs between the plastic lens substrate and the coating film. Light interference (appears as interference fringes) can be easily suppressed, and it has excellent weather resistance and light resistance that could not be obtained with conventional metal oxide fine particles, despite its high refractive index. A curable coating film can be easily formed on a substrate.
Moreover, since an organic solvent dispersion sol containing high refractive index metal oxide fine particles having a low light scattering rate is used as a raw material composition, a colorless and transparent curable coating film having a haze of 0.5% or less is formed on the substrate. Can be formed. Furthermore, it is possible to form a curable coating film excellent in properties such as scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, sweat resistance, hot water resistance, adhesion, dyeability, and fading resistance on a substrate. .
Therefore, the coating composition for an optical substrate prepared using the organic solvent-dispersed sol according to the present invention has a curability such as a hard coat layer film and a primer layer film on an optical substrate such as a plastic lens substrate. It can be suitably used when forming a coating film.

なお、本発明に係る塗料組成物、たとえば前記光学基材用塗料組成物を用いて得られる硬化性塗膜は、以下に示すような特性を備えている。
(1)全固形分(前記高屈折率金属酸化物微粒子とバインダー成分として混合される有機ケイ素化合物等との合計量)に対する前記高屈折率金属酸化物微粒子の含有量が35〜60重量%の範囲にある塗料組成物を用いて形成された硬化性塗膜は、1.70以上、さらに詳しくは1.71〜1.81の高い屈折率を有している。よって、1.70以上、特に1.71〜1.81の高い屈折率を有するプラスチックレンズ基材などに適用しても、上記の干渉縞などは見られない。
(2)比較的低い光触媒活性を備えた高屈折率金属酸化物微粒子を含む塗料組成物を使用しているので、前記硬化性塗膜は、耐候性や耐光性において非常に優れた性状を有している。ここで、「耐候性」とは、上記の光触媒活性によって前記塗膜中に含まれる有機系物質やプラスチックレンズ基材などが劣化することに対する耐性を意味し、また「耐光性」とは、上記の光触媒活性によってハードコート層膜などの塗膜が青色に変化すること(いわゆる、ブルーイング)に対する耐性を意味する。しかし、前記の硬化性塗膜においては、上記の劣化やブルーイングなどは殆ど起こらない。
(3)光散乱率が比較的低い高屈折率金属酸化物微粒子を含む塗料組成物を使用しているので、前記硬化性塗膜は、ヘーズが0.5%以下の無色透明なものである。
(4)さらに、前記硬化性塗膜は、耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐汗性、染色性、耐熱水性、密着性、耐褪色性などにおいても、優れた性状を有している。
In addition, the curable coating film obtained using the coating composition which concerns on this invention, for example, the said coating composition for optical base materials, has the characteristics as shown below.
(1) The content of the high refractive index metal oxide fine particles is 35 to 60% by weight with respect to the total solid content (total amount of the high refractive index metal oxide fine particles and the organosilicon compound mixed as a binder component). The curable coating film formed using the coating composition in the range has a high refractive index of 1.70 or more, more specifically 1.71 to 1.81. Therefore, even when applied to a plastic lens substrate having a high refractive index of 1.70 or more, particularly 1.71 to 1.81, the above interference fringes are not seen.
(2) Since a coating composition containing high refractive index metal oxide fine particles having a relatively low photocatalytic activity is used, the curable coating film has very excellent properties in terms of weather resistance and light resistance. is doing. Here, “weather resistance” means resistance to deterioration of organic substances and plastic lens base materials contained in the coating film due to the photocatalytic activity, and “light resistance” It means the resistance to a coating film such as a hard coat layer film turning blue (so-called blueing) due to the photocatalytic activity. However, in the curable coating film, the above deterioration and bluing hardly occur.
(3) Since the coating composition containing high refractive index metal oxide fine particles having a relatively low light scattering rate is used, the curable coating film is colorless and transparent with a haze of 0.5% or less. .
(4) Furthermore, the curable coating film has excellent properties in terms of scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, sweat resistance, dyeability, hot water resistance, adhesion, and fading resistance. ing.

以下、本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法並びに該方法から得られる有機溶媒分散ゾルについて具体的に説明する。
なお、本発明で使用される純水とはイオン交換水をいい、また超純水とは純水中に含まれる不純物をさらに取り除いたもので、不純物の含有量が0.01μg/L以下のものをいう。
Hereinafter, the preparation method of the organic solvent dispersion sol containing the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention and the organic solvent dispersion sol obtained from the method will be specifically described.
The pure water used in the present invention refers to ion-exchanged water, and ultrapure water is obtained by further removing impurities contained in pure water, and the content of impurities is 0.01 μg / L or less. Say things.

[有機溶媒分散ゾルの調製方法]
調製方法−1
本発明に係る第一の有機溶媒分散ゾルの調製方法(以下、「調製方法−1」という。)は、
チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含むチタン系微粒子の表面を、少なくともシリカ系酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物を混合して、該ケイ素化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより平均粒子径1〜80μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むものである。
次に、これらの各工程について説明すれば、以下の通りである。
[Preparation method of organic solvent dispersion sol]
Preparation method-1
The first method for preparing an organic solvent-dispersed sol according to the present invention (hereinafter referred to as “Preparation Method-1”) is as follows.
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high-refractive-index metal oxide fine particles obtained by coating the surface of titanium-based fine particles containing titanium and tin and / or silicon with at least a silica-based oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) By mixing at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid into the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), and hydrolyzing the silicon compound. Obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) obtained by coating the surface of the titanium-based fine particles with a silica-based oxide;
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) having an average particle diameter of 1 to 80 μm by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). The liquid is subjected to a wet classifier as necessary, and includes a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method.
Next, each of these steps will be described as follows.

工程(a)
本発明において、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子とは、チタニウムとスズとを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子や、チタニウムと、スズおよびケイ素とを含むチタン系複合酸化物からなるチタン系微粒子などを意味し、これらの化合物の一部を化学式で模式的に示せば、以下の通りである。

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−O−Ti−O−Sn−O−
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−O−Ti−O−Sn−O−Si−O−
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Step (a)
In the present invention, titanium-based fine particles made of a composite oxide containing titanium and tin and / or silicon are titanium-based fine particles made of a composite oxide containing titanium and tin, and titanium, tin, and silicon. Meaning titanium-based fine particles composed of a titanium-based composite oxide and the like, and a part of these compounds schematically shown by chemical formulas are as follows.

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-O-Ti-O-Sn-O-
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-O-Ti-O-Sn-O-Si-O-
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前記チタン系微粒子は、過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理することによって、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)として得られる。
この工程についてさらに具体的に述べれば、以下の通りである。
(1)四塩化チタンをTiO2換算基準で約7〜8重量%含む四塩化チタン水溶液と、アンモニア(NH3)を約10〜20重量%含むアンモニア水とを混合して、pH約9〜10の白色スラリー液を得る。次いで、このスラリーを濾過したのち、純水で洗浄して、固形分含有量が約8〜14重量%の含水チタン酸ケーキを得る。
次に、このケーキに、過酸化水素(H22)を約30〜40重量%含む過酸化水素水と純水とを加えたのち、約70〜90℃の温度で約0.5〜5時間、撹拌下で加熱して、過酸化チタン酸をTiO2換算基準で約1〜3重量%含む過酸化チタン酸水溶液を得る。この過酸化チタン酸水溶液は、透明な黄褐色でpHは約7.5〜8.5である。ただし、本発明においては、これ以外の方法で調製された過酸化チタン酸を使用してもよい。
The titanium-based fine particles are obtained by placing a mixed aqueous solution containing titanic acid peroxide and potassium stannate and / or silicon compound in an autoclave and hydrothermally treating them at a temperature of 150 to 250 ° C., so that titanium, tin and / or It is obtained as titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide containing silicon.
More specifically, this process is as follows.
(1) A titanium tetrachloride aqueous solution containing about 7 to 8% by weight of titanium tetrachloride in terms of TiO 2 and an aqueous ammonia containing about 10 to 20% by weight of ammonia (NH 3 ) are mixed to obtain a pH of about 9 to Ten white slurry liquids are obtained. The slurry is then filtered and washed with pure water to obtain a hydrous titanate cake having a solid content of about 8 to 14% by weight.
Next, after adding hydrogen peroxide water containing about 30 to 40% by weight of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and pure water to this cake, the temperature is about 70 to 90 ° C. The mixture is heated for 5 hours with stirring to obtain an aqueous solution of titanic acid peroxide containing about 1 to 3% by weight of titanic acid peroxide on a TiO 2 basis. This aqueous solution of titanic acid peroxide is transparent yellowish brown and has a pH of about 7.5 to 8.5. However, in the present invention, peroxytitanic acid prepared by other methods may be used.

(2)次いで、前記過酸化チタン酸水溶液に陽イオン交換樹脂を混合して、これに、スズ酸カリウムをSnO2換算基準で約0.5〜2重量%含むスズ酸カリウム水溶液を撹拌下で徐々に添加する。
次に、カリウムイオンなどを取り込んだ陽イオン交換樹脂を分離したのち、平均粒子径が約4〜12nmのシリカ微粒子を含む、酸化ケイ素(SiO2)を約10〜20重量%含むシリカゾルと純水とを混合して、オートクレーブ中で150〜250℃、好ましくは160〜200℃の温度で約15〜20時間、好ましくは16〜19時間、水熱処理する。この場合、前記のシリカゾルに代えて、珪酸やテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランもしくはこれらの縮合物からなるシリコンアルコキシドなどを用いることができる。ただし、チタニウムとスズとからなる複合酸化物粒子を調製する場合には、これらのシリカ源を混合する必要はない。
(2) Next, a cation exchange resin is mixed with the aqueous solution of titanic acid peroxide, and an aqueous potassium stannate solution containing about 0.5 to 2% by weight of potassium stannate in terms of SnO 2 is mixed with stirring. Add gradually.
Next, after separating the cation exchange resin incorporating potassium ions and the like, silica sol containing about 10 to 20% by weight of silicon oxide (SiO 2 ) containing silica fine particles having an average particle diameter of about 4 to 12 nm and pure water. And hydrothermally treated in an autoclave at a temperature of 150 to 250 ° C., preferably 160 to 200 ° C. for about 15 to 20 hours, preferably 16 to 19 hours. In this case, silicon alkoxide made of silicic acid, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a condensate thereof can be used instead of the silica sol. However, when preparing composite oxide particles composed of titanium and tin, it is not necessary to mix these silica sources.

ここで、前記水熱処理温度が150℃未満であると、チタニウムとスズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物の結晶化が進み難いため、得られる粒子(一次粒子)の結晶化度が低くなり、また該水熱処理温度が250℃を超えると、前記複合酸化物の結晶化が過度に進むばかりか、得られる粒子が凝集し易くなるので、上記の範囲から適宜選択した温度で水熱処理することが好ましい。さらに、前記水熱処理時間が15時間未満であると、結晶化していない複合酸化物や結晶化が進んでいない複合酸化物微粒子が残存することがあり、また該水熱処理時間が20時間を超えると、生成した結晶性の複合酸化物微粒子が凝集し易くなるので、好ましくない。
これにより、ルチル型の結晶構造を有する、チタニウムと、スズおよびケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を含有する混合水溶液が得られる。ただし、前記のシリカ源を混合しなかった場合には、チタニウムとスズとを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を含有する混合水溶液が得られる。
次に、得られた混合水溶液を室温またはそれに近い温度まで冷却する。
Here, when the hydrothermal treatment temperature is less than 150 ° C., the crystallization of the composite oxide containing titanium and tin and / or silicon is difficult to proceed, so the crystallinity of the resulting particles (primary particles) becomes low. When the hydrothermal treatment temperature exceeds 250 ° C., not only the crystallization of the composite oxide proceeds excessively, but also the resulting particles tend to aggregate, so hydrothermal treatment is performed at a temperature appropriately selected from the above range. Is preferred. Furthermore, if the hydrothermal treatment time is less than 15 hours, composite oxide fine particles that are not crystallized or composite oxide fine particles that are not crystallized may remain, and if the hydrothermal treatment time exceeds 20 hours, This is not preferable because the generated crystalline composite oxide fine particles tend to aggregate.
As a result, a mixed aqueous solution containing titanium-based fine particles (primary particles) having a rutile crystal structure and composed of a composite oxide containing titanium, tin, and silicon is obtained. However, when the silica source is not mixed, a mixed aqueous solution containing titanium-based fine particles (primary particles) made of a composite oxide containing titanium and tin is obtained.
Next, the obtained mixed aqueous solution is cooled to room temperature or a temperature close thereto.

工程(b)
この工程では、上記で得られたチタン系微粒子(一次粒子)を含む混合液に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物を混合して、該ケイ素化合物を加水分解または脱水・縮重合させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る。
ここで、前記シリコンアルコキシドは、テトラメトキシシランもしくはその縮合物、またはテトラエトキシシランもしくはその縮合物であることが好ましく、前記テトラメトキシシランの縮合物としては、一般式Sinn-1(OCH32n+2で表されるメチルシリケート51TMなどが挙げられ、また前記テトラエトキシシランの縮合物としては、一般式Sinn-1(OC252n+2で表されるエチルシリケート40TMやエチルシリケート45TMなどが挙げられる。
Step (b)
In this step, at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid is mixed with the mixed liquid containing the titanium-based fine particles (primary particles) obtained above to hydrolyze or dehydrate the silicon compound. By surface condensation, surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) obtained by coating the surface of the titanium-based fine particles with a silica-based oxide are obtained.
Here, the silicon alkoxide is preferably tetramethoxysilane or a condensate thereof, or tetraethoxysilane or a condensate thereof. As the condensate of the tetramethoxysilane, a general formula Si n O n-1 (OCH 3 ) Methyl silicate 51 TM represented by 2n + 2 and the like, and the condensate of tetraethoxysilane is represented by the general formula Si n O n-1 (OC 2 H 5 ) 2n + 2 Examples thereof include ethyl silicate 40 and ethyl silicate 45 .

さらに、前記珪酸としては、アルカリ金属珪酸塩、有機塩基の珪酸塩等の珪酸塩水溶液を陽イオン交換樹脂で処理して脱アルカリ(Naイオンの除去等)したものを使用することができる。ここで、前記珪酸塩としては、珪酸ナトリウム(水ガラス)、珪酸カリウム等のアルカリ金属珪酸塩、第4級アンモニウムシリケート等の有機塩基の珪酸塩などが挙げられる。この中でも、pHが2〜6、好ましくは2〜3の範囲にあり、珪素成分の含有量がSiO2換算基準で0.5〜10重量%、好ましくは3〜4重量%の範囲にある珪酸の水溶液(以下、「珪酸水溶液」という場合がある。)を使用することが望ましい。ここで、前記pHが2未満であると、陽イオン交換に要する処理時間が必要以上に長くなって経済的でなくなり、また前記pHが6を超えると、脱アルカリの度合いが低いため、得られる珪酸の安定性が悪くなるので、好ましくない。さらに、前記含有量が0.5重量%未満であると、経済的に前記シリカ系多孔質粒子を得ることが難しくなり、また前記含有量が10重量%を超えると、珪酸の安定性が悪くなるので、好ましくない。このような性状を有する珪酸水溶液としては、水ガラス(珪酸ナトリウム)を水で希釈した後、陽イオン交換樹脂で処理して脱アルカリしたものを使用することが好ましい。 Furthermore, as said silicic acid, what processed the alkali metal silicate, the silicate aqueous solution, such as a silicate of an organic base, with the cation exchange resin, and removed the alkali (removal of Na ion) can be used. Examples of the silicate include alkali metal silicates such as sodium silicate (water glass) and potassium silicate, and silicates of organic bases such as quaternary ammonium silicate. Among these, silicic acid having a pH of 2 to 6, preferably 2 to 3, and a silicon component content of 0.5 to 10% by weight, preferably 3 to 4% by weight, based on SiO 2 It is desirable to use an aqueous solution (hereinafter sometimes referred to as “silicic acid aqueous solution”). Here, when the pH is less than 2, the treatment time required for cation exchange is unnecessarily long, and it is not economical, and when the pH exceeds 6, the degree of dealkalization is low, and thus obtained. Since the stability of silicic acid deteriorates, it is not preferable. Furthermore, when the content is less than 0.5% by weight, it is difficult to economically obtain the silica-based porous particles, and when the content exceeds 10% by weight, the stability of silicic acid is poor. This is not preferable. As the silicic acid aqueous solution having such properties, it is preferable to use a solution obtained by diluting water glass (sodium silicate) with water and then treating it with a cation exchange resin to dealkalize.

さらに詳しく述べれば、前記チタン系微粒子を含む混合液に前記シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物を撹拌下で混合したのち、該ケイ素化合物を60〜250℃の温度条件下で加水分解して脱水・縮重合させることが好ましい。
ここで、前記温度が60℃未満であると、粒子表面に形成されるケイ素酸化物の前駆体(加水分解物)の脱水・縮合反応が十分に起こらないため、得られる表面被覆チタン系粒子を含む分散液の安定性が低下することがあり、また前記温度が250℃を超えると、ケイ素酸化物の溶解度が高くなり過ぎるため、粒子表面に形成された被覆層が剥離したりして、該粒子を含む分散液の安定性が低下することがあるので、好ましくない。この場合、前記混合液中には、既にアルカリ金属や第4級アンモニウムなどが含まれているので、外部から加水分解触媒などを新たに添加する必要はない。
これにより、前記チタン系微粒子の表面が化学式SiO2で表される二酸化ケイ素などのシリカ系酸化物で被覆された表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)が得られる。
More specifically, after mixing at least one silicon compound selected from the silicon alkoxide and silicic acid into the mixed liquid containing the titanium-based fine particles under stirring, the silicon compound is heated at a temperature of 60 to 250 ° C. It is preferable to perform dehydration and condensation polymerization by hydrolysis.
Here, when the temperature is less than 60 ° C., the dehydration / condensation reaction of the silicon oxide precursor (hydrolyzate) formed on the particle surface does not sufficiently occur. When the temperature exceeds 250 ° C., the solubility of the silicon oxide becomes too high, so that the coating layer formed on the particle surface peels off, This is not preferable because the stability of the dispersion containing the particles may decrease. In this case, since the mixed solution already contains alkali metal, quaternary ammonium, etc., it is not necessary to add a hydrolysis catalyst or the like from the outside.
Thereby, surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) in which the surface of the titanium-based fine particles is coated with a silica-based oxide such as silicon dioxide represented by the chemical formula SiO 2 are obtained.

このようにして得られる表面被覆チタン系微粒子は、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で1/100〜50/100、好ましくはで5/100〜30/100の範囲となるように前記チタン系微粒子の表面上に前記シリカ系酸化物が被覆されていることが好ましい。
ここで、前記重量比が酸化物換算基準で1/100未満であると、最終的に得られる金属酸化物微粒子の光触媒活性を十分に抑制することができないことがあり、また該重量比が酸化物換算基準で50/100を超えると、前記被覆層が厚くなって所望の屈折率が得られないことがあるので、好ましくない。
The surface-coated titanium-based fine particles obtained in this way have a weight ratio (S / C) of oxide conversion standards when the weight of the titanium-based fine particles is represented by C and the weight of the coating layer is represented by S. It is preferable that the silica-based oxide is coated on the surface of the titanium-based fine particles so as to be in the range of 1/100 to 50/100, preferably 5/100 to 30/100.
Here, when the weight ratio is less than 1/100 in terms of oxide, the photocatalytic activity of the finally obtained metal oxide fine particles may not be sufficiently suppressed, and the weight ratio is oxidized. If it exceeds 50/100 on the basis of physical conversion, the coating layer becomes thick and a desired refractive index may not be obtained.

また、このようにして形成される被覆層は、前記金属酸化物微粒子中に含まれるチタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率を有していることが望まれるが、二酸化ケイ素などのシリカ系酸化物の屈折率は1.45前後にあるので、この条件を簡単に満足させることができる。
このようにして、前記チタン系微粒子の表面に、前記シリカ系酸化物を被覆することにより、最終的に得られる金属酸化物微粒子の粒子表面での光散乱を大きく抑えることができる。これにより、以下に述べる有機溶媒分散ゾルの濁度を低く抑えることができる。
In addition, the coating layer formed in this way is desired to have a refractive index that is 0.2 or more lower than the refractive index of the titanium-based fine particles contained in the metal oxide fine particles. Since the refractive index of the silica-based oxide is around 1.45, this condition can be satisfied easily.
Thus, by coating the surface of the titanium-based fine particles with the silica-based oxide, light scattering on the particle surface of the finally obtained metal oxide fine particles can be greatly suppressed. Thereby, the turbidity of the organic solvent-dispersed sol described below can be kept low.

次に、前記表面被覆チタン系微粒子を含む混合水溶液を室温まで冷却したのち、限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分濃度が約2〜15重量%の混合水溶液を得る。次いで、必要に応じて該混合水溶液のpHを3〜10、好ましくは4〜8に調整する。このpH調整は、前記混合水溶液がpH10以上のアルカリ性を呈している場合は、該混合水溶液中に陽イオン交換樹脂を添加して該混合水溶液中に含まれるカリウムイオンなどを取り除くことによって行うことができる。一方、前記混合水溶液が3未満のpHとなることは殆どないが、そのような場合は、水酸化カリウムなどを添加して行うことができる。
ここで、前記混合水溶液のpHが3未満であると、設備腐食の懸念が高まるばかりか、前記混合水溶液の保存安定性が低下し易くなり、また該pHが10を超えると、乾燥時に粒子間に働く毛管張力などが増大して硬い乾燥粉体(すなわち、後段の粉砕工程で粉砕し難い乾燥粉体。)を形成し易くなるので、好ましくない。しかし、得られる混合水溶液のpHが3〜10の範囲にある場合には、このpHを調整することは必ずしも必要でない。
Next, after the mixed aqueous solution containing the surface-coated titanium-based fine particles is cooled to room temperature, it is subjected to an ultrafiltration membrane device and concentrated to obtain a mixed aqueous solution having a solid concentration of about 2 to 15% by weight. Next, the pH of the mixed aqueous solution is adjusted to 3 to 10, preferably 4 to 8, as necessary. This pH adjustment can be performed by adding a cation exchange resin to the mixed aqueous solution and removing potassium ions and the like contained in the mixed aqueous solution when the mixed aqueous solution exhibits an alkalinity of pH 10 or higher. it can. On the other hand, the mixed aqueous solution hardly has a pH of less than 3, but in such a case, it can be carried out by adding potassium hydroxide or the like.
Here, when the pH of the mixed aqueous solution is less than 3, not only the concern about equipment corrosion increases, but also the storage stability of the mixed aqueous solution tends to decrease. This is not preferable because the capillary tension acting on the substrate increases and a hard dry powder (that is, a dry powder that is difficult to be pulverized in a subsequent pulverization step) is easily formed. However, when the pH of the resulting mixed aqueous solution is in the range of 3 to 10, it is not always necessary to adjust this pH.

工程(c)
この工程では、上記で得られた混合水溶液中に含まれる前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を乾燥して粒状にすることにより平均粒子径1〜80μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る。
ここで、前記表面被覆チタン系微粒子集合体は、前記混合水溶液を一般的な熱風乾燥装置に供して得ることもできるが、通常は塊状の乾燥固形物として得られるため、後段の焼成工程に供する前に、これを粉砕装置に供して適度に粉砕しておくことが必要となる。しかし、その操作が煩雑であるばかりでなく、前記焼成工程の後段で行われる粉砕工程で粒子径の揃った粒子群を得ることが難しくなるので、スプレードライヤーを用いて前記混合水溶液を噴霧乾燥することが好ましい。なお、このスプレードライヤーを使用すれば、前記固形分の乾燥と粒状化を同時に行うことができる。
前記スプレードライヤーとしては、従来公知のもの(ディスク回転式やノズル式等のスプレードライヤー)を使用することができる。また、この噴霧乾燥は、従来公知の方法を用いて、必要に応じて濃縮された前記混合水溶液を熱風気流中に噴霧することによって行われる。
Step (c)
In this step, the surface-coated titanium fine particles (secondary particles) contained in the mixed aqueous solution obtained above are dried and granulated to obtain a surface-coated titanium fine particle aggregate having an average particle diameter of 1 to 80 μm ( Tertiary particles).
Here, the surface-coated titanium-based fine particle aggregate can be obtained by subjecting the mixed aqueous solution to a general hot air drying apparatus, but is usually obtained as a lump-like dry solid, and is therefore subjected to a subsequent baking step. Prior to this, it is necessary to use a pulverizer to pulverize appropriately. However, not only is the operation complicated, but it becomes difficult to obtain a group of particles having a uniform particle diameter in the pulverization step performed after the firing step, so the mixed aqueous solution is spray-dried using a spray dryer. It is preferable. In addition, if this spray dryer is used, the said solid content can be dried and granulated simultaneously.
As the spray dryer, a conventionally known one (disk spray type or nozzle type spray dryer) can be used. Moreover, this spray drying is performed by spraying the mixed aqueous solution concentrated as necessary into a hot air stream using a conventionally known method.

この際、前記熱風の温度は、入口温度が150〜200℃、好ましくは170〜180℃の範囲にあることが望ましく、出口温度が40〜60℃の範囲にあることが好ましい。ここで、前記入口温度が150℃未満であると、前記固形分の乾燥が不充分となり、また200℃を超えると、経済的でなくなる。また、前記出口温度が40℃未満であると、粉体の乾燥度合いが悪くて装置内に付着するので、好ましくない。
これにより、乾燥された平均粒子径が1〜80μm、好ましくは2〜60μmの表面被覆チタン系微粒子集合体が得られる。
さらに、前記スプレードライヤーの代わりに、フリーズドライ設備などを用いて、前記複合酸化物粒子を凍結乾燥させることもできる。
At this time, the temperature of the hot air is desirably such that the inlet temperature is in the range of 150 to 200 ° C, preferably 170 to 180 ° C, and the outlet temperature is in the range of 40 to 60 ° C. Here, if the inlet temperature is less than 150 ° C., the solid content is insufficiently dried, and if it exceeds 200 ° C., it is not economical. Further, if the outlet temperature is less than 40 ° C., the degree of drying of the powder is poor and adheres to the inside of the apparatus, which is not preferable.
Thereby, a dried surface-coated titanium-based fine particle aggregate having an average particle diameter of 1 to 80 μm, preferably 2 to 60 μm is obtained.
Furthermore, the composite oxide particles can be freeze-dried using freeze-drying equipment or the like instead of the spray dryer.

工程(d)
この工程では、上記で得られた表面被覆チタン系粒子集合体(三次粒子)を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る。
さらに詳しく述べれば、この工程では、前記表面被覆チタン系粒子集合体を焼成装置に供して、空気などの酸素含有雰囲気下で300〜800℃、好ましくは300〜700℃の温度にて30〜240分間、好ましくは60〜180分間かけて焼成することが必要である。
ここで、前記焼成温度が300℃未満であると、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物中に含まれるチタン系微粒子の結晶化が進み難いため、所望のX線回折結晶子径を有する粒子を得ることが難しくなり、また該温度が800℃を超えると、粒子同士の焼結(すなわち、二次粒子同士の焼結)が急激に進んで、結果として後段の粉砕工程で粒子径の揃った粒子を得ることが難しくなるので、上記の範囲から適宜選択した温度で焼成することが好ましい。さらに、前記焼成時間が30分間未満であると、前記複合酸化物粒子の全体が十分に焼成されないことがあり、また該焼成時間が240分間を超えると、経済的でなくなるので、好ましくない。
Step (d)
In this step, the surface-coated titanium-based particle aggregate (tertiary particles) obtained above is fired at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. .
More specifically, in this step, the surface-coated titanium-based particle aggregate is subjected to a baking apparatus, and is heated to 300 to 800 ° C., preferably 300 to 700 ° C. in an oxygen-containing atmosphere such as air. It is necessary to bake for a minute, preferably 60 to 180 minutes.
Here, if the firing temperature is less than 300 ° C., the crystallization of titanium-based fine particles contained in the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate is difficult to proceed, and thus has a desired X-ray diffraction crystallite diameter. When it becomes difficult to obtain particles and the temperature exceeds 800 ° C., the sintering of the particles (that is, the sintering of the secondary particles) proceeds rapidly. Since it becomes difficult to obtain uniform particles, firing is preferably performed at a temperature appropriately selected from the above range. Furthermore, if the firing time is less than 30 minutes, the entire composite oxide particle may not be fired sufficiently, and if the firing time exceeds 240 minutes, it is not preferable because it is not economical.

これにより、7.5〜14.0nm、好ましくは8.0〜10nmのX線回折結晶子径を有するチタン系微粒子(前記表面被覆チタン系粒子の構成成分)、すなわち結晶化度が比較的高いチタン系微粒子を含む表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物が得られる。
さらに詳しく述べれば、前記の焼成操作を行うと、前記チタン系微粒子の結晶化度が高まるため、前記のX線回折結晶子径を有し、しかもルチル型の結晶構造からなる結晶性チタン系粒子を得ることができる。
ここで、前記X線回折結晶子径が7.5nm未満であると、粒子の結晶化度が低くなるため、所望の屈折率が得られなくなり、また該X線回折結晶子径が14.0nmを超えると、粒子の屈折率が高くなり過ぎて粒子表面での光散乱が増加することになるので、好ましくない。よって、前記X線回折結晶子径が7.5nm未満のものが得られる場合には、上記の焼成温度範囲内で、前記の焼成温度を高める必要があり、また該結晶子径が14.0nmを超えるものが得られる場合には、前記焼成温度を低める必要がある。
As a result, titanium-based fine particles (components of the surface-coated titanium-based particles) having an X-ray diffraction crystallite diameter of 7.5 to 14.0 nm, preferably 8.0 to 10 nm, that is, the crystallinity is relatively high. A fired product of a surface-coated titanium-based particle aggregate containing titanium-based fine particles is obtained.
More specifically, since the crystallinity of the titanium-based fine particles increases when the firing operation is performed, the crystalline titanium-based particles having the X-ray diffraction crystallite diameter and having a rutile crystal structure. Can be obtained.
Here, if the X-ray diffraction crystallite diameter is less than 7.5 nm, the crystallinity of the particles becomes low, so that a desired refractive index cannot be obtained, and the X-ray diffraction crystallite diameter is 14.0 nm. Exceeding this is not preferable because the refractive index of the particle becomes too high and light scattering on the particle surface increases. Therefore, when the X-ray diffraction crystallite diameter is less than 7.5 nm, it is necessary to increase the firing temperature within the above-mentioned firing temperature range, and the crystallite diameter is 14.0 nm. In the case where a product exceeding 1 is obtained, it is necessary to lower the firing temperature.

また、このチタン系微粒子は、それ自身が高い屈折率と低い光触媒活性を有しており、その屈折率は、2.2〜2.7、好ましくは2.3〜2.6の範囲にある。
ここで、前記屈折率が2.2未満であると、該微粒子をシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で被覆することによって屈折率が低下するため、後述する金属酸化物微粒子において所望の屈折率が得られなくなり、また該屈折率が2.7を超えると、粒子表面での光散乱が増加するので、好ましくない。よって、前記屈折率が2.2未満のものが得られる場合には、前記の焼成温度を高める必要があり、また前記屈折率が2.7を超えるものが得られる場合には、前記の焼成温度を低める必要がある。
The titanium-based fine particles themselves have a high refractive index and a low photocatalytic activity, and the refractive index is in the range of 2.2 to 2.7, preferably 2.3 to 2.6. .
Here, when the refractive index is less than 2.2, the refractive index is decreased by coating the fine particles with silica-based oxide or silica-based composite oxide. If the refractive index cannot be obtained and the refractive index exceeds 2.7, light scattering on the particle surface increases, which is not preferable. Therefore, when the refractive index is less than 2.2, it is necessary to increase the firing temperature. When the refractive index is greater than 2.7, the firing is performed. The temperature needs to be lowered.

工程(e)
この工程では、上記で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る。なお、ここでいう前記金属酸化物微粒子は、一部の粗大粒子を除けば前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)とほぼ同じか或いは似かよった粒子径を有する表面被覆チタン系微粒子(四次粒子)である。
さらに詳しく述べれば、前記工程(d)から得られる表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物は、概ね平均粒子径が1〜80μmの比較的大きな粒子径からなる粒子であるため、これを粉砕装置に供して、ゾル化できる程度の小さな粒子径を有する微粒子(ただし、この中には、100nm以上の粗大粒子を含んでいてもよい。)に粉砕することが必要である。
前記粉砕装置としては、従来公知の粉砕装置、たとえばサンドミル、ロールミル、ビーズミル、超音波分散機、アルティマイザーTM、ナノマイザーTMなどを用いることができる。また、前記粉砕装置の操作条件は、使用する粉砕装置や前記焼成物(すなわち、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物)の性状などによっても異なるが、たとえばサンドミル(関西ペイント(株)製卓上サンドミルなど)を用いて行う場合には、セラミック製ディスクローターなどを備えた装置内に、粒子径0.1〜0.2mmの球状石英ビーズ゛と前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒中に懸濁させた混合液(固形分濃度5〜40重量%)を入れて、一般的な条件下(たとえば、ローター回転速度600〜2000rpm、処理時間1〜10時間など)で粉砕処理を行うことが好ましい。
Step (e)
In this step, the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained above is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle diameter when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. An organic solvent-dispersed sol is obtained in which the metal oxide fine particles are further dispersed in an organic solvent. The metal oxide fine particles referred to here are surface-coated titanium-based fine particles (quaternary particles having a particle diameter substantially the same as or similar to the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) except for some coarse particles. Particle).
More specifically, since the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained from the step (d) is a particle having a relatively large particle size with an average particle size of 1 to 80 μm, It is necessary to pulverize into fine particles having a particle size small enough to be solated (however, these particles may contain coarse particles of 100 nm or more).
As the pulverizer, a conventionally known pulverizer such as a sand mill, a roll mill, a bead mill, an ultrasonic disperser, an optimizer , a nanomizer ™, or the like can be used. The operating conditions of the pulverizer vary depending on the pulverizer to be used and the properties of the fired product (that is, the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate). For example, sand mill (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) When using a tabletop sand mill, etc., a fired product of spherical quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm and the surface-coated titanium-based particle aggregate is placed in an apparatus equipped with a ceramic disk rotor or the like. A mixed liquid (solid content concentration of 5 to 40% by weight) suspended in an organic solvent is added and pulverized under general conditions (for example, rotor rotation speed 600 to 2000 rpm, treatment time 1 to 10 hours, etc.) It is preferable to carry out the treatment.

前記有機溶媒としては、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノール、プロパノール、イソプロピルアルコ-ル等のアルコール類、エチ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等のエーテル類、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等のケトン類から選ばれた有機化合物が挙げられる。この中でも、得られる有機溶媒分散ゾルをプラスチックレンズなどの光学基材用途に使用する場合は、メタノール等のアルコール類やプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類から選ばれる有機化合物の少なくとも1種を使用することが好ましい。その理由は、塗布膜の乾燥速度が比較的速く、成膜し易いためである。
また、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を粉砕する際に使用される有機溶媒は、前記焼成物の固形分濃度が10〜45重量%、好ましくは20〜40重量%となるような割合でサンドミルなどの粉砕装置の中に加えることが好ましい。
ここで、前記焼成物の固形分濃度が10重量%未満であると、該焼成物の衝突頻度が低下するため所望の粒子径の分散液を得るのに非常に時間がかかるので、経済性に乏しくなり、また前記焼成物の固形分濃度が45重量%を超えると、分散液の粘度が高くなり過ぎてその流動性が低下するため所望の粒子径の分散液を得ることが難しくなるので、好ましくない。
Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropyl alcohol, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl ethyl ketone, γ -Organic compounds selected from ketones such as butyrolactone. Among these, when the obtained organic solvent-dispersed sol is used for an optical substrate such as a plastic lens, at least one organic compound selected from alcohols such as methanol and ethers such as propylene glycol monomethyl ether is used. It is preferable. The reason is that the drying speed of the coating film is relatively fast and it is easy to form a film.
The organic solvent used when the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate is pulverized has a solid content concentration of 10 to 45% by weight, preferably 20 to 40% by weight. It is preferable to add it in a crushing apparatus such as a sand mill in a proportion.
Here, if the solid content concentration of the calcined product is less than 10% by weight, the collision frequency of the calcined product decreases, so it takes a very long time to obtain a dispersion with a desired particle size, which is economical. When the solid content concentration of the fired product exceeds 45% by weight, it becomes difficult to obtain a dispersion with a desired particle size because the viscosity of the dispersion becomes too high and its fluidity decreases. It is not preferable.

さらに、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物をサンドミルなどの粉砕装置を用いて粉砕する際には、分散安定化剤として作用するカルボン酸系化合物やアミン系化合物などの有機化合物を溶解させた有機溶媒の存在下で粉砕することが好ましい。
前記カルボン酸系化合物としては、蟻酸、酢酸、蓚酸、アクリル酸(不飽和カルボン酸)、グルコン酸等のモノカルボン酸およびモノカルボン酸塩、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、などの多価カルボン酸および多価カルボン酸塩等、酒石酸、グリセリン酸、グリコール酸、クエン酸、リンゴ酸、トロパ酸、ベンジル酸、α−乳酸、β−乳酸、γ−ヒドロキシ吉草酸のヒドロキシカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸塩などが挙げられる。この中でも、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散液の透明性や分散安定性などの観点から、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸などを使用することが好ましい。
さらに、前記アミン系化合物としては、アンモニア;ジイソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジイソブチルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン、ベンジルアミン等のアラルキルアミン、ピペリジン等の脂環式アミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、テトラメチルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の第4級アンモニウム塩または第4級アンモニウムハイドロオキサイドなどが挙げられる。この中でも、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの透明性や分散安定性などの観点から、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどを使用することが好ましい。
また、前記カルボン酸系化合物および前記アミン系化合物は、単独でも使用可能であるが、これらの双方(例えば、酒石酸およびジイソプロピルアミン)を使用することが好ましい。その理由は、粉砕された表面被覆チタン系粒子の表面に存在する金属イオンなどと複塩を形成することにより、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの透明性や分散安定性を向上させることができるからである。なお、これらの化合物の双方を使用する場合、その添加順序については特に拘る必要はない。
Furthermore, when the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate is pulverized using a pulverizer such as a sand mill, an organic compound such as a carboxylic acid compound or an amine compound that acts as a dispersion stabilizer is dissolved. It is preferable to grind in the presence of an organic solvent.
Examples of the carboxylic acid compounds include formic acid, acetic acid, succinic acid, acrylic acid (unsaturated carboxylic acid), monocarboxylic acid and monocarboxylic acid salt such as gluconic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid. , Adipic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, and other polycarboxylic acids and carboxylic acid salts, tartaric acid, glyceric acid, glycolic acid, citric acid, malic acid, tropic acid, benzylic acid, Examples include α-lactic acid, β-lactic acid, and hydroxycarboxylic acid and hydroxycarboxylate of γ-hydroxyvaleric acid. Among these, it is preferable to use tartaric acid, citric acid, malic acid and the like from the viewpoint of transparency and dispersion stability of the organic solvent dispersion of the metal oxide fine particles finally obtained.
Further, the amine compounds include ammonia; alkylamines such as diisopropylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, diisobutylamine, n-propylamine, aralkylamines such as benzylamine, alicyclic amines such as piperidine, monoethanolamine , Alkanolamines such as triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium salt and tetramethylammonium hydroxide, and quaternary ammonium hydroxides. Among these, it is preferable to use diisopropylamine, diisobutylamine, tetramethylammonium hydroxide, etc. from the viewpoint of transparency and dispersion stability of the organic solvent-dispersed sol of the finally obtained metal oxide fine particles.
Moreover, although the said carboxylic acid type compound and the said amine type compound can be used individually, it is preferable to use both (for example, tartaric acid and diisopropylamine). The reason is that by forming a double salt with metal ions etc. present on the surface of the crushed surface-coated titanium-based particles, the transparency and dispersion stability of the organic oxide-dispersed sol of the metal oxide fine particles finally obtained It is because it can improve. In addition, when using both of these compounds, it is not necessary to concern about the addition order.

また、前記カルボン酸系化合物は、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物の重量に対して5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%となるような割合で混合することが好ましい。
ここで、前記カルボン酸系化合物の混合量が5重量%未満であると、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの透明性が悪くなる傾向にあり、また前記混合量が40重量%を超えると、粉砕された表面被覆チタン系粒子の凝集が起こりやすくなるため、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの分散安定性が悪化することがあるので、好ましくない。
さらに、前記アミン系化合物は、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物の重量に対して1〜40重量%、好ましくは5〜30重量%となるような割合で混合することが好ましい。
ここで、前記アミン系化合物の混合量が1重量%未満であると、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの透明性が悪くなる傾向にあり、また前記混合量が40重量%を超えると、粉砕された表面被覆チタン系粒子の凝集が起こりやすくなるため、最終的に得られる金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの分散安定性が悪化することがあるので、好ましくない。
The carboxylic acid compound is preferably mixed at a ratio of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the weight of the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate.
Here, when the mixing amount of the carboxylic acid compound is less than 5% by weight, the transparency of the organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles finally obtained tends to deteriorate, and the mixing amount is 40%. If it exceeds wt%, the pulverized surface-coated titanium-based particles are likely to aggregate, and the dispersion stability of the organic solvent-dispersed sol of the finally obtained metal oxide fine particles may be deteriorated. .
Further, the amine compound is preferably mixed in a proportion of 1 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight, based on the weight of the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate.
Here, when the mixing amount of the amine compound is less than 1% by weight, the transparency of the organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles finally obtained tends to deteriorate, and the mixing amount is 40% by weight. If the ratio exceeds 50%, the pulverized surface-coated titanium-based particles tend to aggregate, and the dispersion stability of the organic solvent-dispersed sol of the finally obtained metal oxide fine particles may be deteriorated.

上記で得られた金属酸化物微粒子を含む懸濁液には、さらに所望量の有機溶媒を加えて有機溶媒分散ゾルを調製する。なお、ここで使用される有機溶媒は、上記で使用したものと同じ種類のものを使用することが好ましい。
これにより、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルが得られる。
ここで、前記平均粒子径が8nm未満であると、該金属酸化物微粒子を有機溶媒中に高濃度で分散させたとき、ゾルの粘度が著しく上昇する傾向があり、また該平均粒子径が60nmを超えると、粒子表面での光散乱が増加し、結果として該金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの濁度が高まってしまうことがあるので、上記の範囲となるように適宜調整することが好ましい。
A desired amount of an organic solvent is further added to the suspension containing the metal oxide fine particles obtained above to prepare an organic solvent-dispersed sol. In addition, it is preferable to use the same kind as the organic solvent used above as the organic solvent used here.
Thereby, the organic solvent dispersion | distribution sol containing the metal oxide microparticles | fine-particles whose average particle diameters measured by a dynamic light scattering method are 8-60 nm is obtained.
Here, when the average particle diameter is less than 8 nm, when the metal oxide fine particles are dispersed in an organic solvent at a high concentration, the viscosity of the sol tends to increase remarkably, and the average particle diameter is 60 nm. If it exceeds, the light scattering on the particle surface increases, and as a result, the turbidity of the organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles may increase. Is preferred.

また、このようにして得られる前記金属酸化物微粒子は、ルチル型の結晶構造を有する結晶性チタン系微粒子の表面をシリカ系酸化物で被覆してなるものであり、その比表面積が70〜200m2/g、好ましくは80〜180m2/gの範囲にあり、また屈折率が2.0〜2.5、好ましくは2.1〜2.4の範囲にある。
ここで、前記金属酸化物微粒子の比表面積が70m2/g未満であると、これを用いて調製される塗料組成物に含まれるバインダー成分との密着性(粒子表面に存在するOH基との反応性など)が低いため、得られる硬化性塗膜の強度が低下し、結果として該粒子の塗料組成物中への添加量を増加させることが必要となる場合がある。また、前記比表面積が200m2/gを超えると、粒子表面に存在するOH基の量が多くなって粒子間の相互作用が強くなり、結果として粒子同士が凝集することがあるため、得られる硬化性塗膜の透明性が低くなる場合があるので、好ましくない。
さらに、前記金属酸化物微粒子の屈折率が2.0未満のものが得られる場合には、所望する高い屈折率の塗膜(たとえば、光学基材用塗膜)を形成することが難しくなるため、前記被覆層の厚さをより薄くする必要がある。また、前記屈折率が2.5を超えるものが得られる場合には、粒子表面での光散乱を抑えることが難しくなることがあるため、前記被覆層の厚さをより厚くする必要がある。
Further, the metal oxide fine particles obtained in this way are obtained by coating the surface of crystalline titanium-based fine particles having a rutile-type crystal structure with a silica-based oxide, and the specific surface area is 70 to 200 m. 2 / g, preferably in the range of 80 to 180 m 2 / g, and the refractive index is in the range of 2.0 to 2.5, preferably 2.1 to 2.4.
Here, when the specific surface area of the metal oxide fine particles is less than 70 m 2 / g, adhesion with a binder component contained in a coating composition prepared using the fine particles (with respect to OH groups present on the particle surface) In other words, the strength of the resulting curable coating film decreases, and as a result, it may be necessary to increase the amount of the particles added to the coating composition. In addition, when the specific surface area exceeds 200 m 2 / g, the amount of OH groups present on the particle surface increases and the interaction between particles becomes strong, and as a result, the particles may agglomerate. Since transparency of a curable coating film may become low, it is not preferable.
Furthermore, when a metal oxide fine particle having a refractive index of less than 2.0 is obtained, it becomes difficult to form a desired high refractive index coating film (for example, a coating film for an optical substrate). It is necessary to make the coating layer thinner. In addition, when a material having a refractive index exceeding 2.5 is obtained, it may be difficult to suppress light scattering on the particle surface. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the coating layer.

工程(f)
この工程では、上記で得られた有機溶媒分散ゾルを必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する。
さらに詳しく述べれば、前記金属酸化物微粒子は、上記のように粉砕または粉砕・解膠して製造されたものであるので、その粒子群の中に比較的粒子径の大きな粗大粒子を含むことがある。そこで、このような粗大粒子を含む場合は、前記金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する必要がある。ただし、このような粗大粒子が含まれない場合は、必ずしもこの操作を行う必要はない。
この湿式分級装置としては、従来公知の遠心分離機、液体サイクロン、水簸(自然沈降装置)などを用いることができる。
Step (f)
In this step, the organic solvent-dispersed sol obtained above is used in a wet classifier as necessary to separate and remove at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method.
More specifically, since the metal oxide fine particles are produced by pulverization or pulverization / peptization as described above, the particle group may include coarse particles having a relatively large particle diameter. is there. Therefore, when such coarse particles are included, the organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to a wet classifier to measure coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more when measured by a dynamic light scattering method. At least it must be separated and removed. However, this operation is not necessarily performed when such coarse particles are not included.
As this wet classifier, a conventionally known centrifuge, hydrocyclone, chickenpox (natural sedimentation device), or the like can be used.

前記粗大粒子の分離・除去は、得られた金属酸化物微粒子を動的光散乱法で測定したときの粒子径頻度分布において、100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度が1%以下、好ましくは0.2%以下となるように行うことが好ましい。
ここで、前記粗大粒子の分布頻度が1%を超えると、このような粗大粒子を含む金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルは10cm-1を超えた濁度になってしまうことがあり、引いては該有機溶媒分散ゾルを用いて調製された塗膜形成用塗布液から得られる塗膜の透明性が低下してしまうことがあるので、このような粗大粒子はできるだけ分離・除去しておくことが望ましい。
これにより、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nm、好ましくは10〜50nmの金属酸化物微粒子が得られる。
The separation / removal of the coarse particles is a particle size frequency distribution when the obtained metal oxide fine particles are measured by a dynamic light scattering method, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more is 1% or less, It is preferable to carry out so that it may become 0.2% or less preferably.
Here, when the distribution frequency of the coarse particles exceeds 1%, the organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles containing such coarse particles may have a turbidity exceeding 10 cm −1 , which is subtracted. Therefore, the transparency of the coating film obtained from the coating liquid for forming a coating film prepared using the organic solvent-dispersed sol may be lowered. Therefore, such coarse particles should be separated and removed as much as possible. It is desirable.
Thereby, metal oxide fine particles having an average particle diameter of 8 to 60 nm, preferably 10 to 50 nm, as measured by a dynamic light scattering method are obtained.

このようにして得られる有機溶媒分散ゾル中には、上記の調製過程で添加または副生されたイオン化物質、たとえばカリウムイオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、スズイオン、チタニウムイオンなどの陽イオン物質や塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、珪酸イオン、スズ酸イオン、チタン酸イオンなどの陰イオン物質が含まれる。そこで、前記有機溶媒分散ゾル中に、必要に応じて陰イオン交換樹脂や陽イオン交換樹脂を添加して適当時間、撹拌することにより、前記イオン化物質をできるだけ取り除いておくことが望ましい。なお、前記イオン化物質を予め除去する目安は、前記有機溶媒分散ゾルの使用用途によっても異なるが、該有機溶媒分散ゾル中に含まれる前記イオン化物質の総イオン濃度が0.1mol/L以下となるまで行うことが好ましい。ここで、前記総イオン濃度が0.1mol/Lを超えると、前記金属酸化物微粒子の凝集が起こりやすくなるので、好ましくない。   In the organic solvent-dispersed sol thus obtained, ionized substances added or by-produced in the above preparation process, for example, cationic substances such as potassium ions, sodium ions, ammonium ions, tin ions, titanium ions, and chlorides Anionic substances such as ions, sulfate ions, nitrate ions, silicate ions, stannate ions, titanate ions are included. Therefore, it is desirable to remove the ionized substance as much as possible by adding an anion exchange resin or a cation exchange resin to the organic solvent-dispersed sol as necessary and stirring for an appropriate time. In addition, although the standard which removes the said ionized substance beforehand also changes with uses of the said organic solvent dispersion | distribution sol, the total ion concentration of the said ionization substance contained in this organic solvent dispersion | distribution sol will be 0.1 mol / L or less. Is preferably performed. Here, when the total ion concentration exceeds 0.1 mol / L, the aggregation of the metal oxide fine particles tends to occur, which is not preferable.

調製方法−2
本発明に係る第二の有機溶媒分散ゾルの調製方法(以下、「調製方法−2」という。)は、
チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物粒子の表面を、少なくともシリカ系複合酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物と、過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩およびアルミン酸塩から選ばれた少なくとも1種の金属化合物とを混合して、該ケイ素化合物および該金属化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系複合酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより平均粒子径1〜80μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むものである。
すなわち、この調製方法−2と上記の調製方法−1で異なるところは、前記工程(b)の操作条件のみである。よって、ここでは、前記工程(b)についてのみ説明を加える。
Preparation method-2
The second method for preparing an organic solvent-dispersed sol according to the present invention (hereinafter referred to as “Preparation Method-2”) is as follows.
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high refractive index metal oxide fine particles obtained by coating at least the surface of a composite oxide particle containing titanium and tin and / or silicon with a silica-based composite oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) In the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid, zirconate peroxide, antimonate, and stannic acid A surface of the titanium-based fine particles is coated with a silica-based composite oxide by mixing at least one metal compound selected from a salt and an aluminate and hydrolyzing the silicon compound and the metal compound. A step of obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles),
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) having an average particle diameter of 1 to 80 μm by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). The liquid is subjected to a wet classifier as necessary, and includes a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method.
That is, the difference between this preparation method-2 and the above preparation method-1 is only the operating conditions of the step (b). Therefore, only the step (b) will be described here.

工程(a)および工程(c)〜(f)
上記の調製方法−1に記載の通りである。
工程(b)
この工程では、前記工程(a)で得られたチタン系微粒子(一次粒子)を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物と、過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩およびアルミン酸塩から選ばれた少なくとも1種の金属化合物とを混合して、該ケイ素化合物および該金属化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系複合酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る。
Step (a) and Steps (c) to (f)
As described in Preparation Method-1.
Step (b)
In this step, in the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles (primary particles) obtained in the step (a), at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid, zirconate peroxide, antimony At least one metal compound selected from acid salts, stannates and aluminates is mixed, and the surface of the titanium-based fine particles is silica-based composite oxidized by hydrolyzing the silicon compound and the metal compound. Surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) obtained by coating with an object are obtained.

さらに詳しく述べれば、前記工程(a)で得られた混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物と、過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩およびアルミン酸塩から選ばれた少なくとも1種の金属化合物を混合したのち、該ケイ素化合物および該金属化合物を60〜250℃の温度条件下で加水分解させることが好ましい。
ここで、前記温度が60℃未満であると、粒子表面に形成されるケイ素酸化物の前駆体(加水分解物)の脱水・縮合反応が十分に起こらないため、得られる表面被覆チタン系粒子を含む分散液の安定性が低下することがあり、また前記温度が250℃を超えると、ケイ素酸化物の溶解度が高くなり過ぎるため、粒子表面に形成された被覆層が剥離したりして、該粒子を含む分散液の安定性が低下することがあるので、好ましくない。この場合、前記混合液中には、既にアルカリ金属や第4級アンモニウムなどが含まれているので、外部から加水分解触媒などを新たに添加する必要はない。
なお、前記シリコンアルコキシドは、調製方法−1の場合と同様に、テトラメトキシシランもしくはその縮合物、またはテトラエトキシシランもしくはその縮合物であることが好ましい。また、前記珪酸は、調製方法−1に記載されたものを使用することができる。
More specifically, in the mixed aqueous solution obtained in the step (a), at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid, zirconate peroxide, antimonate, stannate and aluminate. After mixing at least one metal compound selected from acid salts, the silicon compound and the metal compound are preferably hydrolyzed under a temperature condition of 60 to 250 ° C.
Here, when the temperature is less than 60 ° C., the dehydration / condensation reaction of the silicon oxide precursor (hydrolyzate) formed on the particle surface does not sufficiently occur. When the temperature exceeds 250 ° C., the solubility of the silicon oxide becomes too high, so that the coating layer formed on the particle surface peels off, This is not preferable because the stability of the dispersion containing the particles may decrease. In this case, since the mixed solution already contains alkali metal, quaternary ammonium, etc., it is not necessary to add a hydrolysis catalyst or the like from the outside.
The silicon alkoxide is preferably tetramethoxysilane or a condensate thereof, or tetraethoxysilane or a condensate thereof as in Preparation Method-1. Moreover, the said silicic acid can use what was described in the preparation method-1.

これにより、前記チタン系微粒子の表面がケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも1種の金属元素とを含むシリカ系複合酸化物で被覆された表面被覆チタン系微粒子が得られる。
ここで、前記シリカ系複合酸化物は、ケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも1種の金属元素を含む化合物であり、これらの化合物の一部を化学式で模式的に示せば、以下の通りである。

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−O−Si−O−Zr−O−
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−O−Si−O−Al−O−
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−O−Si−O−Sb−O−
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−O−Si−O−Sn−O−
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−O−Si−O−Sb−O−Zr−O−
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As a result, surface-coated titanium-based fine particles in which the surface of the titanium-based fine particles is coated with a silica-based composite oxide containing silicon and at least one metal element selected from zirconium, antimony, tin, and aluminum are obtained. .
Here, the silica-based composite oxide is a compound containing silicon and at least one metal element selected from zirconium, antimony, tin, and aluminum. A part of these compounds can be schematically shown by a chemical formula. Is as follows.

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-O-Si-O-Zr-O-
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-O-Si-O-Al-O-
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-O-Si-O-Sb-O-
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-O-Si-O-Sn-O-
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-O-Si-O-Sb-O-Zr-O-
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このようにして得られる表面被覆チタン系微粒子は、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で1/100〜50/100、好ましくはで5/100〜30/100の範囲となるように前記チタン系微粒子の表面上に前記シリカ系複合酸化物を被覆することが好ましい。
ここで、前記重量比が酸化物換算基準で1/100未満であると、先にも述べたように、上記の光触媒活性を十分に抑制することができないことがあり、また該重量比が酸化物換算基準で50/100を超えると、前記被覆層が厚くなって所望の屈折率が得られないことがあるので、好ましくない。
The surface-coated titanium-based fine particles obtained in this way have a weight ratio (S / C) of oxide conversion standards when the weight of the titanium-based fine particles is represented by C and the weight of the coating layer is represented by S. It is preferable to coat the silica-based composite oxide on the surface of the titanium-based fine particles so that the range is 1/100 to 50/100, preferably 5/100 to 30/100.
Here, if the weight ratio is less than 1/100 in terms of oxide, as described above, the photocatalytic activity may not be sufficiently suppressed, and the weight ratio may be oxidized. When it exceeds 50/100 on the basis of physical conversion, the coating layer becomes thick and a desired refractive index may not be obtained, which is not preferable.

なお、ケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよび/またはアルミニウムの金属元素を含むシリカ系複合酸化物の屈折率は、これらの金属元素の含有量に依存するので、添加原料としての金属化合物、たとえば過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩、アルミン酸塩などの量を調整して添加することが望ましい。しかし、前記チタン系微粒子の屈折率が2.2〜2.7と高いので、これより0.2以上低い屈折率を有する被覆層を形成することは極めて容易である。
このように、前記チタン系微粒子の表面に前記シリカ系複合酸化物を被覆することにより、粒子表面での光散乱を大きく抑えることができる。これにより、以下に述べる有機溶媒分散ゾルの濁度を低く抑えることができる。
The refractive index of the silica-based composite oxide containing silicon and zirconium, antimony, tin and / or aluminum metal elements depends on the content of these metal elements. It is desirable to adjust and add the amount of zirconate oxide, antimonate, stannate, aluminate and the like. However, since the refractive index of the titanium-based fine particles is as high as 2.2 to 2.7, it is very easy to form a coating layer having a refractive index lower by 0.2 or more.
Thus, by coating the surface of the titanium-based fine particles with the silica-based composite oxide, light scattering on the particle surface can be greatly suppressed. Thereby, the turbidity of the organic solvent-dispersed sol described below can be kept low.

前記表面被覆チタン系微粒子を含む混合水溶液を後段の工程(c)〜(f)に供して得られる金属酸化物微粒子の屈折率は、調製方法−1の場合と同様に、前記被覆層の厚さが1nm以下、さらに述べれば0.1〜0.5nm程度と極めて薄いもの(ただし、詳細な値は測定不能である。)であるため、前記チタン系微粒子の屈折率とほぼ近いものとなっている。すなわち、その屈折率は、2.0〜2.5、好ましくは2.1〜2.4と比較的高いものである。
ここで、前記金属酸化物微粒子の屈折率が2.0未満のものが得られる場合には、調製方法−1の場合と同様に、所望する高い屈折率の塗膜(たとえば、光学基材用塗膜)を形成することが難しくなるため、前記被覆層の厚さをより薄くする必要がある。また、前記金属酸化物微粒子の屈折率が2.5を超えるものが得られる場合には、粒子表面での光散乱を抑えることが難しくなることがあるため、前記被覆層の厚さをより厚くする必要がある。
The refractive index of the metal oxide fine particles obtained by subjecting the mixed aqueous solution containing the surface-coated titanium-based fine particles to the subsequent steps (c) to (f) is the same as the thickness of the coating layer as in Preparation Method-1. Is as thin as 1 nm or less, more specifically about 0.1 to 0.5 nm (however, detailed values cannot be measured), and thus is almost the refractive index of the titanium-based fine particles. ing. That is, the refractive index is relatively high, 2.0 to 2.5, preferably 2.1 to 2.4.
Here, when a metal oxide fine particle having a refractive index of less than 2.0 is obtained, the coating film having a desired high refractive index (for example, for an optical substrate), as in Preparation Method-1. Therefore, it is necessary to make the coating layer thinner. In addition, when the metal oxide fine particles having a refractive index of more than 2.5 can be obtained, it may be difficult to suppress light scattering on the particle surface. There is a need to.

また、このようにして得られる前記金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル中にも、調製方法−1の場合と同様に、上記の調製過程で添加または副生されたイオン化物質、たとえばカリウムイオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、スズイオン、チタニウムイオンなどの陽イオン物質や塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、珪酸イオン、スズ酸イオン、チタン酸イオンなどの陰イオン物質が含まれる。そこで、調製方法−1の場合と同様に、前記イオン化物質を予め取り除いておくことが望ましい。   Also, in the organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles obtained in this manner, as in the case of Preparation Method-1, ionized substances added or by-produced in the above preparation process, such as potassium ions, Examples include cationic substances such as sodium ion, ammonium ion, tin ion and titanium ion, and anionic substances such as chloride ion, sulfate ion, nitrate ion, silicate ion, stannate ion and titanate ion. Therefore, it is desirable to remove the ionized substance in advance as in Preparation Method-1.

上記の調製方法−1および調製方法−2で得られる金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルは、該金属酸化物微粒子を5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%含み、さらにその濁度が0.1〜11.0cm-1、好ましくは0.2〜9.0cm-1の範囲にあるものである。
ここで、該金属酸化物微粒子の含有量は、前記工程(e)で粉砕された金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させる時の添加量によってほぼ決まるが、該含有量が40重量%を超えると、粘度上昇などが起こって有機溶媒分散ゾルの安定性が悪くなるので、上記の範囲に適宜調整することが好ましい。
The organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles obtained by the above preparation method-1 and preparation method-2 contains 5-40% by weight, preferably 10-30% by weight of the metal oxide fine particles, and further its turbidity. The degree is in the range of 0.1 to 11.0 cm −1 , preferably 0.2 to 9.0 cm −1 .
Here, the content of the metal oxide fine particles is almost determined by the addition amount when the metal oxide fine particles pulverized in the step (e) are dispersed in an organic solvent, but the content exceeds 40% by weight. In this case, the stability of the organic solvent-dispersed sol is deteriorated due to an increase in viscosity and the like.

一方、前記有機溶媒分散ゾルの濁度は、前記金属酸化物微粒子の光散乱率とその含有量によってほぼ決まるが、該濁度が0.1cm-1未満のものを得ることは難しく、また該濁度が10.0cm-1を超えると、該有機溶媒分散ゾルを用いて調製された塗膜形成用塗布液から得られる塗膜の透明性が著しく低下してしまうことがあるので、好ましくない。
このように、有機溶媒分散ゾルの濁度が10.0cm-1を超える場合には、前記金属酸化物微粒子の表面での光散乱率を抑えるため、その被覆層の厚さを少し厚くしてやる必要がある。また、該金属酸化物微粒子の平均粒子径を小さくすることによってもこの問題を解決できることがあるので、場合によっては、前記表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を粉砕して得られる金属酸化物微粒子の平均粒子径を小さくしたり、あるいはその後の湿式分級段階で前記金属酸化物微粒子中に含まれる粗大粒子を極力、除去したりしておくことが望ましい。
このようにして、本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルが得られる。
On the other hand, the turbidity of the organic solvent-dispersed sol is substantially determined by the light scattering rate of the metal oxide fine particles and the content thereof, but it is difficult to obtain a turbidity of less than 0.1 cm −1. When the turbidity exceeds 10.0 cm −1 , the transparency of the coating film obtained from the coating liquid for forming a coating film prepared using the organic solvent-dispersed sol may be remarkably deteriorated. .
As described above, when the turbidity of the organic solvent-dispersed sol exceeds 10.0 cm −1 , it is necessary to slightly increase the thickness of the coating layer in order to suppress the light scattering rate on the surface of the metal oxide fine particles. There is. In addition, since this problem can sometimes be solved by reducing the average particle diameter of the metal oxide fine particles, in some cases, a metal oxide obtained by pulverizing the fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. It is desirable to reduce the average particle size of the fine particles, or remove the coarse particles contained in the metal oxide fine particles as much as possible in the subsequent wet classification step.
Thus, the organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention is obtained.

通常、水分散ゾルを溶媒置換装置に供して、該水分散ゾル中に含まれる水を有機溶媒に置換することによって有機溶媒分散ゾルを調製する際には、あらかじめ該水分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の表面を有機ケイ素化合物やアミン系化合物などの表面処理剤で処理しておくことが望まれるが、本発明では、この処理を行う必要はない。これは、前記工程(e)、すなわち前記表面被覆チタン系粒子集合体焼成物の粉砕工程で有機溶媒中に添加されたカルボン酸系化合物やアミン系化合物がその役割を担うからである。
また、本発明においては、高屈折率金属酸化物微粒子の水分散ゾルを調製する工程を含まないので、有機溶媒分散ゾルを調製する際に、上記の溶媒置換装置を使用することもない。
Usually, when an organic solvent dispersion sol is prepared by subjecting the water dispersion sol to a solvent displacement device and replacing the water contained in the water dispersion sol with an organic solvent, the water dispersion sol is contained in advance in the water dispersion sol. Although it is desirable to treat the surface of the metal oxide fine particles with a surface treatment agent such as an organosilicon compound or an amine compound, it is not necessary to perform this treatment in the present invention. This is because the carboxylic acid compound or the amine compound added to the organic solvent in the step (e), that is, the pulverization step of the surface-coated titanium-based particle aggregate baked product plays the role.
In the present invention, since the step of preparing the water-dispersed sol of the high refractive index metal oxide fine particles is not included, the above-described solvent replacement device is not used when preparing the organic solvent-dispersed sol.

[有機溶媒分散ゾル]
本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルは、
上記のいずれかに記載の調製方法から得られる高屈折率の金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルであって、
(1)前記金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子が、ルチル型の結晶構造を有する結晶性粒子であり、しかも7.5〜14.0nmのX線回折結晶子径を有し、さらにその屈折率が2.2〜2.7の範囲にあり、
(2)前記金属酸化物微粒子を構成する被覆層が、前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率を有し、しかも
(3)前記金属酸化物微粒子が、8〜60nmの平均粒子径と70〜200m2/gの比表面積を有し、さらにその屈折率が2.0〜2.5の範囲にあり、また
(4)前記有機溶媒分散ゾルが、5〜40重量%の前記金属酸化物微粒子を含み、しかもその濁度が0.1〜11.0cm-1の範囲にある
ものである。
[Organic solvent dispersion sol]
The organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention is:
An organic solvent-dispersed sol of metal oxide fine particles having a high refractive index obtained from the preparation method according to any one of the above,
(1) The titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles are crystalline particles having a rutile-type crystal structure, and have an X-ray diffraction crystallite diameter of 7.5 to 14.0 nm. The refractive index is in the range of 2.2 to 2.7,
(2) The coating layer constituting the metal oxide fine particles has a refractive index lower by 0.2 or more than the refractive index of the titanium-based fine particles, and (3) the metal oxide fine particles have an average of 8 to 60 nm. It has a particle diameter and a specific surface area of 70 to 200 m 2 / g, and its refractive index is in the range of 2.0 to 2.5. (4) The organic solvent-dispersed sol is 5 to 40% by weight. The metal oxide fine particles are included, and the turbidity is in the range of 0.1 to 11.0 cm −1 .

前記有機溶媒分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子は、先にも述べたように、ルチル型の結晶構造を有する結晶性粒子であり、しかも7.5〜14.0nmのX線回折結晶子径を有し、さらにその屈折率が2.2〜2.7の範囲にあることが望まれる。
ここで、前記X線回折結晶子径が7.5nm未満であると、粒子の結晶化度が低くなるため、所望の屈折率が得られなくなり、また該X線回折結晶子径が14.0nmを超えると、粒子の屈折率が高くなり過ぎて粒子表面での光散乱が増加することになるので、好ましくない。さらに、前記屈折率が2.2未満であると、該微粒子をシリカ系酸化物またはシリカ系複合酸化物で被覆することによって屈折率が低下するため、後述する金属酸化物微粒子において所望の屈折率が得られなくなり、また該屈折率が2.7を超えると、粒子表面での光散乱が増加するので、好ましくない。
As described above, the titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles contained in the organic solvent-dispersed sol are crystalline particles having a rutile-type crystal structure and 7.5 to 14.0 nm. It is desirable that the X-ray diffraction crystallite diameter be in the range of 2.2 to 2.7.
Here, if the X-ray diffraction crystallite diameter is less than 7.5 nm, the crystallinity of the particles becomes low, so that a desired refractive index cannot be obtained, and the X-ray diffraction crystallite diameter is 14.0 nm. Exceeding this is not preferable because the refractive index of the particle becomes too high and light scattering on the particle surface increases. Further, when the refractive index is less than 2.2, the refractive index is decreased by coating the fine particles with silica-based oxide or silica-based composite oxide. When the refractive index exceeds 2.7, light scattering on the particle surface increases, which is not preferable.

また、前記チタン系微粒子は、該微粒子のX線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔d1が0.1440〜0.1460nm、好ましくは0.1445〜0.1455nmの範囲にあり、また(301)結晶面の面間隔d2が0.1355〜0.1370nm、好ましくは0.1356〜0.1368nmの範囲にあることが好ましい。
ここで、前記(310)結晶面の面間隔d1が0.1440nm未満であると、上記の光触媒活性が強まる傾向にあり、また該結晶面の面間隔d1が0.1460nmを超えると、同様に上記の光触媒活性が強まる傾向にあるので、好ましくない。このような現象を起こすメカニズムの詳細は現時点で明らかでないが、前者の場合は、光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(310)結晶面の面間隔が狭まることで、電子および正孔(ホール)の粒子表面への拡散が促進され易くなるためと考えられ、また後者の場合は、逆に光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(310)結晶面の面間隔が広がることで、(310)結晶面の密度が低下し易くなるためと考えられる。さらに、前記(301)結晶面の面間隔d2が0.1355nm未満であると、上記の光触媒活性が強まる傾向にあり、また該結晶面の面間隔d2が0.1370nmを超えると、同様に上記の光触媒活性が強まる傾向にあるので、好ましくない。このような現象を起こすメカニズムの詳細は現時点で明らかでないが、前記の(310)結晶面と同様に、光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(301)結晶面の面間隔が狭まることで、電子および正孔(ホール)の粒子表面への拡散が促進され易くなるためと考えられ、また後者の場合は、逆に光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(301)結晶面の面間隔が広がることで、(301)結晶面の密度が低下し易くなるためと考えられる。
Further, the titanium-based fine particles have a (310) crystal plane spacing d 1 determined from X-ray diffraction of the fine particles in the range of 0.1440 to 0.1460 nm, preferably 0.1445 to 0.1455 nm. The (301) crystal plane spacing d 2 is preferably in the range of 0.1355 to 0.1370 nm, preferably 0.1356 to 0.1368 nm.
Here, when the interplanar spacing d 1 of the (310) crystal plane is less than 0.1440 nm, the photocatalytic activity tends to increase, and when the interplanar spacing d 1 of the crystal plane exceeds 0.1460 nm, Similarly, the above-mentioned photocatalytic activity tends to increase, which is not preferable. The details of the mechanism causing such a phenomenon are not clear at the present time, but in the former case, it is considered that it is involved in the suppression of the photocatalytic reaction (310). It is considered that diffusion of (holes) to the particle surface is facilitated, and in the latter case, conversely, it is considered that it is involved in suppression of the photocatalytic reaction. Therefore, it is considered that the density of the (310) crystal plane is likely to decrease. Further, when the interplanar spacing d 2 of the (301) crystal plane is less than 0.1355 nm, the photocatalytic activity tends to increase, and when the interplanar spacing d 2 of the crystal plane exceeds 0.1370 nm, the same In addition, the above-described photocatalytic activity tends to increase, which is not preferable. The details of the mechanism causing such a phenomenon are not clear at this time, but, like the (310) crystal plane, it is considered that it is involved in the suppression of the photocatalytic reaction (301) The crystal plane spacing is narrowed. Therefore, it is considered that diffusion of electrons and holes to the particle surface is facilitated, and in the latter case, it is considered to be involved in the suppression of the photocatalytic reaction (301) crystal plane. This is considered to be because the (301) crystal plane density tends to decrease due to the widening of the plane spacing.

さらに、前記チタン系微粒子は、該微粒子のX線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)が9/100〜20/100、好ましくは12/100〜14/100の範囲にあることが好ましい。
ここで、前記相対ピーク強度比(P1/P2)が9/100未満であると、上記の光触媒活性が強まる傾向があり、また該相対ピーク強度比が20/100を超えると、同様に上記の光触媒活性が強まる傾向にあるので、好ましくない。このような現象を起こすメカニズムの詳細は現時点で明らかでないが、前者の場合は、光触媒反応の促進に関与していると考えられる(110)結晶面が光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(310)結晶面に較べて相対的に多くなっているためと考えられる。また後者の場合は、光触媒反応の促進に関与していると考えられる(110)結晶面が光触媒反応の抑制に関与していると考えられる(310)結晶面に較べて相対的に少なくなっているため、本来ならば前記の光触媒活性は抑制されるはずであるが、これとは逆に光触媒活性は強まる傾向にある。その理由は未だ明らかではないが、光触媒活性の活性点となるOH基(フリーラジカル化された・OHなどを含む)が、反応活性の高くなるキンク(Kink)あるいはコーナー(Corner)と呼ばれる表面位置に比較的多く存在していることなどが考えられる。
Furthermore, the titanium-based fine particles, as determined by X-ray diffraction of the fine particles, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2 ) is in the range of 9/100 to 20/100, preferably 12/100 to 14/100.
Here, when the relative peak intensity ratio (P 1 / P 2 ) is less than 9/100, the above-mentioned photocatalytic activity tends to increase, and when the relative peak intensity ratio exceeds 20/100, similarly This is not preferable because the photocatalytic activity tends to increase. The details of the mechanism causing such a phenomenon are not clear at present, but in the former case, it is considered that the (110) crystal plane is involved in the suppression of the photocatalytic reaction. This is probably because it is relatively larger than the (310) crystal plane. In the latter case, the (110) crystal plane considered to be involved in the promotion of the photocatalytic reaction is relatively less than the (310) crystal face considered to be involved in the suppression of the photocatalytic reaction. Therefore, the above-described photocatalytic activity should be suppressed, but the photocatalytic activity tends to increase on the contrary. The reason is not yet clear, but the surface position called kinks (Kink) or corners where OH groups (including free radicals such as OH) that become active sites for photocatalytic activity increase in reaction activity. It can be considered that there are relatively many.

前記有機溶媒分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子を構成する被覆層は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率、好ましくは0.5以上低い屈折率を有していることが望まれる。
ここで、前記被覆層の屈折率が前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低くないと、粒子表面での光散乱を十分に抑制できなくなることがあるので、好ましくない。
なお、このような屈折率を有する被覆層は、先にも述べたように、実質的に二酸化ケイ素からなるシリカ系酸化物や、ケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも1種の金属元素を含むシリカ系複合酸化物で構成することが好ましい。
The coating layer constituting the metal oxide fine particles contained in the organic solvent-dispersed sol has a refractive index lower than the refractive index of the titanium-based fine particles by 0.2 or more, preferably 0.5 or more. It is hoped that.
Here, if the refractive index of the coating layer is not lower than the refractive index of the titanium-based fine particles by 0.2 or more, light scattering on the particle surface may not be sufficiently suppressed, which is not preferable.
As described above, the coating layer having such a refractive index is at least one selected from silica-based oxides substantially composed of silicon dioxide, silicon, zirconium, antimony, tin, and aluminum. It is preferably composed of a silica-based composite oxide containing a seed metal element.

また、前記被覆層を設けてなる金属酸化物微粒子は、8〜60nmの平均粒子径と70〜200m2/gの比表面積を有し、さらにその屈折率が2.0〜2.5の範囲にあることが望まれる。
ここで、前記金属酸化物微粒子の平均粒子径が8nm未満であると、該金属酸化物微粒子を有機溶媒中に高濃度で分散させたとき、ゾルの粘度が著しく上昇する傾向があり、また前記平均粒子径が60nmを超えると、粒子表面での光散乱が増加し、結果として該金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの濁度が高まってしまうことがあるので、好ましくない。また、前記金属酸化物微粒子の比表面積が70m2/g未満であると、これを用いて調製される塗料組成物に含まれるバインダー成分との密着性(粒子表面に存在するOH基との反応性など)が低いため、得られる硬化性塗膜の強度が低下し、結果として該粒子の塗料組成物中への添加量を増加させることが必要となる場合がある。また、前記比表面積が200m2/gを超えると、粒子表面に存在するOH基の量が多くなって粒子間の相互作用が強くなり、結果として粒子同士が凝集することがあるため、得られる硬化性塗膜の透明性が低くなる場合があるので、好ましくない。さらに、前記金属酸化物微粒子の屈折率が2.0未満であると、該微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを用いて調製された塗膜形成用塗布液から得られる塗膜の屈折率を1.70以上にすることが難しくなり、また該屈折率が2.5を超えると、該微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを用いて調製された塗膜形成用塗布液から得られる塗膜に十分な硬度(すなわち、適切なハードコート特性)を与えるために必要な量を加えると塗膜の屈折率が逆に高くなり過ぎて干渉縞が発生し易くなるので、好ましくない。
The metal oxide fine particles provided with the coating layer have an average particle diameter of 8 to 60 nm, a specific surface area of 70 to 200 m 2 / g, and a refractive index of 2.0 to 2.5. It is desirable that
Here, when the average particle diameter of the metal oxide fine particles is less than 8 nm, when the metal oxide fine particles are dispersed at a high concentration in an organic solvent, the viscosity of the sol tends to be remarkably increased. When the average particle diameter exceeds 60 nm, light scattering on the particle surface increases, and as a result, the turbidity of the organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles may increase, which is not preferable. Further, when the specific surface area of the metal oxide fine particles is less than 70 m 2 / g, adhesion with a binder component contained in a coating composition prepared using the fine metal oxide particles (reaction with OH groups present on the particle surface) The strength of the resulting curable coating film is reduced, and as a result, it may be necessary to increase the amount of the particles added to the coating composition. In addition, when the specific surface area exceeds 200 m 2 / g, the amount of OH groups present on the particle surface increases and the interaction between particles becomes strong, and as a result, the particles may agglomerate. Since transparency of a curable coating film may become low, it is not preferable. Furthermore, when the refractive index of the metal oxide fine particles is less than 2.0, the refractive index of the coating film obtained from the coating liquid for forming a coating film prepared using an organic solvent-dispersed sol containing the fine particles is 1. When the refractive index is more than 2.5, it is difficult to make it 70 or more, and hardness sufficient for a coating film obtained from a coating liquid for coating film formation prepared using an organic solvent-dispersed sol containing the fine particles If an amount necessary for providing (that is, appropriate hard coat characteristics) is added, the refractive index of the coating film becomes excessively high and interference fringes are easily generated, which is not preferable.

前記金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルは、該金属酸化物微粒子を5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%含み、しかもその濁度が0.1〜11.0cm-1、好ましくは0.2〜9.0cm-1範囲にあることが望まれる。
ここで、前記金属酸化物微粒子の含有量が40重量%を超えると、粘度上昇などが起こって有機溶媒分散ゾルの安定性が悪くなるので、好ましくない。さらに、前記有機溶媒分散ゾルの濁度が0.1cm-1未満のものを得ることは難しく、また該濁度が11.0cm-1を超えると、該有機溶媒分散ゾルを用いて調製された塗膜形成用塗布液から得られる塗膜の透明性が著しく低下してしまうことがあるので、好ましくない。
The organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles contains 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the metal oxide fine particles, and has a turbidity of 0.1 to 11.0 cm −1 , preferably Is desirably in the range of 0.2 to 9.0 cm −1 .
Here, when the content of the metal oxide fine particles exceeds 40% by weight, an increase in viscosity occurs and the stability of the organic solvent-dispersed sol is deteriorated, which is not preferable. Furthermore, it is difficult to obtain a turbidity of the organic solvent-dispersed sol of less than 0.1 cm −1 , and when the turbidity exceeds 11.0 cm −1 , the organic solvent-dispersed sol was prepared using the organic solvent-dispersed sol. Since the transparency of the coating film obtained from the coating liquid for forming a coating film may be remarkably lowered, it is not preferable.

さらに、前記有機溶媒分散ゾルをプラスチックレンズなどの光学基材用途に使用する場合には、該分散ゾル中に含まれる有機溶媒の種類などによっても異なるが、前記金属酸化物微粒子の含有量を10〜40重量%、好ましくは20〜30重量%の範囲にすることが好ましい。
ここで、前記金属酸化物微粒子の含有量が10重量%未満であると、これを原料とした光学基材用塗布液などの固形分含有量が低下するため、塗膜の膜厚が薄くなって膜硬度を低下させてしまうことがあるので、好ましくない。また、前記含有量が40重量%を超えると、先にも述べたように、有機溶媒分散ゾルの安定性が悪くなるので、好ましくない。
また、前記有機溶媒分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子は、動的光散乱法で測定したときの粒子径頻度分布において、100nm以上の粒子径を有する比較的粗大なチタン系微粒子の分布頻度が1%以下であることが好ましい。
ここで、前記粗大粒子の分布頻度が1%を超えると、先にも述べたように、このような粗大粒子を含む金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルは11.0cm-1を超えた濁度になってしまうことがあるので、好ましくない。
Further, when the organic solvent-dispersed sol is used for an optical base material such as a plastic lens, the content of the metal oxide fine particles is 10 depending on the kind of the organic solvent contained in the dispersed sol. It is preferable to make it in a range of ˜40% by weight, preferably 20-30% by weight.
Here, if the content of the metal oxide fine particles is less than 10% by weight, the solid content of the coating liquid for optical substrates and the like using this as a raw material decreases, so the film thickness of the coating film becomes thin. Therefore, the film hardness may be lowered, which is not preferable. On the other hand, when the content exceeds 40% by weight, the stability of the organic solvent-dispersed sol deteriorates as described above, which is not preferable.
Further, the metal oxide fine particles contained in the organic solvent-dispersed sol have a distribution frequency of relatively coarse titanium-based fine particles having a particle diameter of 100 nm or more in a particle diameter frequency distribution measured by a dynamic light scattering method. Is preferably 1% or less.
Here, when the distribution frequency of the coarse particles exceeds 1%, as described above, the organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles containing such coarse particles has a turbidity exceeding 11.0 cm −1. It is not preferable because it may become higher.

次に、本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルを用いて調製される光学基材用塗布液および該塗布液を塗布して得られる光学基材用塗膜について説明すれば、以下の通りである。ただし、本発明に係る高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルは、その他の用途にも使用することができるので、本発明に係る有機溶媒分散ゾルはこれらの用途に限定されるものではない。   Next, an optical substrate coating solution prepared using the organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention and an optical substrate coating film obtained by applying the coating solution will be described. Is as follows. However, since the organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to the present invention can be used for other applications, the organic solvent dispersion sol according to the present invention is not limited to these applications. Absent.

[塗料組成物]
本発明に係る塗料組成物は、上記の本発明方法から得られた高屈折率金属酸化物微粒子とバインダー成分を含むものである。
ここで、前記高屈折率金属酸化物微粒子については、上記の通りであるので、前記バインダー成分について具体的に説明すれば、以下の通りである。
(1)バインダー成分
本発明で使用されるバインダー成分は、前記塗料組成物の使用目的に応じて従来公知のもの、あるいは現在開発中のものから適宜選択して使用することができる。しかし、ここでは、光学物品用塗料組成物に使用される典型的なバインダー成分について具体的に説明する。すなわち、ハードコート層膜形成用塗料などに使用される(a)有機ケイ素化合物およびプライマー層膜形成用塗料組成物などに使用される(b)熱硬化性有機樹脂または(c)熱可塑性有機樹脂について具体的に説明する。
ただし、本発明で使用されるバインダー成分は、前記高屈折率金属酸化物微粒子のバインダー成分として機能するならば、必ずしもこれらに限定されるものではない。たとえば、前記有機ケイ素化合物の代わりに、チタニウムアルコキシド等の金属アルコキシドや紫外線硬化性化合物(たとえば、アクリロイルオキシ基を有する多官能アクリル系化合物等)などの化合物、さらには前記熱硬化性有機樹脂や前記熱可塑性有機樹脂の代わりに、前記紫外線硬化性化合物などの化合物を使用することもできる。
[Coating composition]
The coating composition according to the present invention comprises high refractive index metal oxide fine particles obtained from the above-described method of the present invention and a binder component.
Here, since the high refractive index metal oxide fine particles are as described above, the binder component will be specifically described as follows.
(1) Binder Component The binder component used in the present invention can be appropriately selected from conventionally known ones or those currently under development according to the purpose of use of the coating composition. However, here, a typical binder component used in the coating composition for optical articles will be specifically described. That is, (b) a thermosetting organic resin or (c) a thermoplastic organic resin used in (a) an organosilicon compound and a primer layer film forming coating composition used for hard coat layer film forming paints, etc. Will be described in detail.
However, the binder component used in the present invention is not necessarily limited to these as long as it functions as the binder component of the high refractive index metal oxide fine particles. For example, instead of the organosilicon compound, a compound such as a metal alkoxide such as titanium alkoxide or an ultraviolet curable compound (for example, a polyfunctional acrylic compound having an acryloyloxy group), the thermosetting organic resin, In place of the thermoplastic organic resin, a compound such as the ultraviolet curable compound may be used.

(a)有機ケイ素化合物
本発明で使用される前記バインダー成分としての有機ケイ素化合物は、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物であることが好ましい。
1 a2 bSi(OR34-(a+b) (I)
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキル基、ビニル基を含有する炭素数8以下の有機基、エポキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メタクリロキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メルカプト基を含有する炭素数1〜5の有機基またはアミノ基を含有する炭素数1〜5の有機基であり、R2は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基、シクロアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基またはアリル基であり、R3は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基またはシクロアルキル基である。また、aは0または1の整数、bは0、1または2の整数である。)
(A) Organosilicon compound The organosilicon compound as the binder component used in the present invention is preferably an organosilicon compound represented by the following general formula (I) and / or a hydrolyzate thereof.
R 1 a R 2 b Si (OR 3 ) 4- (a + b) (I)
(In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an organic group having 8 or less carbon atoms containing a vinyl group, an organic group having 8 or less carbon atoms containing an epoxy group, and 8 carbon atoms containing a methacryloxy group. The following organic group, an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing a mercapto group or an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing an amino group, R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group, A cycloalkyl group, a halogenated alkyl group or an allyl group, R 3 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group or a cycloalkyl group, a is an integer of 0 or 1, b is 0, 1 Or an integer of 2.)

前記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物としては、アルコキシシラン化合物がその代表例として挙げられ、具体的には、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、α−グルシドキシメチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキキシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキキシランなどがある。これらの中でも、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシランなどを使用することが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物(2)は、1種類だけでなく2種類以上を使用してもよい。   As the organosilicon compound represented by the general formula (I), an alkoxysilane compound is exemplified as a typical example, and specific examples thereof include tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxy. Propyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, α-glycidoxymethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- Glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, β- (3 4-epoxycyclohexyl) Ethyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyl Examples include methyldietoxylan. Among these, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, etc. Is preferably used. Moreover, these organosilicon compounds (2) may use not only one type but also two or more types.

(b)熱硬化性有機樹脂
本発明で使用される前記バインダー成分としての熱硬化性有機樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびメラミン系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
さらに具体的に述べれば、前記ウレタン系樹脂としては、たとえばヘキサメチレンジイソシアネート等のブロック型ポリイシシアネートとポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等の活性水素含有化合物との反応物などが挙げられ、また前記エポキシ樹脂
としては、たとえばポリアルキレンエーテル変性エポキシ樹脂や分子鎖に柔軟性骨格(ソフトセグメント)を導入したエポキシ基含有化合物などが挙げられる。
さらに、前記メラミン系樹脂としては、たとえばエーテル化メチロールメラミンとポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールとの硬化物などが挙げられる。これらの中でも、ブロック型イシシアネートとポリオールとの硬化物であるウレタン系樹脂を使用することが好ましい。また、これらの熱硬化性有機樹脂は、1種類だけでなく2種類以上を使用してもよい。
(B) Thermosetting organic resin The thermosetting organic resin as the binder component used in the present invention is preferably at least one selected from urethane resins, epoxy resins and melamine resins. .
More specifically, examples of the urethane resin include a reaction product of a block-type polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate and an active hydrogen-containing compound such as polyester polyol and polyether polyol, and the epoxy resin. Examples of the resin include a polyalkylene ether-modified epoxy resin and an epoxy group-containing compound in which a flexible skeleton (soft segment) is introduced into a molecular chain.
Furthermore, examples of the melamine-based resin include cured products of etherified methylol melamine, polyester polyol, and polyether polyol. Among these, it is preferable to use a urethane-based resin that is a cured product of a block type isocyanate and a polyol. Moreover, these thermosetting organic resins may use not only one type but also two or more types.

(c)熱可塑性有機樹脂
本発明で使用される前記バインダー成分としての熱可塑性有機樹脂は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびエステル系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることが好ましく、さらには自己乳化型の水系エマルジョン樹脂であることがより好ましい。
さらに具体的に述べれば、前記アクリル系樹脂としては、たとえば(メタ)アクリル酸アルキスエステルモノマーから得られる水系エマルジョンや前記モノマーとスチレン、アクリロニトリル等とを共重合させたポリマーエマルジョンなどが挙げられ、また前記ウレタン系樹脂としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどのポリオール化合物とポリイシシアネートとを反応させてなる水系エマルジョンなどが挙げられ、さらに前記エステル系樹脂としては、たとえばハードセグメントにポリエステル、ソフトセグメントにポリエーテルまたはポリエステルを用いたマルチブロック共重合体の水分散型エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、ポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールとポリイシシアネートから得られる水分散型ウレタン系樹脂を使用することが好ましい。また、これらの熱可塑性有機樹脂は、1種類だけでなく2種類以上を使用してもよい。
(C) Thermoplastic organic resin The thermoplastic organic resin as the binder component used in the present invention is preferably at least one selected from an acrylic resin, a urethane resin and an ester resin. A self-emulsifying aqueous emulsion resin is more preferable.
More specifically, examples of the acrylic resin include a water-based emulsion obtained from a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer and a polymer emulsion obtained by copolymerizing the monomer with styrene, acrylonitrile, and the like. Examples of the urethane resin include water-based emulsions obtained by reacting a polyol compound such as polyester polyol, polyether polyol, and polycarbonate polyol with polyisocyanate. Further, examples of the ester resin include hard segments. Examples include polyester, water-dispersed elastomer of a multi-block copolymer using polyether or polyester as a soft segment. Among these, it is preferable to use a water-dispersed urethane resin obtained from polyester polyol or polyether polyol and polyisocyanate. Moreover, these thermoplastic organic resins may use not only one type but also two or more types.

(2)塗料組成物
次に、前記高屈折率金属酸化物微粒子と前記バインダー成分とを含む塗料組成物についてさらに具体的に説明する。すなわち、前記バインダー成分として前記有機ケイ素化合物を含む塗料組成物(以下、「塗料組成物−1」という場合がある。)、および前記バインダー成分として前記熱硬化性有機樹脂または前記熱可塑性有機樹脂を含む塗料組成物(以下、「塗料組成物−2」という場合がある。)についてさらに具体的に述べれば、以下の通りである。
(2) Coating composition Next, the coating composition containing the high refractive index metal oxide fine particles and the binder component will be described more specifically. That is, a coating composition containing the organosilicon compound as the binder component (hereinafter sometimes referred to as “coating composition-1”), and the thermosetting organic resin or the thermoplastic organic resin as the binder component. More specifically, the coating composition to be included (hereinafter sometimes referred to as “coating composition-2”) is as follows.

塗料組成物−1
本発明に係る塗料組成物−1を調製する際に、前記有機ケイ素化合物は、無溶媒下またはアルコール等の極性有機溶媒中で、酸および水の存在下で部分加水分解または加水分解した後に、前記高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルと混合することが好ましい。ただし、前記有機ケイ素化合物は、前記有機溶媒分散ゾルと混合した後に、部分加水分解または加水分解してもよい。
Coating composition-1
In preparing the coating composition-1 according to the present invention, the organosilicon compound is partially hydrolyzed or hydrolyzed in the presence of an acid and water in the absence of a solvent or in a polar organic solvent such as alcohol, It is preferable to mix with the organic solvent dispersion sol containing the high refractive index metal oxide fine particles. However, the organosilicon compound may be partially hydrolyzed or hydrolyzed after mixing with the organic solvent-dispersed sol.

このようにして、前記塗料組成物−1は、前記有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物と前記高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルとを混合して調製されるが、その混合割合は、前記有機ケイ素化合物をSiO2基準に換算した重量をXで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が30/70〜90/10、好ましくは35/65〜80/20の範囲にあることが好ましい。ここで、前記重量比が30/70未満であると、光学基材や他の塗膜(たとえば、プライマー層膜)との密着性が低下することがあり、また前記重量比が90/10を超えると、塗膜の屈折率や塗膜表面での耐擦傷性が低くなってしまうので、好ましくない。
このように調製された前記塗料組成物−1は、ハードコート層膜形成用塗料組成物として好適に使用することができる。
Thus, the coating composition-1 is prepared by mixing the organosilicon compound and / or the hydrolyzate thereof with the organic solvent-dispersed sol containing the high refractive index metal oxide fine particles. As for the mixing ratio, when the weight of the organosilicon compound converted to SiO 2 is represented by X and the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by Y, the weight ratio (X / Y) is 30/70. It is preferable to be in the range of ˜90 / 10, preferably 35/65 to 80/20. Here, when the weight ratio is less than 30/70, the adhesiveness with an optical substrate or another coating film (for example, primer layer film) may be lowered, and the weight ratio is 90/10. If it exceeds, the refractive index of the coating film and the scratch resistance on the coating film surface will be low, which is not preferable.
The coating composition-1 thus prepared can be suitably used as a coating composition for forming a hard coat layer film.

なお、前記塗料組成物−1は、ハードコート層膜などの塗膜の染色性や、プラスチックレンズ基材などへの密着性を向上させ、更にはクラックの発生を防止するために、上記の成分に加えて、未架橋エポキシ化合物を含有していてもよい。
この未架橋エポキシ化合物としては、たとえば1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテルなどを使用することが好ましい。また、これらの未架橋エポキシ化合物は、1種類だけでなく2種類以上を使用してもよい。
さらに、前記塗料組成物−1は、上記以外の成分、たとえば界面活性剤、レベリング剤および/または紫外線吸収剤、さらには特許文献2、特許文献3、特開平11−310755号公報、国際公開公報WO2007/046357などの従来公知の文献に記載されている有機化合物や無機化合物などを含んでいてもよい。
In addition, the coating composition-1 includes the above-described components in order to improve the dyeability of a coating film such as a hard coat layer film and the adhesion to a plastic lens substrate, and to prevent the occurrence of cracks. In addition, it may contain an uncrosslinked epoxy compound.
Examples of the uncrosslinked epoxy compound include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, and the like. Among these, it is preferable to use 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, or the like. These uncrosslinked epoxy compounds may be used not only in one kind but also in two kinds or more.
Furthermore, the coating composition-1 is composed of components other than those described above, such as surfactants, leveling agents and / or ultraviolet absorbers, as well as Patent Document 2, Patent Document 3, JP-A-11-310755, and International Publication. An organic compound or an inorganic compound described in a conventionally known document such as WO2007 / 046357 may be included.

塗料組成物−2
本発明に係る塗料組成物−2は、前記熱硬化性有機樹脂または前記熱可塑性有機樹脂と前記高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルとを混合して調製される。
その混合割合は、前記樹脂化合物(すなわち、前記熱硬化性有機樹脂または前記熱可塑性有機樹脂)の種類や前記塗料組成物の用途などによっても異なるが、該樹脂化合物の重量をAで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をBで表したとき、その重量比(A/B)が90/10〜30/70、好ましくは80/20〜35/65の範囲にあることが好ましい。ここで、前記重量比が30/70未満であると、この塗料組成物から形成される塗膜(プライマー層膜)とその表面に形成されるハードコート層膜との密着性が低下することがあり、また前記ハードコート層膜の表面に反射防止層膜を形成した場合には、得られる光学レンズ基材の耐衝撃性が悪くなることがあるので、好ましくない。さらに、前記重量比が90/10を超えると、この塗料組成物から形成される塗膜(プライマー層膜)の耐熱性が悪くなることがあるばかりでなく、塗膜の屈折率が低下してしまうことがあるので、好ましくない。
このように調製された前記塗料組成物−2は、光学基材用塗料組成物(特に、プライマー層膜形成用塗料組成物)として好適に使用することができる。
Coating composition-2
The coating composition-2 according to the present invention is prepared by mixing the thermosetting organic resin or the thermoplastic organic resin and the organic solvent-dispersed sol of the high refractive index metal oxide fine particles.
The mixing ratio varies depending on the type of the resin compound (that is, the thermosetting organic resin or the thermoplastic organic resin) and the use of the coating composition, but the weight of the resin compound is represented by A, and When the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by B, the weight ratio (A / B) is preferably in the range of 90/10 to 30/70, preferably 80/20 to 35/65. Here, when the weight ratio is less than 30/70, the adhesion between the coating film (primer layer film) formed from the coating composition and the hard coat layer film formed on the surface thereof may be reduced. In addition, when an antireflection layer film is formed on the surface of the hard coat layer film, the impact resistance of the obtained optical lens substrate may be deteriorated. Furthermore, when the weight ratio exceeds 90/10, not only the heat resistance of the coating film (primer layer film) formed from this coating composition may deteriorate, but also the refractive index of the coating film decreases. This is not preferable.
The coating composition-2 thus prepared can be suitably used as a coating composition for optical substrates (particularly, a coating composition for forming a primer layer film).

さらに、前記塗料組成物−2は、上記以外の成分、たとえば中和剤、界面活性剤または紫外線吸収剤、さらには国際公開公報WO2007/026529などの従来公知の文献に記載されている有機化合物や無機化合物などを含んでいてもよい。   Furthermore, the coating composition-2 is composed of components other than those described above, such as neutralizers, surfactants or ultraviolet absorbers, and organic compounds described in conventionally known documents such as International Publication WO2007 / 026529. An inorganic compound or the like may be included.

(3)塗料組成物の調製方法
次に、本発明に係る塗料組成物−1および塗料組成物−2の調製方法について具体的に説明する。これらの塗料組成物−1および塗料組成物−2は、先にも述べたように、高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルを調製した後、前記有機ケイ素化合物(すなわち、塗料組成物―1の構成成分)、あるいは前記熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂(すなわち、塗料組成物―2の構成成分)と混合して調製されるが、ここでは、光学基材に用いられる塗料組成物の調製方法について具体的に説明する。ただし、ここで述べる調製方法はその一態様を示すものであるので、本発明に係る塗料組成物はこれらの調製方法から得られたものに限定されない。
なお、本発明で使用される純水とはイオン交換水をいい、また超純水とは純水中に含まれる不純物をさらに取り除いたもので、不純物の含有量が0.01μg/L以下のものをいう。
(3) Preparation method of coating composition Next, the preparation method of the coating composition-1 which concerns on this invention, and the coating composition-2 is demonstrated concretely. As described above, these coating composition-1 and coating composition-2 were prepared by preparing an organic solvent dispersion sol containing high refractive index metal oxide fine particles, and then preparing the organosilicon compound (that is, the coating composition). Component-1), or mixed with the thermosetting resin or thermoplastic resin (that is, the component of paint composition-2). Here, the paint composition used for the optical substrate is used. The method for preparing the product will be specifically described. However, since the preparation method described here shows the one aspect | mode, the coating composition which concerns on this invention is not limited to what was obtained from these preparation methods.
The pure water used in the present invention refers to ion-exchanged water, and ultrapure water is obtained by further removing impurities contained in pure water, and the content of impurities is 0.01 μg / L or less. Say things.

塗料組成物−1
本発明に係る塗料組成物−1は、上記で得られた高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルと有機ケイ素化合物とを混合することによって調製される。
ここで使用される前記有機ケイ素化合物は、先に述べたように、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物であることが好ましい。
1 a2 bSi(OR34-(a+b) (I)
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキル基、ビニル基を含有する炭素数8以下の有機基、エポキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メタクリロキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メルカプト基を含有する炭素数1〜5の有機基またはアミノ基を含有する炭素数1〜5の有機基であり、R2は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基、シクロアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基またはアリル基であり、R3は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基またはシクロアルキル基である。また、aは0または1の整数、bは0、1または2の整数である。)
なお、前記有機ケイ素化合物の具体例については、上記した通りである。
Coating composition-1
The coating composition-1 which concerns on this invention is prepared by mixing the organic solvent dispersion | distribution sol of the high refractive index metal oxide fine particle obtained above, and an organosilicon compound.
As mentioned above, the organosilicon compound used here is preferably an organosilicon compound represented by the following general formula (I) and / or a hydrolyzate thereof.
R 1 a R 2 b Si (OR 3 ) 4- (a + b) (I)
(In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an organic group having 8 or less carbon atoms containing a vinyl group, an organic group having 8 or less carbon atoms containing an epoxy group, and 8 carbon atoms containing a methacryloxy group. The following organic group, an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing a mercapto group or an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing an amino group, R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group, A cycloalkyl group, a halogenated alkyl group or an allyl group, R 3 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group or a cycloalkyl group, a is an integer of 0 or 1, b is 0, 1 Or an integer of 2.)
In addition, specific examples of the organosilicon compound are as described above.

前記塗料組成物−1の調製に際しては、前記有機ケイ素化合物を無溶媒下またはアルコール等の極性有機溶媒中で、酸および水の存在下で部分加水分解または加水分解した後に、前記有機溶媒分散ゾルと混合することが好ましい。ただし、前記有機ケイ素化合物は、前記有機溶媒分散ゾルと混合した後に、部分加水分解または加水分解してもよい。
なお、前記有機ケイ素化合物の部分加水分解や加水分解は、撹拌しながら5〜30℃の温度で1〜48時間かけて行うことが好ましい。また、加水分解を行った後、−10〜1℃の低温度条件下に静置して熟成を行ってもよい。
このように、前記塗料組成物−1は、前記有機ケイ素化合物と前記有機溶媒分散ゾルとを混合して調製されるが、その混合は、前記有機ケイ素化合物をSiO2基準に換算した重量をXで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が30/70〜90/10、好ましくは35/65〜80/20となるように行うことが好ましい。ここで、前記重量比が30/70未満であると、先にも述べたように、基材や他の塗膜との密着性が低下することがあり、また前記重量比が90/10を超えると、塗膜の屈折率や塗膜表面での耐擦傷性が低下することがあるので、好ましくない。
In the preparation of the coating composition-1, the organic silicon compound is partially hydrolyzed or hydrolyzed in the absence of a solvent or in a polar organic solvent such as alcohol in the presence of an acid and water, and then the organic solvent-dispersed sol It is preferable to mix with. However, the organosilicon compound may be partially hydrolyzed or hydrolyzed after mixing with the organic solvent-dispersed sol.
The partial hydrolysis or hydrolysis of the organosilicon compound is preferably performed at a temperature of 5 to 30 ° C. for 1 to 48 hours while stirring. Moreover, after hydrolyzing, it may be allowed to stand under a low temperature condition of -10 to 1 ° C for aging.
Thus, the coating composition-1 is prepared by mixing the organosilicon compound and the organic solvent-dispersed sol, and the mixing is based on the weight of the organosilicon compound converted to SiO 2 as X When the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by Y, the weight ratio (X / Y) is 30/70 to 90/10, preferably 35/65 to 80/20. Preferably it is done. Here, when the weight ratio is less than 30/70, as described above, the adhesion to the substrate or other coating film may be lowered, and the weight ratio is 90/10. If it exceeds, the refractive index of the coating film and the scratch resistance on the surface of the coating film may be deteriorated.

このようにして調製される前記塗料組成物−1は、光学基材用塗料組成物として好適に使用される。この光学基材用塗料組成物の代表的なものとしては、ハードコート層膜形成用塗料組成物がある。
前記塗料組成物−1を光学基材用塗料組成物として調製する際には、前記有機溶媒分散ゾルの分散媒としてメタノール、エタノールなどのアルコール類やプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類を使用することが好ましい。また、前記有機ケイ素化合物の分散媒としては、前記有機溶媒分散ゾルの分散媒と相性のよいものであれば特に制限なく使用できるが、できるだけ同種のものを使用することが好ましい。
The coating composition-1 thus prepared is suitably used as a coating composition for optical substrates. A representative example of the coating composition for optical substrates is a coating composition for forming a hard coat layer film.
When preparing the coating composition-1 as a coating composition for an optical substrate, alcohols such as methanol and ethanol and ethers such as propylene glycol monomethyl ether are used as a dispersion medium for the organic solvent dispersion sol. Is preferred. Further, the dispersion medium of the organosilicon compound can be used without particular limitation as long as it is compatible with the dispersion medium of the organic solvent dispersion sol, but it is preferable to use the same kind as possible.

また、前記塗料組成物−1には、ハードコート層膜などの塗膜の染色性や、プラスチックレンズ基材などへの密着性を向上させ、更にはクラックの発生を防止するために、上記の成分に加えて、未架橋エポキシ化合物などを含ませてもよい。
さらに、該塗料組成物−1には、上記以外の成分、たとえば界面活性剤、レベリング剤および/または紫外線吸収剤、さらにはその用途に適した従来公知の有機化合物や無機化合物などを含ませてもよい。
Further, the coating composition-1 has the above-described properties in order to improve the dyeability of a coating film such as a hard coat layer film and the adhesion to a plastic lens substrate, and to prevent the occurrence of cracks. In addition to the components, an uncrosslinked epoxy compound or the like may be included.
Furthermore, the coating composition-1 contains components other than those described above, for example, surfactants, leveling agents and / or ultraviolet absorbers, and conventionally known organic compounds and inorganic compounds suitable for the application. Also good.

塗料組成物−2
本発明に係る塗料組成物−2は、上記で得られた高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルと熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂とを混合することによって調製される。
ここで使用される前記熱硬化性樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂などがあり、これらの中でも、ウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂などを使用するこが好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびエステル系樹脂などがあり、これらの中でも、ウレタン系樹脂やエステル系樹脂などを使用するこが好ましい。
なお、前記の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の具体例については、上記の通りである。
Coating composition-2
The coating composition-2 according to the present invention is prepared by mixing the organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles obtained above and a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
Examples of the thermosetting resin used here include urethane resins, epoxy resins, melamine resins, and silicone resins. Among these, urethane resins and epoxy resins are preferably used. .
Examples of the thermoplastic resin include acrylic resins, urethane resins, and ester resins. Among these, urethane resins and ester resins are preferably used.
Specific examples of the thermosetting resin and the thermoplastic resin are as described above.

前記塗料組成物−2の調製に際しては、前記熱硬化性樹脂を有機溶媒に溶解させた分散液または前記熱可塑性樹脂を有機溶媒や水に溶解または分散させた分散液に、前記有機溶媒ゾルを混合することが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂または前記熱可塑性樹脂の分散媒としては、前記有機溶媒分散ゾルの分散媒と相性のよいものであれば特に制限なく使用できるが、できるだけ同種のものを使用することが好ましい。ただし、前記熱硬化性樹脂または前記熱可塑性樹脂は、有機溶媒や水などの分散媒に溶解または分散させることなく、直接、前記前記有機溶媒分散ゾルに混合してもよい。
このように、前記塗料組成物−2は、前記の樹脂化合物と前記有機溶媒分散ゾルとを混合して調製されるが、その混合は、前記樹脂化合物の種類やその用途などによっても異なるが、前記樹脂化合物の重量をAで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をBで表したとき、その重量比(A/B)が90/10〜30/70、好ましくは80/20〜35/65となるように行うことが好ましい。ここで、前記重量比が30/70未満であると、基材や他の塗膜との密着性や基材の耐衝撃性が低下することがあり、また前記重量比が90/10を超えると、塗膜の屈折率や耐熱性が低下することがあるので、好ましくない。
In the preparation of the coating composition-2, the organic solvent sol is added to a dispersion obtained by dissolving the thermosetting resin in an organic solvent or a dispersion obtained by dissolving or dispersing the thermoplastic resin in an organic solvent or water. It is preferable to mix. The dispersion medium of the thermosetting resin or the thermoplastic resin can be used without particular limitation as long as it is compatible with the dispersion medium of the organic solvent-dispersed sol. preferable. However, the thermosetting resin or the thermoplastic resin may be directly mixed into the organic solvent-dispersed sol without being dissolved or dispersed in a dispersion medium such as an organic solvent or water.
Thus, although the said coating composition-2 is prepared by mixing the said resin compound and the said organic solvent dispersion | distribution sol, the mixing changes also with the kind of the said resin compound, its use, etc., When the weight of the resin compound is represented by A and the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by B, the weight ratio (A / B) is 90/10 to 30/70, preferably 80/20 to It is preferable to carry out so that it may become 35/65. Here, if the weight ratio is less than 30/70, the adhesion to the substrate and other coating films and the impact resistance of the substrate may be lowered, and the weight ratio exceeds 90/10. And the refractive index and heat resistance of the coating film may decrease, which is not preferable.

このようにして調製される前記塗料組成物−2は、前記塗料組成物−1の場合と同様に、光学基材用塗料組成物として好適に使用される。この光学基材用塗料組成物の代表的なものとしては、プライマー層膜形成用塗料組成物がある。
また、前記塗料組成物−2には、上記以外の成分、たとえば中和剤、界面活性剤または紫外線吸収剤、さらにはさらにはその用途に適した従来公知の有機化合物や無機化合物などを含ませてもよい。
The coating composition-2 thus prepared is suitably used as a coating composition for an optical substrate, as in the case of the coating composition-1. A typical example of the coating composition for an optical substrate is a coating composition for forming a primer layer film.
In addition, the coating composition-2 contains components other than those described above, such as neutralizing agents, surfactants or ultraviolet absorbers, and further conventionally known organic compounds and inorganic compounds suitable for the intended use. May be.

(4)硬化性塗膜
本発明に係る塗料組成物は、高誘電材料、光学材料、高屈折率ハードコード材料、高屈折率接着材料、高屈折率封止材料、高反射性材料、紫外光吸収材料などの様々な用途に使用することができる。しかし、ここでは、その代表的な例として、前記塗料組成物を光学基材上に塗布して得られる硬化性塗膜、すなわち光学基材用塗膜について説明する。
(4) Curable coating film The coating composition according to the present invention comprises a high dielectric material, an optical material, a high refractive index hard code material, a high refractive index adhesive material, a high refractive index sealing material, a high reflective material, and ultraviolet light. It can be used for various applications such as absorbent materials. However, here, as a typical example, a curable coating film obtained by applying the coating composition on an optical substrate, that is, a coating film for an optical substrate will be described.

前記塗料組成物を塗布するための光学基材としては、各種のプラスチック基材があり、これを光学レンズとして使用する場合には、ポリスチレン樹脂、アリル樹脂(特に、芳香族系アリル樹脂)、ポリカーボネート樹脂、ポリチオウレタン樹脂、ポリチオエポキシ樹脂などで構成されたプラスチックレンズ基材がある。また、光学レンズ以外に用いられるプラスチック基材としては、PMMA樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂、ポリサルフォン樹脂などで構成されたプラスチック基材がある。
また、昨今では、1.7以上、さらに詳しくは1.71〜1.81の比較的高い屈折率を有する光学基材(プラスチックレンズ基材など)が開発され、現在、一部市販または試験供給されている。前記塗料組成物は、これらの高屈折光学基材にも特に問題なく適用することができるので、これらの光学基材から適宜選択して使用することができる。
しかし、前記塗料組成物中に含まれる高屈折率金属酸化物微粒子の濃度を低くすれば、1.50〜1.70、さらに詳しくは1.52〜1.67の比較的低い屈折率を有する光学基材にも容易に適用することができる。
As an optical substrate for applying the coating composition, there are various plastic substrates. When this is used as an optical lens, polystyrene resin, allyl resin (especially aromatic allyl resin), polycarbonate There is a plastic lens substrate made of resin, polythiourethane resin, polythioepoxy resin, or the like. Moreover, as a plastic base material used other than an optical lens, there is a plastic base material made of PMMA resin, ABS resin, epoxy resin, polysulfone resin, or the like.
In recent years, optical base materials (plastic lens base materials, etc.) having a relatively high refractive index of 1.7 or more, more specifically 1.71-1.81, have been developed. Has been. Since the coating composition can be applied to these high refractive optical substrates without any particular problem, it can be used by appropriately selecting from these optical substrates.
However, if the concentration of the high refractive index metal oxide fine particles contained in the coating composition is lowered, it has a relatively low refractive index of 1.50 to 1.70, more specifically 1.52 to 1.67. It can be easily applied to optical substrates.

前記塗料組成物のうち、上記の塗料組成物−2から選択される光学基材用塗料組成物(すなわち、プライマー層膜形成用塗料組成物)は、従来公知の方法で前記光学基材上に直接、塗布される。一方、上記の塗料組成物−1から選択される光学基材用塗料組成物(すなわち、ハードコート層膜形成用塗料組成物)は、従来公知の方法で前記光学基材上に直接、塗布されるか、あるいは前記の光学基材用塗料組成物を塗布して形成された塗膜(すなわち、プライマー層膜)上に塗布される。
このようにして、光学基材上に形成された塗膜は、従来公知の方法で硬化させることにより、所望の光学基材用塗膜、すなわちハードコート層膜やプライマー層膜になる。
Among the coating compositions, a coating composition for an optical substrate selected from the coating composition-2 (that is, a coating composition for forming a primer layer film) is applied onto the optical substrate by a conventionally known method. Directly applied. On the other hand, the coating composition for an optical substrate selected from the coating composition-1 (that is, the coating composition for forming a hard coat layer film) is directly applied onto the optical substrate by a conventionally known method. Alternatively, it is applied onto a coating film (that is, a primer layer film) formed by applying the coating composition for optical substrates.
Thus, the coating film formed on the optical substrate becomes a desired coating film for an optical substrate, that is, a hard coat layer film or a primer layer film by curing by a conventionally known method.

これにより、昨今のプラスチックレンズ業界などから切望されている、1.70以上、特に1.71〜1.81の高い屈折率を有し、しかも耐候性や耐光性に優れた光学基材用塗膜(たとえば、ハードコート層膜)が得られる。また、この塗膜は、ヘーズが0.5%以下と低く、しかも無色透明なものとして得られる。
さらに、光学基材用塗膜に求められる耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐汗性、耐熱水性、密着性、染色性、耐褪色性などにおいても、優れた特性を有している。ただし、ポリチオエポキシ樹脂で構成されたプラスチックレンズ基材に、前記ハードコート層膜を直接形成しようとすると、基材の物理的性状に起因して該基材に変色が生じたり、あるいは前記ハードコート層膜との密着性が悪くなったりすることがあるため、このような場合は、前記基材上に予め前記のプライマー層膜を形成しておくことが望ましい。なお、この現象は、従来公知のハードコート層膜形成用塗料組成物を使用した場合も同様である。
As a result, the coating material for optical base materials having a high refractive index of 1.70 or more, particularly 1.71 to 1.81, which is highly desired by the recent plastic lens industry and the like, and excellent in weather resistance and light resistance. A film (for example, a hard coat layer film) is obtained. Further, this coating film is obtained as a colorless and transparent material having a haze as low as 0.5% or less.
In addition, it has excellent characteristics in scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, sweat resistance, hot water resistance, adhesion, dyeability, and fading resistance required for coating films for optical substrates. Yes. However, if the hard coat layer film is directly formed on a plastic lens substrate made of polythioepoxy resin, the substrate may be discolored due to the physical properties of the substrate, or the hard In such a case, it is desirable to form the primer layer film in advance on the base material, since the adhesiveness with the coat layer film may deteriorate. This phenomenon is the same when a conventionally known coating composition for forming a hard coat layer film is used.

[測定方法]
次に、本発明の実施例その他で使用された測定方法および評価試験法を具体的に述べれば、以下の通りである。
(1)粒子の平均粒子径
ナノサイズの粒子径を有するチタン系微粒子または金属酸化物微粒子の水分散ゾルまたは有機溶媒ゾル(固形分含有量20重量%)0.15gに純水19.85gを混合して調製した固形分含有量0.15%の試料を、長さ1cm、幅1cm、高さ5cmの石英セルに入れて、動的光散乱法による超微粒子粒度分析装置(大塚電子(株)製、型式ELS−Z2)を用いて、粒子群の粒子径分布を測定する。なお、本発明でいう平均粒子径は、この測定結果をキュムラント解析して算出された値を示す。ただし、前記超微粒子粒度分析装置を用いた動的光散乱法で測定された前記微粒子の粒子径分布より得られる粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡で撮った前記微粒子のTEM写真より得られる粒子の平均粒子径の約3倍の値を示すことが分かった。よって、本発明で規定される前記微粒子の平均粒子径は、他の測定方法より得られる平均粒子径とは異なるものである。
[Measuring method]
Next, the measurement methods and evaluation test methods used in the examples and others of the present invention will be specifically described as follows.
(1) Average particle size of particles 19.85 g of pure water was added to 0.15 g of water-dispersed sol or organic solvent sol (solid content 20% by weight) of titanium-based fine particles or metal oxide fine particles having a nano-sized particle size. A sample with a solid content of 0.15% prepared by mixing was placed in a quartz cell having a length of 1 cm, a width of 1 cm, and a height of 5 cm, and an ultrafine particle size analyzer (Otsuka Electronics Co., Ltd.) using a dynamic light scattering method. ), Model size ELS-Z2), and the particle size distribution of the particle group is measured. In addition, the average particle diameter as used in the field of this invention shows the value computed by cumulant analysis of this measurement result. However, the average particle size of the particles obtained from the particle size distribution of the fine particles measured by the dynamic light scattering method using the ultrafine particle size analyzer is obtained from a TEM photograph of the fine particles taken with a transmission electron microscope. It was found that the average particle diameter of the obtained particles is about 3 times as large. Therefore, the average particle size of the fine particles defined in the present invention is different from the average particle size obtained by other measurement methods.

(2)粒子の粒子径分布頻度
前記(1)で使用した動的光散乱法による粒子径分布測定から得られる散乱強度の頻度分布より求める。なお、本発明でいう100nm以上の粒子径を有する粒子の分布頻度は、94.9nm以下の粒子径を有する粒子群の分布頻度(%)の合計値を100から差し引いた値を示す。
(2) Particle size distribution frequency of particles The particle size distribution is obtained from the frequency distribution of the scattering intensity obtained from the particle size distribution measurement by the dynamic light scattering method used in (1) above. The distribution frequency of particles having a particle diameter of 100 nm or more referred to in the present invention is a value obtained by subtracting from 100 the total value of the distribution frequency (%) of particle groups having a particle diameter of 94.9 nm or less.

(3)粒子の比表面積
チタン系微粒子または表面被覆チタン系微粒子の乾燥粉体を磁性ルツボ(B−2型)に約30ml採取し、300℃の温度で2時間乾燥後、デシケータに入れて室温まで冷却する。次に、サンプルを1g取り、全自動表面積測定装置(湯浅アイオニクス社製、マルチソーブ12型)を用いて、比表面積(m2/g)をBET法にて測定する。なお、本発明でいう比表面積は、この測定結果から算出された値を示す。
(3) Specific surface area of particles About 30 ml of dry powder of titanium-based fine particles or surface-coated titanium-based fine particles is collected in a magnetic crucible (type B-2), dried at a temperature of 300 ° C. for 2 hours, and then placed in a desiccator at room temperature. Allow to cool. Next, 1 g of a sample is taken, and the specific surface area (m 2 / g) is measured by the BET method using a fully automatic surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd., Multisorb 12 type). In addition, the specific surface area as used in the field of this invention shows the value calculated from this measurement result.

(4)粒子の結晶形態
チタン系微粒子または表面被覆チタン系微粒子の水分散ゾルを磁性ルツボ(B−2型)に約30ml採取し、110℃12時間乾燥後、デシケータに入れて室温まで冷却する。次に、乳鉢にて15分粉砕後、X線回折装置(理学電気(株)製、RINT1400)を用いて結晶形態を測定する。なお、本発明でいう結晶形態は、この測定結果から判定された形態(たとえば、ルチル型など)を示す。
(4) Crystal form of particles Titanium-based fine particles or surface-coated titanium-based fine particles of water-dispersed sol are collected in a magnetic crucible (type B-2), dried at 110 ° C. for 12 hours, placed in a desiccator and cooled to room temperature. . Next, after pulverizing for 15 minutes in a mortar, the crystal form is measured using an X-ray diffractometer (RINT1400, manufactured by Rigaku Corporation). In addition, the crystal | crystallization form said by this invention shows the form (for example, rutile type etc.) determined from this measurement result.

(5)粒子のX線回折結晶子径
前記(4)で使用したX線回折装置を用いて、チタン系微粒子または表面被覆チタン系微粒子(焼成物)の結晶構造を測定した結果より求める。なお、本発明でいうX線回折結晶子径(D)は、以下のシェラー(Scheller)の式を用いて算出された値を示す。
D=λ/βcosθ
(ここで、λはX線波長、βは半価幅、θは反射角を意味する。なお、本測定で使用されるX線(CuKα線)の波長λは、0.154056nmである。また、反射角θは測定されたルチル結晶面(110)の2θを用いて算出した。)
(5) X-ray diffraction crystallite diameter of particle The particle size is determined from the result of measuring the crystal structure of titanium-based fine particles or surface-coated titanium-based fine particles (baked product) using the X-ray diffractometer used in (4). In addition, the X-ray diffraction crystallite diameter (D) as used in the field of this invention shows the value calculated using the following Scheller formulas.
D = λ / βcos θ
(Where λ is the X-ray wavelength, β is the half-width, and θ is the reflection angle. The wavelength λ of the X-ray (CuK α- ray) used in this measurement is 0.154056 nm. Also, the reflection angle θ was calculated using 2θ of the measured rutile crystal plane (110).)

(6)X線回折による結晶面間隔
前記(5)で使用したX線回折装置を用いて、チタン系微粒子または表面被覆チタン系微粒子(焼成物)の結晶構造を測定した結果より求める。なお、本発明でいう結晶面間隔(d)は、(310)および(301)の結晶面を測定し、以下のブラグ(Brrag)の式を用いて算出された値を示す。
d=λ/2sinθ
(ここで、λはX線波長、θは反射角を意味する。なお、本測定で使用されるX線(CuKα線)の波長λは、0.154056nmである。)
(6) Crystal plane spacing by X-ray diffraction Using the X-ray diffractometer used in (5) above, it is determined from the result of measuring the crystal structure of titanium-based fine particles or surface-coated titanium-based fine particles (baked product). The crystal plane spacing (d) in the present invention is a value calculated by measuring the crystal planes (310) and (301) and using the following Bragg equation.
d = λ / 2 sin θ
(Here, λ means the X-ray wavelength, and θ means the reflection angle. Note that the wavelength λ of the X-ray (CuK α- ray) used in this measurement is 0.154056 nm.)

(7)X線回折による相対ピーク強度
前記(5)で使用したX線回折装置を用いて、チタン系微粒子または表面被覆チタン系微粒子(焼成物)を測定した結果より求める。なお、本発明でいう相対ピーク強度比とは、ルチル型結晶の最強干渉線を表す(110)結晶面のピーク強度P2と(310)結晶面のピーク強度P1とを測定し、前者のピーク強度P2を100とした場合の相対強度比(P1/P2)を示す。
(7) Relative peak intensity by X-ray diffraction Obtained from the result of measuring titanium-based fine particles or surface-coated titanium-based fine particles (baked product) using the X-ray diffractometer used in (5) above. Note that the relative peak intensity ratio in the present invention, represents the strongest interference line of the rutile-type crystal (110) peak intensity P 2 and (310) crystal plane was measured and the peak intensity P 1 of the crystal plane, the former The relative intensity ratio (P 1 / P 2 ) when the peak intensity P 2 is 100 is shown.

(8)有機溶媒分散ゾルの濁度
分光光度計(日本電子(株)製V−550)を用いて、金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの波長500nmにおける吸光度(log(Io/I))を測定した結果より求める。この場合、対照液には前記有機溶媒分散ゾルの調製時に使用した有機溶媒を使用する。なお、本発明でいう濁度(τ)は、以下に示すランベルト(Lambert)法則の式を用いて算出された値を示す。
τ(cm-1)=(1/W)×ln(I0/I)
=(1/W)×2.303×log(Io/I)
(ここで、Wはセルの幅(cm)、Ioは入射光の強さ(%)、Iは透過光の強さ(%)を意味する。)
(8) Absorbance (log (I o / I) at a wavelength of 500 nm of an organic solvent dispersed sol containing fine metal oxide particles using a turbidity spectrophotometer (V-550 manufactured by JEOL Ltd.) of the organic solvent dispersed sol. )) Is obtained from the measurement results. In this case, the organic solvent used in the preparation of the organic solvent dispersion sol is used as the control solution. The turbidity (τ) referred to in the present invention is a value calculated using the Lambert law formula shown below.
τ (cm −1 ) = (1 / W) × ln (I 0 / I)
= (1 / W) x 2.303 x log ( Io / I)
(W is the cell width (cm), I o is the intensity (%) of incident light, and I is the intensity (%) of transmitted light.)

(9)粒子中に含まれる金属酸化物の含有量
チタン系微粒子または金属酸化物微粒子を含む水分散ゾルまたは有機溶媒分散ゾル(試料)をジルコニアボールに採取し、乾燥、焼成した後、Na22とNaOHを加えて溶融する。さらに、H2SO4とHClで溶解し、純水で希釈した後、ICP装置(島津製作所(株)製、ICPS−8100)を用いて、チタニウム、スズ、アルミニウム、アンチモンおよび/またはシリカの含有量を酸化物換算基準(TiO2、SnO2、Al23、Sb25および/またはSiO2)で測定する。
次いで、前記試料を白金皿に採取し、HFとH2SO4を加えて加熱し、HClで溶解する。さらに、これを純水で希釈した後、ICP装置((株)島津製作所製、ICPS−8100)を用いてジルコニウムの含有量を酸化物換算基準(ZrO2)で測定する。
次に、前記試料を白金皿に採取し、HFとH2SO4を加えて加熱し、HClで溶解する。さらに、これを純水で希釈した後、原子吸光装置((株)日立製作所製、Z−5300)を用いてカリウムの含有量を酸化物換算基準(K2O)で測定する。
なお、本発明でいう各金属酸化物の含有量は、これらの測定結果から算出された値を示す。
(9) Content of metal oxide contained in particles After collecting water-dispersed sol or organic solvent-dispersed sol (sample) containing titanium-based fine particles or metal oxide fine particles in zirconia balls, drying and firing, Na 2 Add O 2 and NaOH to melt. Further, after being dissolved in H 2 SO 4 and HCl and diluted with pure water, using an ICP apparatus (ICPS-8100, manufactured by Shimadzu Corporation), titanium, tin, aluminum, antimony and / or silica are contained. The amount is measured on an oxide equivalent basis (TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , Sb 2 O 5 and / or SiO 2 ).
Next, the sample is collected in a platinum dish, HF and H 2 SO 4 are added, heated, and dissolved with HCl. Furthermore, after diluting this with pure water, the content of zirconium is measured by an oxide conversion standard (ZrO 2 ) using an ICP device (manufactured by Shimadzu Corporation, ICPS-8100).
Then, the sample was taken in a platinum dish and heated by adding HF and H 2 SO 4, dissolved in HCl. Furthermore, after diluting this with pure water, the content of potassium is measured by an oxide conversion standard (K 2 O) using an atomic absorption device (manufactured by Hitachi, Ltd., Z-5300).
In addition, content of each metal oxide as used in the field of this invention shows the value calculated from these measurement results.

(10)粒子の屈折率A(塗膜屈折率からの算定法)
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6040、SiO2換算で49.2重量%)14.1gと99.9重量%のメチルアルコールを含むメタノール(林純薬(株)製)7.1gとを混合し、これに0.01Nの塩酸水溶液3.6gを攪拌しながら滴下して得られたシラン化合物の加水分解物を含む混合液に、前記チタン系微粒子または金属酸化物微粒子を含む水分散ゾルまたは有機溶媒分散ゾル(固形分濃度2.0重量%)38.6g、さらにトリス(2.4-ペンタンジオナト)アルミニウムIII(東京化成工業(株)製)0.3gおよびレベリング剤として10重量%のシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7006)を含むメタノール溶液0.07gを加えて室温で一昼夜攪拌して塗料組成物A(粒子の重量分率:10重量%)を調製する。なお、ここでいう「粒子の重量分率」とは、該塗料組成物中に含まれる全固形分に対する前記チタン系微粒子または金属酸化物微粒子の重量分率を意味し、以下も同じとする。
(10) Refractive index A of particle (calculation method from coating film refractive index)
γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., 49.2 wt% in terms of SiO 2 ) and methanol containing 99.9 wt% methyl alcohol (Jun Hayashi 7.1 g of Yakuhin Co., Ltd.) was mixed, and 3.6 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise with stirring to the mixture containing the hydrolyzate of the silane compound. 38.6 g of water-dispersed sol or organic solvent-dispersed sol (solid concentration 2.0% by weight) containing fine particles or metal oxide fine particles, and Tris (2.4-pentanedionato) aluminum III (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) And 0.07 g of a methanol solution containing 10% by weight of a silicone surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L-7006) as a leveling agent was added at room temperature. Overnight stirring to the coating composition A (weight fraction of the particles: 10 wt%) is prepared. Here, the “particle weight fraction” means the weight fraction of the titanium-based fine particles or metal oxide fine particles with respect to the total solid content contained in the coating composition, and the same shall apply hereinafter.

さらに、前記水分散ゾルまたは有機溶媒分散ゾルの混合量を77.1g、115.6g、154.1g、192.7gおよび212.0gに変化させた以外は前記と同様な方法で、塗料組成物B(粒子の重量分率:20重量%)、塗料組成物C(粒子の重量分率:30重量%)、塗料組成物D(粒子の重量分率:40重量%)、塗料組成物E(粒子の重量分率:50重量%)および塗料組成物F(粒子の重量分率:55重量%)をそれぞれ調製する。
また、前記金属酸化物微粒子を含む水分散ゾルまたは有機溶媒分散ゾル(固形分濃度20.0重量%)についても、該水分散ゾルの混合量を3.9g、7.7g、11.6g、15.4g、19.2gおよび21.2gに変化させた以外は上記と同様な方法で、塗料組成物A(粒子の重量分率:10重量%)、塗料組成物B(粒子の重量分率:20重量%)、塗料組成物C(粒子の重量分率:30重量%)、塗料組成物D(粒子の重量分率:40重量%)、塗料組成物E(粒子の重量分率:50重量%)および塗料組成物F(粒子の重量分率:55重量%)をそれぞれ調製する。
Further, the coating composition was prepared in the same manner as described above except that the amount of the water-dispersed sol or organic solvent-dispersed sol was changed to 77.1 g, 115.6 g, 154.1 g, 192.7 g, and 212.0 g. B (weight fraction of particles: 20% by weight), coating composition C (weight fraction of particles: 30% by weight), coating composition D (weight fraction of particles: 40% by weight), coating composition E ( Particle weight fraction: 50% by weight) and coating composition F (particle weight fraction: 55% by weight) are prepared, respectively.
For the water-dispersed sol or organic solvent-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (solid content concentration 20.0% by weight), the mixing amount of the water-dispersed sol is 3.9 g, 7.7 g, 11.6 g, Coating composition A (particle weight fraction: 10% by weight), coating composition B (particle weight fraction) in the same manner as above except that the amount was changed to 15.4 g, 19.2 g and 21.2 g. Coating composition C (particle weight fraction: 30 wt%), coating composition D (particle weight fraction: 40 wt%), coating composition E (particle weight fraction: 50) % By weight) and coating composition F (particle weight fraction: 55% by weight).

次いで、前記塗料組成物A〜Fをスピンコーター(ミカサ(株)製、MS−A200)を用いて40℃の温度に保たれたシリコンウエハー基材上に300rpmの回転速度でそれぞれ塗布したのち、120℃の温度で2時間乾燥させて塗膜を形成する。次に、各シリコンウエハー基材上に形成された塗膜について、分光エリプソメーター(ソプラ社製、SOPRA ESVG)を用いて塗膜屈折率Nav’(実測値)を測定する。
次に、以下に示す体積分率・重量分率の変換式(数1を参照のこと)とマクスウェル−ガーネット(Maxwell-Garnett)の式(数2を参照のこと)を用いて、上記の粒子重量分率に対して理論上の塗膜屈折率Nav (計算値)を算出する。
次いで、これらの式に基づき算出した塗膜屈折率Navと、上記で測定した塗膜屈折率Nav’との偏差を求め、これより偏差平方を算出し、算出された偏差平方の和から偏差平方和を求める。この偏差平方和を、想定される粒子屈折率Np(たとえば、1.70〜2.70の範囲から少なくとも0.01刻みで想定された複数の想定粒子屈折率)ごとに求め、その最小値を示す屈折率を前記粒子の屈折率Np’とする。すなわち、これは最小二乗法による粒子屈折率の測定方法である。(この場合、前記想定粒子屈折率を横軸とし、さらに前記偏差平方和を縦軸としたグラフに前記の値をプロットすることが好ましい。)
Next, the coating compositions A to F were respectively applied at a rotational speed of 300 rpm onto a silicon wafer substrate maintained at a temperature of 40 ° C. using a spin coater (manufactured by Mikasa Co., Ltd., MS-A200). A coating film is formed by drying at a temperature of 120 ° C. for 2 hours. Next, about the coating film formed on each silicon wafer base material, coating-film refractive index Nav '(actual value) is measured using a spectroscopic ellipsometer (the Sopra company make, SOPRA ESVG).
Next, using the following volume fraction / weight fraction conversion formula (see formula 1) and Maxwell-Garnett formula (see formula 2), the above particles are used. The theoretical coating film refractive index Nav (calculated value) is calculated with respect to the weight fraction.
Next, the deviation between the coating film refractive index Nav calculated based on these equations and the coating film refractive index Nav ′ measured above was obtained, and the deviation square was calculated from this, and the deviation square was calculated from the sum of the calculated deviation squares. Find the sum. The deviation sum of squares is obtained for each assumed particle refractive index Np (for example, a plurality of assumed particle refractive indices assumed in at least 0.01 increments from the range of 1.70 to 2.70), and the minimum value is obtained. The refractive index shown is the refractive index Np ′ of the particles. That is, this is a method for measuring particle refractive index by the least square method. (In this case, it is preferable to plot the value on a graph with the assumed particle refractive index as the horizontal axis and the deviation sum of squares as the vertical axis.)

Figure 2011136850
Figure 2011136850

上記の数1において、f(m)は全固形分に対する粒子の体積分率、mは全固形分に対する粒子の重量分率、dmはマトリックス成分の比重(ここでは、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの比重である1.07とする。)、dpはチタン系微粒子または金属酸化物微粒子の比重を意味する。ここで、前記dpはチタン系微粒子または金属酸化物微粒子の金属成分の含有量から計算して求めた比重であり、これらの粒子中に含まれるTiO2、SiO2、SnO2、Al23の比重をそれぞれ4.26、2.20、7.00、3.97とする。 In the above equation 1, f (m) is the volume fraction of particles relative to the total solid content, m is the weight fraction of particles relative to the total solid content, dm is the specific gravity of the matrix component (here, γ-glycidoxypropyl trimethyl). The specific gravity of methoxysilane is 1.07.), Dp means the specific gravity of titanium-based fine particles or metal oxide fine particles. Here, the above-mentioned dp is a specific gravity calculated from the content of the metal component of the titanium-based fine particles or metal oxide fine particles, and TiO 2 , SiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 contained in these particles. Specific gravity of 4.26, 2.20, 7.00, and 3.97, respectively.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

上記の数2において、Navは塗膜の屈折率、Nmはマトリックス成分の屈折率(ここでは、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物の屈折率である1.499とする。)で、Npはチタン系微粒子または金属酸化物微粒子の屈折率を意味する。
なお、この測定方法においては、1.70〜2.70の屈折率をもつ粒子群の屈折率を測定することができ、特に、以下に示す標準液法では測定できない2.31を超える屈折率をもつ粒子群の屈折率を測定するのに適している。なお、この測定方法で求めた粒子の屈折率は、標準液法で測定した粒子の屈折率(ただし、1.70〜2.31の範囲)とほぼ一致した結果が得られている。
In the above formula 2, Nav is the refractive index of the coating film, and Nm is the refractive index of the matrix component (here, 1.499 which is the refractive index of the hydrolyzate of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane). Np means the refractive index of titanium-based fine particles or metal oxide fine particles.
In this measurement method, the refractive index of a particle group having a refractive index of 1.70 to 2.70 can be measured. In particular, a refractive index exceeding 2.31, which cannot be measured by the standard liquid method shown below. It is suitable for measuring the refractive index of a particle group having. In addition, the refractive index of the particle | grains calculated | required with this measuring method has substantially the same result as the refractive index (however, it is the range of 1.70-2.31) of the particle | grains measured by the standard liquid method.

(11)粒子の屈折率B(標準液法)
チタン系微粒子または金属酸化物微粒子を含む水分散ゾルまたは有機溶媒分散ゾルをエバポレーターに供して分散媒を蒸発させたのち、120℃の温度で乾燥させて乾燥粉末とする。次いで、屈折率が既知の標準液試薬を2〜3滴、ガラス基板上に滴下し、これに前記チタン系微粒子または前記金属酸化物微粒子の乾燥粉末を混合して混合液を調製する。この操作を、様々な屈折率を有する標準液試薬(MORITEX社製カーギル標準屈折率液)を用いて行い、前記混合液が透明になったときの標準液試薬の屈折率を前記粒子の屈折率とする。
因みに、この測定方法は、1.70〜2.31の屈折率をもつ粒子群の屈折率を測定することができる。しかし、現在、市販されている標準液試薬は屈折率が2.31以下の粒子にしか適用できないため、屈折率が2.31を超える粒子の屈折率をこの方法で測定することができない。そこで、本願発明においては、上記の測定方法Aを採用したが、参考までに前記測定方法Bを用いて粒子の屈折率(ただし、屈折率が1.70〜2.31の範囲)を測定した。
(11) Refractive index B of particles (standard solution method)
An aqueous dispersion sol or organic solvent dispersion sol containing titanium-based fine particles or metal oxide fine particles is applied to an evaporator to evaporate the dispersion medium, and then dried at a temperature of 120 ° C. to obtain a dry powder. Next, 2 to 3 drops of a standard solution reagent having a known refractive index is dropped on a glass substrate, and a dry powder of the titanium-based fine particles or the metal oxide fine particles is mixed therewith to prepare a mixed solution. This operation is performed using standard liquid reagents having various refractive indexes (Cargill standard refractive index liquid manufactured by MORITEX), and the refractive index of the standard liquid reagent when the mixed solution becomes transparent is the refractive index of the particles. And
Incidentally, this measuring method can measure the refractive index of a particle group having a refractive index of 1.70 to 2.31. However, currently available standard solution reagents can be applied only to particles having a refractive index of 2.31 or less, and thus the refractive index of particles having a refractive index exceeding 2.31 cannot be measured by this method. Therefore, in the present invention, the above measurement method A was adopted, but the refractive index of the particles (however, the refractive index is in the range of 1.70 to 2.31) was measured using the measurement method B for reference. .

(12)粒子の光触媒活性試験
金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾル(固形分含有量20重量%)0.66gに純水9.34gを混合して調製した、固形分含有量6.6重量%の試料0.33gに、固形分含有量0.02重量%のサンセットイエロー染料のグリセリン溶液9.70gを混合する。次いで、これを長さ1mm、幅1cm、高さ5cmの石英セルに入れて密閉する。次に、I線(波長365nm)の波長域が選択された紫外線ランプ(AS ONE製SLUV−6)を用いて、前記石英セルに照射距離5.5cmから照射強度0.4mW/cm2(波長365nm換算)で180分、紫外線を照射する。
一方、紫外線照射前後において、前記試料の波長490nmにおけるそれぞれの吸光度(A0とA180)を測定して、以下の式から染料の退色変化率を算出する。さらに、以下の基準に基づき粒子の光触媒活性を評価する。
退色変化率(%)=(1−A180/A0)×100
評価基準
○:退色変化率が20%未満
△:退色変化率が20%以上〜50%未満
×:退色変化率が50%以上
(12) Photocatalytic activity test of particles An organic solvent dispersion sol containing solid metal oxide fine particles (solid content 20 wt%) 0.66 g was prepared by mixing 9.34 g of pure water, and a solid content 6.6. 9.70 g of a glycerol solution of sunset yellow dye having a solid content of 0.02 wt% is mixed with 0.33 g of a wt% sample. This is then sealed in a quartz cell having a length of 1 mm, a width of 1 cm and a height of 5 cm. Next, using an ultraviolet lamp (SLUV-6 manufactured by AS ONE) in which the wavelength range of I-line (wavelength 365 nm) is selected, the quartz cell is irradiated with an irradiation distance of 5.5 m to an irradiation intensity of 0.4 mW / cm 2 (wavelength). Irradiation with ultraviolet rays is performed for 180 minutes at a conversion of 365 nm.
On the other hand, before and after UV irradiation, the absorbance (A 0 and A 180 ) of the sample at a wavelength of 490 nm is measured, and the dye fading change rate is calculated from the following equation. Furthermore, the photocatalytic activity of the particles is evaluated based on the following criteria.
Fading change rate (%) = (1−A 180 / A 0 ) × 100
Evaluation criteria ○: Fading change rate is less than 20% Δ: Fading change rate is 20% to less than 50% ×: Fading change rate is 50% or more

(13)粒子の耐光性試験
金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾル(固形分含有量20重量%)0.90gに、純水4.50gおよびメタノール12.6gを混合して調製した、固形分含有量1.0重量%の試料18.00gを長さ1mm、幅1cm、高さ5cmの石英セルに入れて密封する。次いで、I線(波長365nm)の波長域が選択された紫外線ランプ(AS ONE製SLUV−6)を用いて、前記石英セルに照射距離5.5cmから照射強度0.4mW/cm2(波長365nm換算)で60分、紫外線を照射する。この紫外線に暴露された前記混合液の色の変化について目視による観測を行い、以下の基準で評価する。
評価基準
○:1時間以上で青変色が始まる
△:0.5時間以上〜1時間未満で青変色が始まる
×:0.5時間未満で青変色が始まる
(13) Light resistance test of particles A solid solution prepared by mixing 4.50 g of pure water and 12.6 g of methanol with 0.90 g of an organic solvent dispersion sol (solid content 20 wt%) containing metal oxide fine particles. 18.00 g of a sample having a content of 1.0% by weight is placed in a quartz cell having a length of 1 mm, a width of 1 cm, and a height of 5 cm and sealed. Next, using an ultraviolet lamp (SLUV-6 manufactured by AS ONE) in which the wavelength region of I-line (wavelength 365 nm) is selected, the quartz cell is irradiated with an irradiation intensity of 0.4 mW / cm 2 (wavelength 365 nm) from an irradiation distance of 5.5 cm. Irradiation with ultraviolet rays is performed for 60 minutes. The color change of the liquid mixture exposed to the ultraviolet rays is visually observed and evaluated according to the following criteria.
Evaluation criteria ○: Blue discoloration starts in 1 hour or more Δ: Blue discoloration starts in 0.5 hours to less than 1 hour ×: Blue discoloration starts in less than 0.5 hours

(14)塗膜の外観(干渉縞)
内壁が黒色である箱の中に蛍光灯「商品名:メロウ5N」(東芝ライテック(株)製、三波長型昼白色蛍光灯)を取り付け、蛍光灯の光を試料基板のハードコート層膜(前記金属酸化物微粒子を含む)上に形成された反射防止膜表面で反射させ、光の干渉による虹模様(干渉縞)の発生を目視にて確認し、以下の基準で評価する。
S:干渉縞が殆ど無い
A:干渉縞が目立たない
B:干渉縞が認められるが、許容範囲にある
C:干渉縞が目立つ
D:ぎらつきのある干渉縞がある。
(14) Appearance of coating film (interference fringes)
A fluorescent lamp “trade name: Mellow 5N” (manufactured by Toshiba Lighting & Technology Co., Ltd., three-wavelength daylight white fluorescent lamp) is mounted in a box whose inner wall is black, and the hard coat layer film ( Reflection is performed on the surface of the antireflection film formed on the metal oxide fine particles (including the metal oxide fine particles), and the occurrence of rainbow patterns (interference fringes) due to light interference is visually confirmed, and evaluated according to the following criteria.
S: There is almost no interference fringe. A: The interference fringe is not conspicuous. B: Although the interference fringe is recognized, it is within an allowable range. C: The interference fringe is conspicuous. D: There is a glare interference fringe.

(15)塗膜の外観(曇り)
内壁が黒色である箱の中に蛍光灯「商品名:メロウ5N」(東芝ライテック(株)製、三波長型昼白色蛍光灯)を取り付け、前記金属酸化物微粒子を含むハードコート層膜を有する試料基板を蛍光灯の直下に垂直に置き、これらの透明度(曇りの程度)を目視にて確認し、以下の基準で評価する。
A:曇りが無い
B:僅かに曇りがある
C:明らかな曇りがある
D:著しい曇りがある。
(15) Appearance of the coating film (cloudy)
A fluorescent lamp “trade name: Mellow 5N” (manufactured by Toshiba Lighting & Technology Co., Ltd., three-wavelength daylight white fluorescent lamp) is mounted in a box whose inner wall is black, and has a hard coat layer film containing the metal oxide fine particles. The sample substrate is placed vertically directly under the fluorescent lamp, and the transparency (degree of cloudiness) is visually confirmed and evaluated according to the following criteria.
A: No haze B: Slight haze C: Clear haze D: Significant haze

(16)塗膜の耐擦傷性試験
ハードコート層膜を形成した試料基板の表面をボンスタースチールウール♯0000(日本スチールウール(株)製)で手擦りし、傷の入り具合を目視にて判定し、以下の基準で評価する。
A:殆ど傷が入らない
B:若干の傷が入る
C:かなりの傷が入る
D:擦った面積のほぼ全面に傷が入る。
(16) Scratch resistance test of coating film The surface of the sample substrate on which the hard coat layer film is formed is manually rubbed with Bonstar Steel Wool # 0000 (manufactured by Nippon Steel Wool Co., Ltd.), and the degree of damage is visually determined. The evaluation is based on the following criteria.
A: Almost no flaws B: Some flaws enter C: Some flaws enter D: Most flawed areas are scratched.

(17)塗膜の密着性試験
ハードコート層膜を形成した試料基板のレンズ表面に、ナイフにより1mm間隔で切れ目を入れ、1平方mmのマス目を100個形成し、セロハン製粘着テープを強く押し付けた後、プラスチックレンズ基板の面内方向に対して90度方向へ急激に引っ張り、この操作を合計5回行い、剥離しないマス目の数を数え、以下の基準で評価する。
良好:剥離していないマス目の数が95個以上
不良:剥離していないマス目の数が95個未満。
(17) Adhesion test of coating film The lens surface of the sample substrate on which the hard coat layer film is formed is cut with a knife at intervals of 1 mm to form 100 squares of 1 mm square, and the cellophane adhesive tape is strongly After pressing, the plastic lens substrate is suddenly pulled in the direction of 90 degrees with respect to the in-plane direction of the plastic lens substrate, and this operation is performed a total of 5 times.
Good: The number of cells not peeled is 95 or more. Bad: The number of cells not peeled is less than 95.

(18)塗膜の耐候性試験
ハードコート層膜を形成した試料基板をキセノンウエザーメーター(スガ試験機(株)製X−75型)で曝露試験をした後、外観の確認および前記の密着性試験と同様の試験を行い、以下の基準で評価する。なお、曝露時間は、反射防止膜を有している基板は200時間、反射防止膜を有していない基板は50時間とする。
良好:剥離していないマス目の数が95個以上
不良:剥離していないマス目の数が95個未満。
(18) Weather resistance test of coating film After subjecting the sample substrate on which the hard coat layer film was formed to an exposure test using a xenon weather meter (X-75 type, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), the appearance was confirmed and the adhesion was Perform the same test as the test and evaluate according to the following criteria. The exposure time is 200 hours for a substrate having an antireflection film and 50 hours for a substrate not having an antireflection film.
Good: The number of cells not peeled is 95 or more. Bad: The number of cells not peeled is less than 95.

(19)塗膜の耐光性試験
退色試験用水銀ランプ(東芝(株)製H400−E)により紫外線を50時間照射し、試験前後のレンズ色の目視確認を行い、以下の基準で評価する。なお、ランプと試験片との照射距離は、70mmとし、ランプの出力は、試験片の表面温度が45±5℃となるように調整する。また、この試験は、反射防止膜をハードコート層の表面に施したプラスチックレンズを対象として行ったものである。
○:あまり変色が認められない
△:若干の変色が認められる
×:明らかな変色が認められる。
(19) Light resistance test of coating film Irradiation with ultraviolet rays is performed for 50 hours with a mercury lamp for fading test (H400-E manufactured by Toshiba Corporation), and the lens color before and after the test is visually confirmed, and evaluated according to the following criteria. The irradiation distance between the lamp and the test piece is 70 mm, and the output of the lamp is adjusted so that the surface temperature of the test piece is 45 ± 5 ° C. This test was conducted on a plastic lens having an antireflection film applied to the surface of the hard coat layer.
○: Not much discoloration is observed Δ: Some discoloration is observed ×: Clear discoloration is recognized

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に記載された範囲に限定されるものではない。
[実施例1]
(1)チタン系微粒子を含む水分散ゾルの調製
四塩化チタン(大阪チタニウムテクノロジ-ズ(株)製)をTiO2換算基準で7.75重量%含む四塩化チタン水溶液12.09kgと、アンモニアを15重量%含むアンモニア水(宇部興産(株)製)4.69kgとを混合し、pH9.5の白色スラリー液を調製した。次いで、このスラリーを濾過した後、純水で洗浄して、固形分含有量が10重量%の含水チタン酸ケーキ9.87kgを得た。
次に、このケーキに、過酸化水素を35重量%含む過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製)11.28kgと純水20.00kgとを加えた後、80℃の温度で1時間、撹拌下で加熱し、さらに純水57.52kgを加えて、過酸化チタン酸をTiO2換算基準で1重量%含む過酸化チタン酸水溶液を98.67kg得た。この過酸化チタン酸水溶液は、透明な黄褐色でpHは8.5であった。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the scope described in these examples.
[Example 1]
(1) Preparation of water-dispersed sol containing titanium-based fine particles 12.09 kg of titanium tetrachloride aqueous solution containing 7.75% by weight of titanium tetrachloride (produced by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.) on a TiO 2 basis, and ammonia A white slurry solution having a pH of 9.5 was prepared by mixing 4.69 kg of ammonia water (manufactured by Ube Industries, Ltd.) containing 15% by weight. The slurry was then filtered and washed with pure water to obtain 9.87 kg of a hydrous titanate cake having a solid content of 10% by weight.
Next, 11.28 kg of hydrogen peroxide containing 35% by weight of hydrogen peroxide (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and 20.00 kg of pure water were added to this cake, and then at a temperature of 80 ° C. for 1 hour. The mixture was heated under stirring, and 57.52 kg of pure water was further added to obtain 98.67 kg of an aqueous solution of titanic acid peroxide containing 1 wt% of titanic acid peroxide on a TiO 2 basis. This aqueous solution of titanic acid peroxide was transparent yellowish brown and had a pH of 8.5.

次いで、前記過酸化チタン酸水溶液98.67kgに陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)4.70kgを混合して、これに、スズ酸カリウム(昭和化工(株)製)をSnO2換算基準で1重量%含むスズ酸カリウム水溶液12.33kgを撹拌下で徐々に添加した。
次に、カリウムイオンなどを取り込んだ陽イオン交換樹脂を分離した後、オートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製、120L)に入れて、165℃の温度で18時間、加熱した。
Next, 4.70 kg of cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with 98.67 kg of the aqueous solution of titanic acid titanate, and potassium stannate (manufactured by Showa Kako Co., Ltd.) was converted into SnO 2 in this. 12.33 kg of an aqueous potassium stannate solution containing 1% by weight on a standard basis was gradually added with stirring.
Next, after separating the cation exchange resin which took in potassium ion etc., it put into the autoclave (The pressure | voltage resistant glass industry Co., Ltd. product, 120L), and heated at the temperature of 165 degreeC for 18 hours.

次に、得られた混合水溶液を室温まで冷却した後、限外濾過膜装置(旭化成(株)製、ACV−3010)で濃縮して、固形分含有量が10重量%の、チタン系微粒子(以下、「P−1」という)を含む水分散ゾル9.90kgを得た。
このようにして得られたゾル中に含まれる固形物を上記の方法で測定したところ、ルチル型の結晶構造を有する、チタニウムおよびスズを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)であった。さらに、このチタン系微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO287.2重量%、SnO211.0重量%、およびK2O1.8重量%であった。また、該混合水溶液のpHは10.0であった。
Next, after cooling the obtained mixed aqueous solution to room temperature, it was concentrated with an ultrafiltration membrane device (Asahi Kasei Co., Ltd., ACV-3010), and the titanium-based fine particles having a solid content of 10% by weight ( Hereinafter, 9.90 kg of an aqueous dispersion sol containing “P-1” was obtained.
The solids contained in the sol thus obtained were measured by the above method. As a result, they were titanium-based fine particles (primary particles) having a rutile crystal structure and composed of a composite oxide containing titanium and tin. It was. Furthermore, when the content of the metal component contained in the titanium-based fine particles was measured, 87.2% by weight of TiO 2 , 11.0% by weight of SnO 2 , and K 2 O1 based on the oxide conversion standard of each metal component. 0.8% by weight. The pH of the mixed aqueous solution was 10.0.

さらに、前記チタン系微粒子を含む水分散ゾルは透明な乳白色であり、この水分散ゾル中に含まれる前記チタン系微粒子の平均粒子径は35nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。さらに、得られたチタン系微粒子の比表面積は124m2/gであった。
また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.557、1.597、1.654、1.697、1.762、1.782であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.3×10-3であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.42であった。これにより、前記チタン系微粒子の屈折率は2.42であるとみなすことができた。
Further, the water-dispersed sol containing the titanium-based fine particles is transparent milky white, the average particle size of the titanium-based fine particles contained in the water-dispersed sol is 35 nm, and coarse particles having a particle size of 100 nm or more. The distribution frequency was 0%. Furthermore, the specific surface area of the obtained titanium-based fine particles was 124 m 2 / g.
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.557, 1.597, 1.654, 1.697, 1 .762, 1.782. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′ and the coating volume refractive index Nav calculated from the volume fraction / weight fraction conversion formula and the Maxwell-Garnet formula is 1.3. The refractive index of the particle showing × 10 −3 and showing its minimum value was 2.42. Thereby, it could be considered that the refractive index of the titanium-based fine particles was 2.42.

(2)シリカ系酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含む水分散ゾルの調製
次いで、得られたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)9.90kgに、純水28.37kgと5.0重量%濃度のアンモニア水0.38kgを混合したのち、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で20/100となるように、ケイ素成分をSiO2換算基準で28重量%含む正珪酸エチル(多摩化学工業(株)製)0.95kgとメタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)19.80kgとを混合した。次いで、この混合溶液を50℃の温度に加熱して18時間、攪拌した。
次に、得られた混合溶液を室温まで冷却してから、限外濾過膜(旭化成(株)製、SIP−1013)を用いてメタノールを除去して分散媒を水に置換した。さらに、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)0.38kgを混合して30分間攪拌した。次いで、前記陽イオン交換樹脂を目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、限外濾過膜(旭化成(株)製、SIP−1013)を用いて濃縮して固形分含有量が20重量%の水分散ゾルを調製した。これにより、前記チタン系微粒子の表面を正珪酸エチルの加水分解縮合物、すなわちシリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.97低い1.45であった。
(2) Preparation of water-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide Next, the obtained water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 (with a solid content of 10.0) (Weight%) After mixing 9.90 kg with pure water 28.37 kg and 5.0 wt% ammonia water 0.38 kg, the weight of the titanium fine particles is represented by C, and the weight of the coating layer is S In the case where the weight ratio (S / C) is 20/100 in terms of oxide, the amount of silicon component is 28% by weight in terms of SiO 2 on the basis of SiO 2 (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.). 0.95 kg and 19.80 kg of methanol (Mayashi Junyaku Co., Ltd., methyl alcohol concentration: 99.9% by weight) were mixed. Subsequently, this mixed solution was heated to a temperature of 50 ° C. and stirred for 18 hours.
Next, after cooling the obtained mixed solution to room temperature, methanol was removed using an ultrafiltration membrane (Asahi Kasei Co., Ltd., SIP-1013), and the dispersion medium was replaced with water. Furthermore, 0.38 kg of a cation exchange resin (Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed and stirred for 30 minutes. Next, the cation exchange resin is separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and then concentrated using an ultrafiltration membrane (Asahi Kasei Co., Ltd., SIP-1013) to obtain a solid content. A 20% by weight aqueous dispersion sol was prepared. As a result, surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) formed by coating the surface of the titanium-based fine particles with a hydrolyzed condensate of normal ethyl silicate, that is, a silica-based oxide, are included. 5.82 kg of water dispersion sol was obtained.
Note that the refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.97 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.

次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤー(NIRO社製NIRO ATOMIZER)に供して噴霧乾燥(入口温度:260℃、出口温度:55℃)した。これにより、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。 Next, 5.82 kg of an aqueous dispersion sol containing the surface-coated titanium-based fine particles was applied to a spray dryer (NIRO ATOMIZER manufactured by NIRO) and spray-dried (inlet temperature: 260 ° C., outlet temperature: 55 ° C.). As a result, 1.16 kg of a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particle) having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、空気雰囲気下、500℃の温度にて1時間焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このように焼成して得られた表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が170m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.6nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was calcined for 1 hour at a temperature of 500 ° C. in an air atmosphere. Got.
The surface-coated titanium fine particles obtained by firing in this way had a specific surface area of 170 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.6 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)29.7gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、石英ビーズを目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。(なお、この粉砕工程においては、前記シリカビーズや粉砕装置への付着その他で損失(ロス)が生じるため、回収される金属酸化物微粒子の量が必ずしも一定ではない。これに伴って、得られるメタノール分散ゾルの量も変動するが、ここでは、その略数値を記載する。これについては、以下に示す実施例や比較例などにおいても同様とする。)
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。(ここでいう前記金属酸化物微粒子は、一部の粗大粒子を除けば前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)とほぼ同じか或いは似かよった粒子径を有する表面被覆チタン系微粒子(四次粒子)である。なお、以下の実施例および比較例に記載される金属酸化物微粒子も、同様なものである。)また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.0%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Ltd.) The mixture was dispersed in a mixed solution consisting of 45.3 g and 29.7 g of diisopropylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, the quartz beads were separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11% by weight. (Note that in this pulverization step, loss occurs due to adhesion to the silica beads and the pulverizer and the like, so the amount of metal oxide fine particles recovered is not always constant. The amount of methanol-dispersed sol also varies, but the approximate value is described here, and the same applies to the examples and comparative examples shown below.)
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. (The metal oxide fine particles mentioned here are surface-coated titanium-based fine particles (quaternary particles having a particle diameter substantially the same as or similar to the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) except for some coarse particles). The metal oxide fine particles described in the following examples and comparative examples are also the same.) The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol is 45 nm. The distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 12.0%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを限外濾過膜(旭化成(株)製、SIP−1013)を用いて、外部から添加されたメタノール1.38kgで洗浄した。
このようにして得られた前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.55kgに陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)0.34kgを混合して30分間攪拌した。次に、前記陰イオン交換樹脂を目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、このメタノール分散ゾルを遠心分離機(日立工機(株)製CR−21G)に供して12,000rpmの速度で1時間処理して、100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級して取り除いた。これにより、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル(固形分含有量が6.5重量%)1.70kgを、限外濾過膜装置(旭化成(株)製、SIP−2013)で濃縮して、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−1」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles was washed with 1.38 kg of methanol added from the outside using an ultrafiltration membrane (SIP-1013, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.).
0.35 kg of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with 1.55 kg of the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained and stirred for 30 minutes. Next, the anion exchange resin was separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and this methanol dispersion sol was subjected to a centrifuge (CR-21G manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.). Processing was performed at a speed of 000 rpm for 1 hour, and coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more were classified and removed. As a result, 1.70 kg of a methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles (solid content 6.5% by weight) is concentrated with an ultrafiltration membrane device (Asahi Kasei Co., Ltd., SIP-2013), Methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, that is, the surface-coated titanium-based fine particle aggregate is fired and pulverized, and coarse particles are classified and removed (hereinafter referred to as “DP-1”) 0.55 kg of methanol-dispersed sol containing.

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は36nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 36 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例2]
(1)チタン系微粒子を含む水分散ゾルの調製
四塩化チタン(大阪チタニウムテクノロジ-ズ(株)製)をTiO2換算基準で7.75重量%含む四塩化チタン水溶液11.37kgと、アンモニアを15重量%含むアンモニア水(宇部興産(株)製)4.41kgとを混合し、pH9.5の白色スラリー液を調製した。次いで、このスラリーを濾過した後、純水で洗浄して、固形分含有量が10重量%の含水チタン酸ケーキ9.27kgを得た。
次に、このケーキに、過酸化水素を35重量%含む過酸化水素水(三菱瓦斯化学(株)製)10.60kgと純水20.00kgとを加えた後、80℃の温度で1時間、撹拌下で加熱し、さらに純水52.87kgを加えて、過酸化チタン酸をTiO2換算基準で1重量%含む過酸化チタン酸水溶液を92.75kg得た。この過酸化チタン酸水溶液は、透明な黄褐色でpHは8.5であった。
[Example 2]
(1) Preparation of water-dispersed sol containing titanium-based fine particles 11.37 kg of an aqueous titanium tetrachloride solution containing 7.75% by weight of titanium tetrachloride (produced by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.) on a TiO 2 basis, and ammonia A white slurry liquid having a pH of 9.5 was prepared by mixing 4.41 kg of 15% by weight ammonia water (manufactured by Ube Industries). The slurry was then filtered and washed with pure water to obtain 9.27 kg of a hydrous titanate cake having a solid content of 10% by weight.
Next, 10.60 kg of hydrogen peroxide containing 35% by weight of hydrogen peroxide (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and 20.00 kg of pure water are added to the cake, and then at a temperature of 80 ° C. for 1 hour. The mixture was heated under stirring, and 52.87 kg of pure water was further added to obtain 92.75 kg of an aqueous solution of titanic acid peroxide containing 1 wt% of titanic acid peroxide on a TiO 2 basis. This aqueous solution of titanic acid peroxide was transparent yellowish brown and had a pH of 8.5.

次いで、前記過酸化チタン酸水溶液92.75kgに陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)4.40kgを混合して、これに、スズ酸カリウム(昭和化工(株)製)をSnO2換算基準で1重量%含むスズ酸カリウム水溶液11.59kgを撹拌下で徐々に添加した。
次に、カリウムイオンなどを取り込んだ陽イオン交換樹脂を分離した後、平均粒子径が7nmのシリカ微粒子を15重量%含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製)0.44kgと純水6.22kgとを混合して、オートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製、120L)中で165℃の温度で18時間、加熱した。
Next, 4.40 kg of a cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with 92.75 kg of the aqueous solution of titanic acid titanate, and potassium stannate (manufactured by Showa Kako Co., Ltd.) was converted into SnO 2. 11.59 kg of an aqueous potassium stannate solution containing 1% by weight on a standard basis was gradually added with stirring.
Next, after separating the cation exchange resin incorporating potassium ions and the like, 0.44 kg of silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) containing 15% by weight of silica fine particles having an average particle diameter of 7 nm and 6.22 kg of pure water. Were mixed and heated in an autoclave (pressure-resistant glass industry, 120 L) at a temperature of 165 ° C. for 18 hours.

次に、得られた混合水溶液を室温まで冷却した後、限外濾過膜装置(旭化成(株)製、ACV−3010)で濃縮して、固形分含有量が10重量%の、チタン系微粒子(以下、「P−2」という)を含む水分散ゾル9.90kgを得た。
このようにして得られた混合水溶液中に含まれる固形物を上記の方法で測定したところ、ルチル型の結晶構造を有する、チタニウム、スズおよびケイ素を含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)であった。さらに、このチタン系微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO282.0重量%、SnO210.2重量%、SiO26.0重量%およびK2O1.8重量%であった。また、該混合水溶液のpHは9.2であった。
Next, after cooling the obtained mixed aqueous solution to room temperature, it was concentrated with an ultrafiltration membrane device (Asahi Kasei Co., Ltd., ACV-3010), and the titanium-based fine particles having a solid content of 10% by weight ( Hereinafter, 9.90 kg of an aqueous dispersion sol containing “P-2”) was obtained.
The solid matter contained in the mixed aqueous solution thus obtained was measured by the above method. As a result, titanium-based fine particles (primary particles) having a rutile crystal structure and composed of a composite oxide containing titanium, tin and silicon were obtained. )Met. Furthermore, when the content of the metal component contained in the titanium-based fine particles was measured, TiO 2 82.0 wt%, SnO 2 10.2 wt%, SiO 2 6. 0 was wt% and K 2 O1.8% by weight. The pH of the mixed aqueous solution was 9.2.

さらに、前記チタン系微粒子を含む水分散ゾルは透明な乳白色であり、この水分散ゾル中に含まれる前記チタン系微粒子の平均粒子径は31nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。さらに、得られたチタン系微粒子の比表面積は138m2/gであった。
また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.544、1.584、1.630、1.683、1.743、1.775であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.7×10-4であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.35であった。これにより、前記チタン系微粒子の屈折率は2.35であるとみなすことができた。
Further, the water-dispersed sol containing the titanium-based fine particles is transparent milky white, the average particle size of the titanium-based fine particles contained in the water-dispersed sol is 31 nm, and coarse particles having a particle size of 100 nm or more. The distribution frequency was 0%. Furthermore, the specific surface area of the obtained titanium-based fine particles was 138 m 2 / g.
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.544, 1.584, 1.630, 1.683, 1 .743 and 1.775. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 1.7. The refractive index of the particle showing × 10 −4 and showing its minimum value was 2.35. Thereby, it could be considered that the refractive index of the titanium-based fine particles was 2.35.

(2)シリカ系酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含む水分散ゾルの調製
次いで、実施例1で使用されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)9.90kgの替わりに、上記で得られたチタン系微粒子P−2の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)9.90kgを用いた以外は実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.88kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.88kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.18kgを得た。
(2) Preparation of water-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide Next, the water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 used in Example 1 (solid content) (10.0 wt%) In place of 9.90 kg, except that 9.90 kg of the aqueous dispersion sol (solid content 10.0 wt%) of titanium-based fine particles P-2 obtained above was used. Under the conditions described in Example 1, a water-dispersed sol (hereinafter referred to simply as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with silica-based oxide (hereinafter referred to simply as “surface-coated titanium-based fine particles”) has a solid content of 20. 088%) was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.88 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.18 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.18kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.10kgを得た。
このように焼成して得られた表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が192m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が8.9nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.14522nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1357nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は13/100であった。
Next, 1.18 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.10 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium fine particles obtained by firing in this way had a specific surface area of 192 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 8.9 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined by X-ray diffraction was 0.14522 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1357 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 13/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は41nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は8.0%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and removed. After that, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol dispersion sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 41 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 8.0%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.7重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−2」という。)を含むメタノール分散ゾル0.56kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.7% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.56 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-2”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.4cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は32nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は192m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO266.0重量%、SnO28.1重量%、SiO225.7重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.52であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.4 cm −1 . The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 32 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 192 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 66.0% by weight of TiO 2 , 8.1% by weight of SnO 2 , SiO 2 25 based on the oxide conversion standard of each metal component. .7 was wt% and K 2 O0.2% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.52.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.523、1.551、1.579、1.619、1.661、1.685であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.3×10-5であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.05であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.05であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.04であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.523, 1.551, 1.579, 1.619, 1 661, 1.685. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′ and the coating volume refractive index Nav calculated from the volume fraction / weight fraction conversion formula and the Maxwell-Garnet formula is 1.3. The refractive index of the particle showing × 10 −5 and its minimum value was 2.05. Thereby, it could be considered that the refractive index of the metal oxide fine particles was 2.05. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.04.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例3]
(1)過酸化ジルコン酸水溶液の調製
オキシ塩化ジルコニウム(太陽鉱工(株)製)をZrO2換算基準で2.0重量%含むオキシ塩化ジルコニウム水溶液15.79kgに、アンモニアを15.0重量%含むアンモニア水を撹拌下で徐々に添加して、ジルコニウムの水和物を含むpH8.5のスラリー液を得た。次いで、このスラリーを濾過した後、純水で洗浄して、ジルコニウム成分をZrO2換算基準で10.0重量%のケーキ3.00kgを得た。
次に、このケーキ0.35kgに純水3.15kgを加え、さらに水酸化カリウム(関東化学(株)製)を10.0重量%含む水酸化カリウム水溶液0.21kgを加えてアルカリ性にした後、過酸化水素を35.0重量%含む過酸化水素水0.70kgを加えて、50℃の温度に加熱してこのケーキを溶解した。さらに純水2.59kgを加えて、過酸化ジルコン酸をZrO2に換算基準で0.5重量%含む過酸化ジルコン酸水溶液7.00kgを得た。なお、この過酸化ジルコン酸水溶液のpHは、12.0であった。
[Example 3]
(1) Preparation of aqueous zirconate peroxide solution 15.79 kg of zirconium oxychloride aqueous solution containing 2.0% by weight of zirconium oxychloride (manufactured by Taiyo Mining Co., Ltd.) in terms of ZrO 2 , and 15% of ammonia. Aqueous ammonia containing 0.0 wt% was gradually added with stirring to obtain a slurry solution having a pH of 8.5 containing zirconium hydrate. Next, this slurry was filtered and then washed with pure water to obtain 3.00 kg of a 10.0% by weight cake based on ZrO 2 as a zirconium component.
Next, 3.15 kg of pure water was added to 0.35 kg of the cake, and 0.21 kg of potassium hydroxide aqueous solution containing 10.0% by weight of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was added to make it alkaline. Then, 0.70 kg of hydrogen peroxide containing 35.0% by weight of hydrogen peroxide was added and heated to a temperature of 50 ° C. to dissolve this cake. Further, 2.59 kg of pure water was added to obtain 7.00 kg of an aqueous zirconate peroxide solution containing 0.5 wt% of zirconate peroxide in terms of ZrO 2 on a conversion basis. The pH of this aqueous zirconate peroxide solution was 12.0.

(2)珪酸液の調製
一方、市販の水ガラス(AGCエスアイテック(株)製)0.54kgを純水にて希釈したのち、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)を用いて脱アルカリして、珪酸をSiO2換算基準で2.0重量%含む珪酸水溶液5.25kgを得た。なお、この珪酸水溶液のpHは、2.3であった。
(2) Preparation of silicic acid solution On the other hand, after diluting 0.54 kg of commercially available water glass (manufactured by AGC S-Tech Co., Ltd.) with pure water, a cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Was used to obtain 5.25 kg of an aqueous silicic acid solution containing 2.0% by weight of silicic acid on a SiO 2 conversion basis. The silicic acid aqueous solution had a pH of 2.3.

(3)ジルコニウムおよびケイ素を含む複合酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)7.00kgに純水79.57kgを加えて撹拌して90℃の温度に加熱したのち、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で20/100となるように、この水分散ゾルにZrO2換算基準で0.5重量%過酸化ジルコン酸水溶液7.00kgおよびSiO2換算基準で2.0重量%珪酸水溶液5.25kgを徐々に添加し、さらに添加終了後、90℃の温度に保ちながら攪拌下で1時間熟成した。
次いで、この混合液をオートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製、120L)に入れて、165℃の温度で18時間、加熱処理を行った。
(3) Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with a complex oxide containing zirconium and silicon Water-dispersed titanium-based fine particles P-1 prepared in the same manner as in Example 1 After adding 79.57 kg of pure water to 7.00 kg of sol (the solid content is 10.0 wt%), stirring and heating to 90 ° C., the weight of the titanium-based fine particles is represented by C, and When the weight of the coating layer is represented by S, this water-dispersed sol is 0.5% by weight peroxidation on a ZrO 2 basis so that the weight ratio (S / C) is 20/100 on an oxide basis. 7.00 kg of an aqueous zirconic acid solution and 5.25 kg of an aqueous 2.0 wt% silicic acid solution based on SiO 2 were gradually added. After the addition was completed, the mixture was aged with stirring for 1 hour while maintaining the temperature at 90 ° C.
Subsequently, this liquid mixture was put into the autoclave (The pressure | voltage resistant glass industry Co., Ltd. make, 120L), and it heat-processed at the temperature of 165 degreeC for 18 hours.

次に、得られた混合溶液を室温まで冷却してから、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)0.38kgを混合して30分間攪拌した。次いで、前記陽イオン交換樹脂を目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、限外濾過膜(旭化成(株)製、SIP−1013)を用いて濃縮して固形分含有量が20重量%の水分散ゾルを調製した。これにより、前記チタン系微粒子の表面をジルコニウムおよびケイ素を含む複合酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル4.12kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなる、ジルコニウムおよびケイ素を含む複合酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.88低い1.54であった。
Next, after cooling the obtained mixed solution to room temperature, 0.38 kg of cation exchange resin (Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed and stirred for 30 minutes. Next, the cation exchange resin is separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and then concentrated using an ultrafiltration membrane (Asahi Kasei Co., Ltd., SIP-1013) to obtain a solid content. A 20% by weight aqueous dispersion sol was prepared. Thus, 4.12 kg of an aqueous dispersion sol containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) obtained by coating the surface of the titanium-based fine particles with a composite oxide containing zirconium and silicon. Got.
The refractive index of the composite oxide containing zirconium and silicon formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) is 1.54, which is 0.88 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles. Met.

次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル4.12kgをスプレードライヤー(NIRO社製NIRO ATOMIZER)に供して噴霧乾燥(入口温度:260℃、出口温度:55℃)した。これにより、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)0.82kgを得た。
次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体0.82kgを、空気雰囲気下、500℃の温度にて1時間焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.77kgを得た。
このように焼成して得られた表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が161m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.6nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 4.12 kg of the water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles was spray-dried (inlet temperature: 260 ° C., outlet temperature: 55 ° C.) using a spray dryer (NIRO ATOMIZER manufactured by NIRO). As a result, 0.82 kg of a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particle) having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product was obtained.
Next, 0.82 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was baked at a temperature of 500 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, and 0.77 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. Got.
The surface-coated titanium fine particles obtained by firing in this manner had a specific surface area of 161 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.6 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)29.7からなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に、粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、石英ビーズを目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は43nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は11.2%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Ltd.) The mixture was dispersed in a mixed solution consisting of 45.3 g and diisopropylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 29.7. Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle size of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to this mixed solution, and this was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd.). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes using a batch type tabletop sand mill). Thereafter, the quartz beads were separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 43 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 11.2%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを限外濾過膜(旭化成(株)製、SIP−1013)を用いて、外部から添加されたメタノール1.38kgで洗浄した。
このようにして得られた前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.55kgに陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製)0.34kgを混合して30分間攪拌した。次に、前記陰イオン交換樹脂を目開き44μmのステンレス製フィルターを用いて分離・除去したのち、このメタノール分散ゾルを遠心分離機(日立工機(株)製CR−21G)に供して12,000rpmの速度で1時間処理して、100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級して取り除いた。これにより、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル(固形分含有量が6.5重量%)1.70kgを限外濾過膜装置(旭化成(株)製、SIP−2013)で濃縮して、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−3」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles was washed with 1.38 kg of methanol added from the outside using an ultrafiltration membrane (SIP-1013, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.).
0.35 kg of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with 1.55 kg of the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained and stirred for 30 minutes. Next, the anion exchange resin was separated and removed using a stainless steel filter having an opening of 44 μm, and this methanol dispersion sol was subjected to a centrifuge (CR-21G manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.). Processing was performed at a speed of 000 rpm for 1 hour, and coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more were classified and removed. As a result, 1.70 kg of a methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (solid content: 6.5% by weight) was concentrated with an ultrafiltration membrane device (Asahi Kasei Co., Ltd., SIP-2013) to obtain a solid Methanol-dispersed sol having a content of 20% by weight, that is, the surface-coated titanium-based fine particle aggregate is fired and pulverized, and coarse particles are classified and removed (hereinafter referred to as “DP-3”). ) Containing 0.55 kg of methanol-dispersed sol.

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は36nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にジルコニウムおよびケイ素を含む複合酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は161m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.9重量%、SnO28.7重量%、SiO215.2重量%、ZrO24.9重量%およびK2O0.3重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.88であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 36 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium-based fine particles having a composite oxide coating layer containing zirconium and silicon on the surface) was 161 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, TiO 2 was 70.9% by weight, SnO 2 8.7% by weight, SiO 2 15 based on the oxide conversion standard of each metal component. .2 wt%, it was ZrO 2 4.9 wt% and K 2 O0.3% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.88.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.605、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は4.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.13であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.13であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.13であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.605, 1.650, 1 .702, 1.730. Further, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 4.4. The refractive index of the particle showing × 10 −6 and its minimum value was 2.13. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.13. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.13.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例4]
シリカ系酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で10/100となるように、ケイ素成分をSiO2換算基準で28重量%含む正珪酸エチル(多摩化学工業(株)製)0.48kgを添加した以外は実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.34kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.34kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.07kgを得た。
[Example 4]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10.0 wt%), when the weight of the titanium-based fine particles is represented by C and the weight of the coating layer is represented by S, the weight ratio (S / C) is 10 / Under the conditions described in Example 1, except that 0.48 kg of normal ethyl silicate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.) containing 28% by weight of the silicon component in terms of SiO 2 was added so as to be 100. 5.34 kg of an aqueous dispersion sol (solid content: 20.0% by weight) containing surface-coated titanium-based fine particles coated with oxide (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.34 kg of the water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle size of about 2 μm as a granular dried product. 1.07 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.07kgを、空気雰囲気下、700℃の温度にて1時間焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.00kgを得た。
このように焼成して得られた表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が109m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が13.4nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1453nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1370nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は11/100であった。
Next, 1.07 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired at 700 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, and 1.00 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. Got.
The surface-coated titanium fine particles obtained by firing in this way had a specific surface area of 109 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 13.4 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1453 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1370 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 11/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は47nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は16.3%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and removed. After that, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol dispersion sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 47 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 16.3%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.8重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−4」という。)を含むメタノール分散ゾル0.57kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.8% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.57 kg of methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-4”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.6cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は42nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は109m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO280.0重量%、SnO210.0重量%、SiO29.8重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は4.09であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white, and its turbidity was 5.6 cm −1 . The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 42 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 109 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, TiO 2 80.0% by weight, SnO 2 10.0% by weight, SiO 2 9 in terms of oxide conversion standards of each metal component. .8 was wt% and K 2 O0.2% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 4.09.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.534、1.565、1.614、1.668、1.724、1.752であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は7.0×10-5であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.24であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.24であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.24であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 50 wt%, 55 wt%, 1.534, 1.565, 1.614, 1.668, 1 .724, 1.752. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 7.0. The refractive index of the particle showing × 10 −5 and its minimum value was 2.24. Thereby, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.24. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.24.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例5]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むPGM分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Example 5]
Preparation of PGM-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が171m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.6nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 171 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.6 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM、ダウ・ケミカル(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)29.7gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)を添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のPGM分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むPGM分散ゾルは乳白色であった。また、このPGM分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.1%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was mixed with 0.53 kg of propylene glycol monomethyl ether (PGM, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (Kanto Chemical) (Distributed) 45.3 g and diisopropylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 29.7 g. Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, propylene glycol monomethyl ether (PGM) was further added and stirred to disperse the PGM having a solid content of 11% by weight. About 1.55 kg of sol was obtained.
The PGM dispersion sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in this PGM dispersion sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 12.1%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でPGMにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のPGM分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−5」という。)を含むPGM分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the PGM-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with PGM under the conditions described in Example 1, then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a PGM dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight.
Next, 1.70 kg of PGM-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a PGM-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was fired and pulverized, and 0.55 kg of PGM dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-5”) obtained by classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.6cm-1であった。また、このPGM分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は37nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は171m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The PGM-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.6 cm −1 . Moreover, the average particle diameter of the silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the PGM-dispersed sol was 37 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 171 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例6]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Example 6]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)21.0gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)29.7gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.2%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Ltd.) The mixture was dispersed in a mixed liquid consisting of 21.0 g and 29.7 g of diisopropylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Obtained.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 12.2%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−6」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. Thus, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.55 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-6”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は39nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . The average particle size of the silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 39 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例7]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Example 7]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)10.5gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.3%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Ltd.) The mixture was dispersed in a mixed solution consisting of 45.3 g and 10.5 g of diisopropylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Obtained.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 12.3%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−7」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. Thus, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.55 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-7”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は40nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . Moreover, the average particle diameter of the silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 40 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例8]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Example 8]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、DL-リンゴ酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)29.7gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.3%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.) and 45.3 g of DL-malic acid (produced by Kanto Chemical Co., Inc.). And 29.7 g of diisopropylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Obtained.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 12.3%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−8」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. Thus, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.55 kg of methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-8”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は36nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . Moreover, the average particle diameter of the silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 36 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[実施例9]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Example 9]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)45.3gおよびジイソブチルアミン(東京化成工業(株)製)29.7gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.4%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained was 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.), L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Ltd.) The mixture was dispersed in a mixed solution consisting of 45.3 g and 29.7 g of diisobutylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Obtained.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 12.4%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が6.5重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「DP−9」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. Thus, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 6.5% by weight was obtained.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.55 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “DP-9”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は5.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は36nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 5.5 cm −1 . Moreover, the average particle diameter of the silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 36 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例1]
シリカ系酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Comparative Example 1]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10.0 wt%) and surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. 5.82 kg of an aqueous dispersion sol (solid content 20.0 wt%) was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、実施例1の場合とは異なり、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成は行わなかった。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が230m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が7.1nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1365nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1354nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は24/100であった。
Next, unlike the case of Example 1, the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was not fired.
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 230 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 7.1 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1365 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1354 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 24/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体(乾燥物)0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.49kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は141nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は83.6%であった。
Next, 0.21 kg of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate (dried material) was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and separated. After removal, methanol was further added and stirred to obtain about 1.49 kg of methanol-dispersed sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 141 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 83.6%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が5.8重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体(乾燥物)粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「RDP−1」という。)を含むメタノール分散ゾル0.49kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 5.8% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.49 kg of methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-1”) obtained by pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate (dried product) and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は10.8cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は103nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は68.2%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は230m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.7重量%、SnO28.9重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white, and its turbidity was 10.8 cm −1 . The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 103 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 68.2%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 230 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.7% by weight of TiO 2 , 8.9% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. 0.2% by weight and 0.2% by weight of K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.558、1.582、1.624、1.667、1.691であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は6.6×10-5であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.02であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.02であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.02であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.558, 1.582, 1.624, 1 667, 1.691. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 6.6. The refractive index of the particles showing × 10 −5 and the minimum value thereof was 2.02. Thereby, the refractive index of the metal oxide fine particles was considered to be 2.02. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.02.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例2]
シリカ系酸化物で表面被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Comparative Example 2]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles surface-coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10.0 wt%) and surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. 5.82 kg of an aqueous dispersion sol (solid content 20.0 wt%) was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1で採用した焼成温度500℃の代わりに、空気雰囲気下、850℃の温度にて1時間焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が58m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が28.0nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1456nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1361nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は12/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was calcined for 1 hour at a temperature of 850 ° C. in an air atmosphere instead of the calcining temperature of 500 ° C. employed in Example 1. 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was obtained.
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 58 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure and an X-ray diffraction crystallite diameter of 28.0 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1456 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1361 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 12/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.49kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、この水分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は139nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は86.2%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and removed. Thereafter, methanol was further added and stirred to obtain about 1.49 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in this water-dispersed sol was 139 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 86.2%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が5.8重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含む水メタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「RDP−2」という。)を含むメタノール分散ゾル0.49kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 5.8% by weight.
Next, 1.70 kg of the aqueous methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol dispersion sol having a solid content of 20% by weight. That is, 0.49 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-2”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles is obtained. It was.

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は11.9cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は105nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は70.6%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は58m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.1重量%およびK2O0.3重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 11.9 cm −1 . The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 105 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 70.6%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 58 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. .1 was wt% and K 2 O0.3% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.562、1.610、1.664、1.722、1.751であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.1×10-4であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.23であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.23であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.23であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.530, 1.562, 1.610, 1.664, 1 .722, 1.751. Furthermore, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 1.1. The refractive index of the particle showing × 10 -4 and showing the minimum value was 2.23. Thereby, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.23. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.23.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例3]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Comparative Example 3]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1で採用した粉砕時間180分間の代わりに、60分間粉砕処理(ただし、その他の条件は実施例1と同じ。)した。、その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.49kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は162nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は93.1%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer, and pulverized for 60 minutes instead of the pulverization time of 180 minutes employed in Example 1 (however, other The conditions were the same as in Example 1.) Then, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.49 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Got.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 162 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 93.1%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が5.9重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「RDP−3」という。)を含むメタノール分散ゾル0.49kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 5.9% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.49 kg of methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-3”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは乳白色であり、その濁度は13.5cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は102nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は77.3%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は168m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was milky white, and its turbidity was 13.5 cm −1 . The silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol had an average particle size of 102 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 77.3%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium-based fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 168 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.6×10-5であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.11であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′ and the coating volume refractive index Nav calculated from the volume fraction / weight fraction conversion formula and the Maxwell-Garnet formula is 1.6. The refractive index of the particle showing × 10 −5 and the minimum value thereof was 2.11. Thereby, it could be considered that the refractive index of the metal oxide fine particles was 2.11. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例4]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Comparative Example 4]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が166m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.8nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 166 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.8 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は45nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.0%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and removed. After that, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol dispersion sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 45 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 12.0%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理して、固形分含有量が9.8重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。ただし、前記メタノール分散ゾルを遠心分離器にかけて、100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去する操作は行わなかった。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕したが、粗大粒子を分級・除去しなかった金属酸化物微粒子(以下、「RDP−4」という。)を含むメタノール分散ゾル0.83kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles was washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin to obtain a solid content of 9.8% by weight. 1.70 kg of methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles was obtained. However, the operation of classifying and removing coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more by applying the methanol-dispersed sol to a centrifuge was not performed.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.83 kg of a methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-4”) in which the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was fired and pulverized but coarse particles were not classified and removed. Obtained.

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは乳白色であり、その濁度は10.3cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は66nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は31.0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は166m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.6重量%、SnO28.8重量%、SiO220.3重量%およびK2O0.3重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was milky white, and its turbidity was 10.3 cm −1 . The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 66 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 31.0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface) was 166 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, 70.6% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. .3 was wt% and K 2 O0.3% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.565、1.603、1.649、1.701、1.729であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.2×10-5であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.11であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.530, 1.565, 1.603, 1.649, 1 .701, 1.729. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′ and the coating volume refractive index Nav calculated from the volume fraction / weight fraction conversion formula and the Maxwell-Garnet formula is 1.2. The refractive index of the particle showing × 10 −5 and the minimum value thereof was 2.11. Thereby, it could be considered that the refractive index of the metal oxide fine particles was 2.11. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例5]
チタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例2と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−2の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)9.90kgを、限外濾過装置を用いて濃縮して、固形分含有量が20.0重量%の水分散ゾル4.90kgを得た、すなわち、ここでは、シリカ系酸化物などの表面被覆を施していないチタン系微粒子(以下、単に「チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾルを準備した。
次いで、前記チタン系微粒子を含む水分散ゾル4.90kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体0.98kgを得た。
[Comparative Example 5]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-2 prepared by the same method as in Example 2 (solid content is 10.0% by weight) 9.90 kg Was concentrated using an ultrafiltration device to obtain 4.90 kg of an aqueous dispersion sol having a solid content of 20.0% by weight, that is, here, a surface coating such as silica-based oxide was applied. An aqueous dispersion sol containing no titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “titanium-based fine particles”) was prepared.
Next, 4.90 kg of the water-dispersed sol containing the titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface-coated titanium system having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 0.98 kg of a fine particle aggregate was obtained.

次に、上記で得られたチタン系微粒子集合体0.98kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記チタン系微粒子集合体の焼成物0.92kgを得た。
このようにして得られた前記チタン系微粒子は、比表面積が102m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.1nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1453nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1358nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は13/100であった。
Next, 0.98 kg of the titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 0.92 kg of a fired product of the titanium-based fine particle aggregate.
The titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 102 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.1 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1453 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1358 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 13/100 .

次に、得られたチタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを湿式粉砕機に供して、実施例1に記載の条件下で粉砕処理し、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.49kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(チタン系微粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は68nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は32.0%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained titanium-based fine particle aggregate was subjected to a wet pulverizer and pulverized under the conditions described in Example 1, and the quartz beads used here were separated and removed. Further, methanol was added and stirred to obtain about 1.49 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11% by weight.
The methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (titanium fine particles) obtained by pulverization in this manner was milky white. The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 68 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 32.0%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理して、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が5.8重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「RDP−5」という。)を含むメタノール分散ゾル0.49kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1, then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to give particles of 100 nm or more. The coarse particles having a diameter were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 5.8% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, the titanium-based fine particle aggregate was fired and pulverized, and 0.49 kg of methanol-dispersed sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-5”) obtained by classifying and removing coarse particles was obtained.

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は6.6cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は52nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は3.0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、表面被覆層を有しないチタン系微粒子)の比表面積は102m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO284.4重量%、SnO29.9重量%、SiO25.3重量%およびK2O0.4重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は4.18であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white, and its turbidity was 6.6 cm −1 . The average particle size of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 52 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 3.0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium-based fine particles not having a surface coating layer) was 102 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, 84.4% by weight of TiO 2 , 9.9% by weight of SnO 2 , SiO 2 5 based on the oxide conversion standard of each metal component. .3 was wt% and K 2 O0.4% by weight. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 4.18.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.544、1.584、1.630、1.683、1.743、1.775であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は1.7×10-4であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.35であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.35であるとみなすことができた。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55% by weight, 1.544, 1.584, 1.630, 1.683, 1 .743 and 1.775. Further, the minimum value of the deviation sum of squares obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 1.7. The refractive index of the particle showing × 10 −4 and showing its minimum value was 2.35. Thereby, it could be considered that the refractive index of the metal oxide fine particles was 2.35.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

[比較例6]
シリカ系酸化物で被覆されたチタン系微粒子を含むメタノール分散ゾルの調製
実施例1と同様な方法で調製されたチタン系微粒子P−1の水分散ゾル(固形分含有量が10.0重量%)を用いて、実施例1に記載の条件下で、シリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(以下、単に「表面被覆チタン系微粒子」という。)を含む水分散ゾル(固形分含有量が20.0重量%)5.82kgを得た。
なお、前記表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)の被覆層を形成してなるシリカ系酸化物の屈折率は、前記チタン系微粒子の屈折率より0.90低い1.45であった。
次いで、前記表面被覆チタン系微粒子を含む水分散ゾル5.82kgをスプレードライヤーに供して実施例1に記載の条件下で噴霧乾燥して、粒状乾燥物である平均粒子径が約2μmの表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)1.16kgを得た。
[Comparative Example 6]
Preparation of methanol-dispersed sol containing titanium-based fine particles coated with silica-based oxide Water-dispersed sol of titanium-based fine particles P-1 prepared by the same method as in Example 1 (with a solid content of 10) 0.0 wt%) and water containing surface-coated titanium-based fine particles (hereinafter simply referred to as “surface-coated titanium-based fine particles”) coated with a silica-based oxide under the conditions described in Example 1. Dispersed sol (solid content 20.0% by weight) 5.82 kg was obtained.
The refractive index of the silica-based oxide formed by forming the coating layer of the surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) was 1.45, 0.90 lower than the refractive index of the titanium-based fine particles.
Next, 5.82 kg of water-dispersed sol containing the surface-coated titanium-based fine particles is applied to a spray dryer and spray-dried under the conditions described in Example 1 to obtain a surface coating having an average particle diameter of about 2 μm as a granular dried product. 1.16 kg of titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) was obtained.

次に、上記で得られた表面被覆チタン系微粒子集合体1.16kgを、実施例1に記載の条件下で焼成して、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物1.09kgを得た。
このようにして得られた前記表面被覆チタン系微粒子は、比表面積が168m2/gであった。また、その核粒子であるチタン系微粒子は、ルチル型の結晶構造を有しており、X線回折結晶子径が9.7nmであった。さらに、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔が0.1447nmであり、(301)結晶面の面間隔が0.1366nmであった。また、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)は14/100であった。
Next, 1.16 kg of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate obtained above was fired under the conditions described in Example 1 to obtain 1.09 kg of a fired product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate. .
The surface-coated titanium-based fine particles thus obtained had a specific surface area of 168 m 2 / g. Further, the titanium-based fine particles as the core particles had a rutile-type crystal structure, and the X-ray diffraction crystallite diameter was 9.7 nm. Furthermore, the interplanar spacing of (310) crystal planes determined from X-ray diffraction was 0.1447 nm, and the interplanar spacing of (301) crystal planes was 0.1366 nm. Further, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) was 14/100 .

次に、得られた表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物0.21kgを、、メタノール(林純薬(株)製)0.53kg、L-(+)-酒石酸(関東化学(株)製)2.1gおよびジイソプロピルアミン(東京化成工業(株)製)1.1gからなる混合液に分散させた。次いで、この混合液に粒子径0.1〜0.2mmの石英ビーズ(MRCユニテック(株)製高純度シリカビーズ015)1.00kgを加えて、これを湿式粉砕機(カンペ(株)製バッチ式卓上サンドミル)に供して180分間、前記表面被覆チタン系微粒子集合体の焼成物の粉砕処理を行った。その後、実施例1の場合と同様に、ここで使用した石英ビーズを分離・除去したのち、さらにメタノールを添加して撹拌し、固形分含有量が11重量%のメタノール分散ゾル約1.55kgを得た。
このように粉砕して得られた金属酸化物微粒子(四次粒子)を含むメタノール分散ゾルは乳白色であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる金属酸化物微粒子の平均粒子径は89nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は52.3%であった。
Next, 0.21 kg of the fired product of the obtained surface-coated titanium-based fine particle aggregate was mixed with 0.53 kg of methanol (produced by Hayashi Junyaku Co., Ltd.) and L-(+)-tartaric acid (produced by Kanto Chemical Co., Inc.). ) 2.1 g and diisopropylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.1 g. Next, 1.00 kg of quartz beads having a particle diameter of 0.1 to 0.2 mm (high-purity silica beads 015 manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) was added to the mixed solution, and the resulting mixture was mixed with a wet pulverizer (Kampe Co., Ltd. batch). The baked product of the surface-coated titanium-based fine particle aggregate was subjected to pulverization treatment for 180 minutes by using a tabletop sand mill. Thereafter, as in Example 1, after separating and removing the quartz beads used here, methanol was further added and stirred to obtain about 1.55 kg of a methanol-dispersed sol having a solid content of 11 wt%. Obtained.
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles (quaternary particles) obtained by pulverization in this way was milky white. The average particle diameter of the metal oxide fine particles contained in the methanol-dispersed sol was 89 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more was 52.3%.

次に、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルを、実施例1に記載の条件下でメタノールにて洗浄したのち陽イオン交換樹脂で処理し、さらに遠心分離器に供して100nm以上の粒子径を有する粗大粒子を分級・除去して、固形分含有量が5.7重量%の、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを得た。
次いで、前記金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾル1.70kgを、実施例1に記載の条件下で限外濾過膜装置に供して濃縮し、固形分含有量が20重量%のメタノール分散ゾル、すなわち前記表面被覆チタン系微粒子集合体を焼成して粉砕し、さらに粗大粒子を分級・除去した金属酸化物微粒子(以下、「RDP−6」という。)を含むメタノール分散ゾル0.55kgを得た。
Next, the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is washed with methanol under the conditions described in Example 1 and then treated with a cation exchange resin, and further subjected to a centrifuge to obtain a particle size of 100 nm or more. The coarse particles having the above were classified and removed to obtain 1.70 kg of a methanol dispersion sol containing the metal oxide fine particles having a solid content of 5.7% by weight.
Next, 1.70 kg of methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles is subjected to an ultrafiltration membrane device under the conditions described in Example 1 and concentrated to obtain a methanol-dispersed sol having a solid content of 20% by weight, That is, 0.55 kg of methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles (hereinafter referred to as “RDP-6”) obtained by firing and pulverizing the surface-coated titanium-based fine particle aggregate and further classifying and removing coarse particles was obtained. .

このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むメタノール分散ゾルは透明な乳白色であり、その濁度は10.1cm-1であった。また、このメタノール分散ゾル中に含まれる前記シリカ表面修飾チタン系微粒子の平均粒子径は64nmであり、さらに100nm以上の粒子径を有する粗大粒子の分布頻度は12.0%であった。また、前記金属酸化物微粒子(すなわち、その表面にシリカ系酸化物の被覆層を有するチタン系微粒子)の比表面積は170m2/gであった。
さらに、この金属酸化物微粒子中に含まれる金属成分の含有量を測定したところ、各金属成分の酸化物換算基準で、TiO270.8重量%、SnO28.8重量%、SiO220.2重量%およびK2O0.2重量%であった。なお、この金属含有量より求められる前記金属酸化物微粒子の比重は3.68であった。
The methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained was transparent milky white and had a turbidity of 10.1 cm −1 . The silica surface-modified titanium-based fine particles contained in the methanol-dispersed sol had an average particle size of 64 nm, and the distribution frequency of coarse particles having a particle size of 100 nm or more was 12.0%. The specific surface area of the metal oxide fine particles (that is, titanium fine particles having a silica-based oxide coating layer on the surface thereof) was 170 m 2 / g.
Furthermore, when the content of the metal component contained in the metal oxide fine particles was measured, it was 70.8% by weight of TiO 2 , 8.8% by weight of SnO 2 , SiO 2 20 based on the oxide conversion standard of each metal component. And 2% by weight and 0.2% by weight K 2 O. The specific gravity of the metal oxide fine particles determined from the metal content was 3.68.

また、上記の「粒子の屈折率測定法A」に記載の方法に基づき、分光エリプソメーターを用いて測定された塗膜屈折率Nav’は、測定用の上記塗料組成物中に含まれる粒子の重量分率mが10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%であるとき、それぞれ1.530、1.566、1.604、1.650、1.702、1.730であった。さらに、前記塗膜屈折率Nav’と前記体積分率・重量分率の変換式およびマクスウェル−ガーネットの式から算出される塗膜屈折率Navとから求められる偏差平方和の最小値は9.4×10-6であり、その最小値を示す粒子の屈折率は2.12であった。これにより、前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.12であるとみなすことができた。因みに、上記の屈折率測定法B(標準液法)で測定された前記金属酸化物微粒子の屈折率は2.11であった。
上記の測定結果のうち、本発明に関係する主要データを表1に示す。
The coating film refractive index Nav ′ measured using a spectroscopic ellipsometer based on the method described in the above “Particle Refractive Index Measurement Method A” is the value of the particle contained in the coating composition for measurement. When the weight fraction m is 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, and 55% by weight, 1.530, 1.566, 1.604, 1.650, 1 .702, 1.730. Furthermore, the minimum value of the sum of squares of deviation obtained from the coating film refractive index Nav ′, the volume fraction / weight fraction conversion formula, and the coating film refractive index Nav calculated from the Maxwell-Garnet formula is 9.4. The refractive index of the particles having × 10 −6 and showing the minimum value was 2.12. Accordingly, the refractive index of the metal oxide fine particles could be regarded as 2.12. Incidentally, the refractive index of the metal oxide fine particles measured by the refractive index measurement method B (standard solution method) was 2.11.
Among the above measurement results, main data related to the present invention are shown in Table 1.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[実施例10および比較例7]
実施例1〜9と同様な方法で調製された金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾルとDP−5を含むPGM分散ゾル、および比較例1〜6と同様な方法で調製された金属酸化物微粒子RDP−1、RDP−2、RDP−3、RDP−4、RDP−5またはRDP−6を含む各メタノール分散ゾルおよびをそれぞれ、上記の「粒子の光触媒活性試験」に供して、これらのメタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子が保有する光触媒活性の度合いを、該試験で用いられるサンセットイエロー染料の退色変化率で評価した。その評価結果を表2に示す。
結果として、実施例のメタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子は、比較例のメタノール分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子と較べると、光触媒活性がかなり低いことが分かった。よって、本発明に係る前記メタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾルを出発原料として硬化性塗膜形成用塗布液などを調製して、これをプラスチック基材などに塗布して得られる塗膜は耐候性に優れているであろうことが認められた。
[Example 10 and Comparative Example 7]
Including metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6, DP-7, DP-8 or DP-9 prepared in the same manner as in Examples 1-9 PGM dispersion sol containing each methanol dispersion sol and DP-5, and metal oxide fine particles RDP-1, RDP-2, RDP-3, RDP-4, RDP- prepared by the same method as Comparative Examples 1-6 Each of the methanol dispersion sols containing 5 or RDP-6 is subjected to the above-mentioned “photocatalytic activity test of particles”, and the photocatalyst possessed by each metal oxide fine particle contained in these methanol dispersion sol or PGM dispersion sol The degree of activity was evaluated by the rate of change in fading of the sunset yellow dye used in the test. The evaluation results are shown in Table 2.
As a result, each metal oxide fine particle contained in the methanol-dispersed sol of the example or the PGM-dispersed sol has a considerably lower photocatalytic activity than each metal oxide fine particle contained in the methanol-dispersed sol of the comparative example. I understood. Therefore, the coating film obtained by preparing a coating liquid for forming a curable coating film using the methanol-dispersed sol or the PGM-dispersed sol according to the present invention as a starting material and applying it to a plastic substrate is weather resistant. It was recognized that it would be excellent.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[実施例11および比較例8]
実施例1〜9と同様な方法で調製された金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾルとDP−5を含むPGM分散ゾル、および比較例1〜6と同様な方法で調製された金属酸化物微粒子RDP−1、RDP−2、RDP−3、RDP−4、RDP−5またはRDP−6を含む各メタノール分散ゾルをそれぞれ、上記の「粒子の耐光性試験」に供して、これらのメタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子の青変色(ブルーイング)の度合いを、該試験で用いられる紫外線の照射時間との関係で評価した。その評価結果を表3に示す。
結果として、実施例のメタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子は、比較例のメタノール分散ゾル中に含まれる各金属酸化物微粒子と較べると、青変色が起こりづらいことが分かった。よって、本発明に係る前記メタノール分散ゾルまたはPGM分散ゾルを出発原料として硬化性塗膜形成用塗布液などを調製して、これをプラスチック基材などに塗布して得られる塗膜は耐光性に優れているであろうことが認められた。
[Example 11 and Comparative Example 8]
Including metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6, DP-7, DP-8 or DP-9 prepared in the same manner as in Examples 1-9 PGM dispersion sol containing each methanol dispersion sol and DP-5, and metal oxide fine particles RDP-1, RDP-2, RDP-3, RDP-4, RDP- prepared by the same method as Comparative Examples 1-6 Each of the methanol-dispersed sols containing 5 or RDP-6 is subjected to the above-mentioned “light resistance test of particles”, and blue discoloration (blue The degree of ing) was evaluated in relation to the irradiation time of ultraviolet rays used in the test. The evaluation results are shown in Table 3.
As a result, each metal oxide fine particle contained in the methanol-dispersed sol of the example or the PGM-dispersed sol is less likely to cause blue discoloration as compared with each metal oxide fine particle contained in the methanol-dispersed sol of the comparative example. I understood. Therefore, the coating film obtained by preparing a coating liquid for forming a curable coating film using the methanol-dispersed sol or PGM-dispersed sol according to the present invention as a starting material, and applying this to a plastic substrate or the like is light-resistant. It was recognized that it would be excellent.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[実施例12]
金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾルの調製
実施例1〜4および6〜9と同様な方法で調製された金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾル0.49kgをそれぞれ、ロータリーエバポレーター(BUCHI社製R−124)のフラスコ中に入れ、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)0.39kgを該フラスコ中に入れる。
次いで、ロータリーエバポレーターを駆動して、温度60℃、圧力−0.035MPaの減圧条件下で、前記フラスコを50rpmの速度で回転させると、上記で使用された有機溶媒(すなわち、メタノール)が蒸発してくるので、これを冷却して系外に排出した。
この操作を1時間続けて、前記メタノール分散ゾル中に含まれるメタノールをプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)と溶媒置換したPGM分散ゾルをそれぞれ得た。さらに、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)の含有量を調整して、固形分含有量が20重量%の金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含むPGM分散ゾル0.49kgをそれぞれ調製した。
このようにして得られた金属酸化物微粒子を含むPGM分散ゾルの外観および濁度は、表4に示すとおりであった。
[Example 12]
Preparation of PGM dispersion sol containing metal oxide fine particles Metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP- prepared in the same manner as in Examples 1-4 and 6-9 6, 0.47 kg of each methanol-dispersed sol containing DP-7, DP-8 or DP-9 was placed in a flask of a rotary evaporator (R-124 manufactured by BUCHI), and further propylene glycol monomethyl ether (PGM) 0 Place 39 kg into the flask.
Next, when the rotary evaporator is driven and the flask is rotated at a speed of 50 rpm under a reduced pressure condition of a temperature of 60 ° C. and a pressure of −0.035 MPa, the organic solvent (that is, methanol) used above evaporates. As it came, it was cooled and discharged out of the system.
This operation was continued for 1 hour to obtain PGM dispersion sols in which methanol contained in the methanol dispersion sol was substituted with propylene glycol monomethyl ether (PGM). Furthermore, by adjusting the content of propylene glycol monomethyl ether (PGM), the metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6 having a solid content of 20% by weight, 0.49 kg of PGM dispersion sol containing DP-7, DP-8 or DP-9 was prepared.
The appearance and turbidity of the PGM-dispersed sol containing the metal oxide fine particles thus obtained were as shown in Table 4.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[実施例13]
光学基材用塗布液(ハードコート層膜形成用塗布液)の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6040)114g、γ―グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6042)29gおよびメタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)71gの混合液を入れた容器を複数用意し、これらの混合液中に攪拌しながら0.01Nの塩酸水溶液36gを滴下した。更に、この混合液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、これらの加水分解液が入った容器中に、実施例1〜4および6〜9で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ490g、屈折率が2.20以上の金属酸化物微粒子DP−4を含むメタノール分散ゾルについては450g、さらに純水71g、トリス(2.4-ペンタンジオナト)アルミニウムIII(東京化成工業(株)製)3gおよびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7001)0.7gを加え、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのハードコート層膜形成用塗料組成物HX−1(1)、HX−2(1)、HX−3(1)、HX−4(1)、HX−6(1)、HX−7(1)、HX−8(1)、HX−9(1)をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にDP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8、DP−9の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Example 13]
Preparation of coating liquid for optical substrate (coating liquid for forming hard coat layer film ) 114 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), γ-glycidoxypropylmethyldi Prepare a plurality of containers containing a mixed liquid of 29 g of ethoxysilane (Z-6042 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 71 g of methanol (Mayashi Junyaku Co., Ltd., methyl alcohol concentration: 99.9 wt%), While stirring, 36 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution was dropped into these mixed solutions. Furthermore, this liquid mixture was stirred at room temperature all day and night to hydrolyze the silane compound.
Next, in the container containing these hydrolyzed solutions, the refractive index of the methanol dispersion sol (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Examples 1 to 4 and 6 to 9 is less than 2.20. For each methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-6, DP-7, DP-8 or DP-9, 490 g and a refractive index of 2.20 or more, respectively. 450 g of methanol-dispersed sol containing fine metal oxide fine particles DP-4, 71 g of pure water, 3 g of Tris (2.4-pentanedionato) aluminum III (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and a silicone-based leveling agent Surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L-7001) 0.7 g is added, stirred at room temperature for a whole day and night, and a coating composition for forming a hard coat layer film as a coating composition for an optical substrate Products HX-1 (1), HX-2 (1), HX-3 (1), HX-4 (1), HX-6 (1), HX-7 (1), HX-8 (1) , HX-9 (1) was prepared respectively. These coating compositions contain metal oxide fine particles of DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6, DP-7, DP-8, and DP-9, respectively. .

[比較例9]
光学基材用塗布液(ハードコート層膜形成用塗布液)の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6040)114g、γ―グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6042)29gおよびメタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)71gの混合液を入れた容器を複数用意し、これらの混合液中に攪拌しながら0.01Nの塩酸水溶液36gを滴下した。更に、この混合液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、これらの加水分解液が入った容器中に、比較例1〜6で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子RDP−1、RDP−3、RDP−4またはRDP−6を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ490g、屈折率が2.20以上の金属酸化物微粒子RDP−2またはRDP−5を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ450g、さらに純水71g、トリス(2.4-ペンタンジオナト)アルミニウムIII(東京化成工業(株)製)3gおよびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7001)0.7gを加え、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのハードコート層膜形成用塗料組成物HY−1(1)、HY−2(1)、HY−3(1)、HY−4(1)、HY−5(1)、HY−6(1)をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にRDP−1、RDP−2、RDP−3、RDP−4、RDP−5、RDP−6の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Comparative Example 9]
Preparation of coating liquid for optical substrate (coating liquid for forming hard coat layer film ) 114 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), γ-glycidoxypropylmethyldi Prepare a plurality of containers containing a mixed liquid of 29 g of ethoxysilane (Z-6042 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and 71 g of methanol (Mayashi Junyaku Co., Ltd., methyl alcohol concentration: 99.9 wt%), While stirring, 36 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution was dropped into these mixed solutions. Furthermore, this liquid mixture was stirred at room temperature all day and night to hydrolyze the silane compound.
Next, in the containers containing these hydrolyzed solutions, among the methanol-dispersed sols (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Comparative Examples 1 to 6, metal oxide fine particles having a refractive index of less than 2.20. For each methanol dispersion sol containing RDP-1, RDP-3, RDP-4 or RDP-6, each methanol containing 490 g and metal oxide fine particles RDP-2 or RDP-5 having a refractive index of 2.20 or more Regarding the dispersion sol, 450 g, 71 g of pure water, 3 g of tris (2.4-pentanedionato) aluminum III (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and a silicone surfactant (Toray Dow Corning ( Co., Ltd., L-7001) 0.7 g was added and stirred at room temperature for a whole day and night to form a coating composition for forming a hard coat layer film as a coating composition for an optical substrate. HY-1 (1), HY-2 (1), HY-3 (1), HY-4 (1), HY-5 (1), and HY-6 (1) were prepared. These coating compositions contain metal oxide fine particles of RDP-1, RDP-2, RDP-3, RDP-4, RDP-5, and RDP-6, respectively.

[実施例14]
光学基材用塗布液(ハードコート層膜形成用塗布液)の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、Z−6040)110gおよびメタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)41gの混合液を入れた容器を複数用意し、これらの混合液中に攪拌しながら0.01Nの塩酸水溶液29gを滴下した。更に、これらの混合液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、これらの加水分解液が入った容器中に、実施例1〜4および6〜9で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ490g、屈折率が2.20以上の金属酸化物微粒子DP−4を含むメタノール分散ゾルについては449g、さらにトリス(2.4-ペンタンジオナト)鉄III(東京化成工業(株)製)3g、グリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、デナコールEX−314、エポキシ当量145)7gおよびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7001)0.4gを加えて、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのハードコート層膜形成用塗料組成物HX−1(2)、HX−2(2)、HX−3(2)、HX−4(2) 、HX−6(2)、HX−7(2)、HX−8(2)、HX−9(2)をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にDP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8、DP−9の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Example 14]
Preparation of coating solution for optical substrate (coating solution for forming hard coat layer film ) 110 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., Z-6040) and methanol (Hayashi Junyaku Co., Ltd.) ), Methyl alcohol concentration: 99.9% by weight) A plurality of containers containing 41 g of a mixed solution were prepared, and 29 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution was dropped into these mixed solutions while stirring. Furthermore, these mixed liquids were stirred at room temperature for a whole day and night to hydrolyze the silane compound.
Next, in the container containing these hydrolyzed solutions, the refractive index of the methanol dispersion sol (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Examples 1 to 4 and 6 to 9 is less than 2.20. For each methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-6, DP-7, DP-8 or DP-9, 490 g and a refractive index of 2.20 or more, respectively. 449 g of the methanol-dispersed sol containing the metal oxide fine particles DP-4, 3 g of Tris (2.4-pentanedionato) iron III (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), glycerol polyglycidyl ether (Nagase Chemical Industries ( Co., Ltd., Denacol EX-314, epoxy equivalent 145) 7 g and silicone surfactant as leveling agent (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L-7001) 0.4 g, and stirred for a whole day at room temperature to form a coating composition HX-1 (2), HX-2 (2), HX-3 (2) for forming a hard coat layer film as a coating composition for an optical substrate , HX-4 (2), HX-6 (2), HX-7 (2), HX-8 (2) and HX-9 (2) were prepared, respectively. These coating compositions contain metal oxide fine particles of DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6, DP-7, DP-8, and DP-9, respectively. .

[比較例10]
光学基材用塗布液(ハードコート層膜形成用塗布液)の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製、Z−6040)110gおよびメタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)41gの混合液を入れた容器を複数用意し、これらの混合液中に攪拌しながら0.01Nの塩酸水溶液29gを滴下した。更に、これらの混合液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、これらの加水分解液が入った容器中に、比較例1〜6で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子RDP−1、RDP−3、RDP−4またはRDP−6を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ490g、屈折率が2.20以上の金属酸化物微粒子RDP−2またはRDP−5を含む各メタノール分散ゾルについては、それぞれ449g、さらにトリス(2.4-ペンタンジオナト)鉄III(東京化成工業(株)製)3g、グリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、デナコールEX−314、エポキシ当量145)7gおよびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7001)0.4gを加えて、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのハードコート層膜形成用塗料組成物HY−1(2)、HY−2(2)、HY−3(2)、HY−4(2)、HY−5(2)、HY−6(2)をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にRDP−1、RDP−2、RDP−3、RDP−4、RDP−5、RDP−6の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Comparative Example 10]
Preparation of coating solution for optical substrate (coating solution for forming hard coat layer film ) 110 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., Z-6040) and methanol (Hayashi Junyaku Co., Ltd.) ), Methyl alcohol concentration: 99.9% by weight) A plurality of containers containing 41 g of a mixed solution were prepared, and 29 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution was dropped into these mixed solutions while stirring. Furthermore, these mixed liquids were stirred at room temperature for a whole day and night to hydrolyze the silane compound.
Next, in the containers containing these hydrolyzed solutions, among the methanol-dispersed sols (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Comparative Examples 1 to 6, metal oxide fine particles having a refractive index of less than 2.20. For each methanol dispersion sol containing RDP-1, RDP-3, RDP-4 or RDP-6, each methanol containing 490 g and metal oxide fine particles RDP-2 or RDP-5 having a refractive index of 2.20 or more For the dispersed sol, 449 g each, 3 g of Tris (2.4-pentanedionato) iron III (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), glycerol polyglycidyl ether (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., Denacol EX-314, 7 g of epoxy equivalent 145) and 0.4 g of a silicone surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L-7001) as a leveling agent In addition, the coating composition HY-1 (2), HY-2 (2), HY-3 (2), HY for forming a hard coat layer film as a coating composition for an optical substrate is stirred at room temperature all day and night. -4 (2), HY-5 (2), and HY-6 (2) were prepared. These coating compositions contain metal oxide fine particles of RDP-1, RDP-2, RDP-3, RDP-4, RDP-5, and RDP-6, respectively.

[実施例15]
光学基材用塗布液(プライマー層膜形成用塗布液)の調製
市販の熱可塑性樹脂であるポリウレタンエマルジョン「スーパーフレックス150」(第一工業製薬製、水分散型ウレタンエラストマー固形分含有量30%)170gを入れた容器を複数用意し、これらに、実施例1〜4および6〜9で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子DP−1、DP−2、DP−3、DP−6、DP−7、DP−8またはDP−9を含む各メタノール分散ゾルについてはそれぞれ395g、屈折率が2.20以上の表面修飾チタン系微粒子DP−4を含むメタノール分散ゾルについては410g、および純水110gを加えて、1時間攪拌した。
次いで、これらの混合液に、メタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)500g、更にレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7604)0.3gを加えて、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのプライマー層膜形成用塗料組成物PX−1、PX−2、PX−3、PX−4、PX−6、PX−7、PX−8、PX−9をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にDP−1、DP−2、DP−3、DP−4、DP−6、DP−7、DP−8、DP−9の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Example 15]
Preparation of coating liquid for optical substrate (coating liquid for primer layer film formation) Polyurethane emulsion “Superflex 150” (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., water dispersion type urethane elastomer solid content 30%) which is a commercially available thermoplastic resin A plurality of containers containing 170 g were prepared, and a metal having a refractive index of less than 2.20 among the methanol-dispersed sols (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Examples 1 to 4 and 6 to 9 was used. Each methanol dispersion sol containing oxide fine particles DP-1, DP-2, DP-3, DP-6, DP-7, DP-8 or DP-9 is 395 g, and the surface has a refractive index of 2.20 or more. About the methanol dispersion sol containing the modified titanium-based fine particles DP-4, 410 g and 110 g of pure water were added and stirred for 1 hour.
Next, 500 g of methanol (Hayashi Junyaku Co., Ltd., methyl alcohol concentration: 99.9% by weight) is added to these mixed solutions, and a silicone surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L) as a leveling agent. -7604) 0.3 g was added and stirred at room temperature for a whole day and night to form a primer layer film-forming coating composition PX-1, PX-2, PX-3, PX-4 as a coating composition for an optical substrate. PX-6, PX-7, PX-8, and PX-9 were prepared, respectively. These coating compositions contain metal oxide fine particles of DP-1, DP-2, DP-3, DP-4, DP-6, DP-7, DP-8, and DP-9, respectively. .

[比較例11]
光学基材用塗布液(プライマー層膜形成用塗布液)の調製
市販の熱可塑性樹脂であるポリウレタンエマルジョン「スーパーフレックス150」(第一工業製薬製、水分散型ウレタンエラストマー固形分含有量30%)170gを入れた容器を複数用意し、これらに、比較例1〜6で調製されたメタノール分散ゾル(固形分濃度:20重量%)のうち、屈折率が2.20未満の金属酸化物微粒子RDP−1、RDP−3、RDP−4またはRDP−6を含む各メタノール分散ゾルについてはそれぞれ430g、屈折率が2.20以上の金属酸化物微粒子RDP−2またはRDP−5を含む各メタノール分散ゾルについてはそれぞれ395g、および純水110gを加えて、1時間攪拌した。
次いで、これらの混合液に、メタノール(林純薬(株)製、メチルアルコール濃度:99.9重量%)500g、更にレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、L−7604)0.3gを加えて、室温で一昼夜攪拌して、光学基材用塗料組成物としてのプライマー層膜形成用塗料組成物PY−1、PY−2、PY−3、PY−4、PY−5およびPY−6をそれぞれ調製した。なお、これらの塗料組成物は、順にRDP−1、RDP−2、RDP−3、RDP−4、RDP−5、RDP−6の金属酸化物微粒子をそれぞれ含むものである。
[Comparative Example 11]
Preparation of coating liquid for optical substrate (coating liquid for primer layer film formation) Polyurethane emulsion “Superflex 150” (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., water dispersion type urethane elastomer solid content 30%) which is a commercially available thermoplastic resin A plurality of containers containing 170 g were prepared, and among these, the metal oxide fine particles RDP having a refractive index of less than 2.20 among the methanol-dispersed sols (solid content concentration: 20% by weight) prepared in Comparative Examples 1-6. -1, RDP-3, RDP-4 or RDP-6 each methanol dispersion sol 430g, each methanol dispersion sol containing metal oxide fine particles RDP-2 or RDP-5 having a refractive index of 2.20 or more For each, 395 g and 110 g of pure water were added and stirred for 1 hour.
Next, 500 g of methanol (Hayashi Junyaku Co., Ltd., methyl alcohol concentration: 99.9% by weight) is added to these mixed solutions, and a silicone surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., L) as a leveling agent. -7604) Add 0.3 g, stir at room temperature for a whole day and night, primer layer film forming coating composition PY-1, PY-2, PY-3, PY-4 as a coating composition for an optical substrate, PY-5 and PY-6 were prepared respectively. These coating compositions contain metal oxide fine particles of RDP-1, RDP-2, RDP-3, RDP-4, RDP-5, and RDP-6, respectively.

[調製例1]
試験用プラスチックレンズ基板の作成(1)
(1)プラスチックレンズ基材の前処理
市販のプラスチックレンズ基材「モノマー名:MR−174」(三井化学(株)製、基材の屈折率1.74)および「モノマー名:MR−7」(三井化学(株)製、基材の屈折率1.67)を、以下の試験および評価に必要な枚数準備した。
次いで、これらのプラスチックレンズ基材を、40℃に保った10重量%濃度のKOH水溶液に2分間浸漬してエッチング処理を行った。更に、これらを取り出して水洗したのち、十分に乾燥させた。
[Preparation Example 1]
Preparation of plastic lens substrate for testing (1)
(1) Pretreatment of plastic lens substrate Commercially available plastic lens substrate “monomer name: MR-174” (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., refractive index of substrate 1.74) and “monomer name: MR-7” (Mitsui Chemicals Co., Ltd., the refractive index of the base material 1.67) was prepared for the following tests and evaluations.
Subsequently, these plastic lens base materials were immersed in a 10 wt% KOH aqueous solution kept at 40 ° C. for 2 minutes for etching treatment. Further, these were taken out, washed with water, and then sufficiently dried.

(2)ハードコート層膜の形成
前記プラスチックレンズ基材の表面に、実施例13および比較例9で得られたハードコート層膜形成用の塗料組成物(ハードコート用塗料)をそれぞれ塗布して塗膜を形成した。なお、この塗料組成物の塗布は、ディッピング法(引き上げ速度250mm/分)を用いて行った。
次に、前記塗膜を90℃で10分間、乾燥させた後、110℃で2時間、加熱処理して、塗膜(ハードコート層)の硬化を行った。
なお、このようにして形成された前記ハードコート層膜の硬化後の膜厚は、概ね2.0〜2.6μmであった。
(2) Formation of hard coat layer film The coating composition (hard coat paint) for forming the hard coat layer film obtained in Example 13 and Comparative Example 9 was applied to the surface of the plastic lens substrate. A coating film was formed. In addition, application | coating of this coating composition was performed using the dipping method (drawing speed 250mm / min).
Next, after drying the said coating film for 10 minutes at 90 degreeC, it heat-processed for 2 hours at 110 degreeC, and hardened | cured the coating film (hard-coat layer).
In addition, the film thickness after hardening of the said hard-coat layer film | membrane formed in this way was about 2.0-2.6 micrometers.

(3)反射防止膜層の形成
前記ハードコート層膜の表面に、以下に示す構成の無機酸化物成分を真空蒸着法によって蒸着させた。ここでは、ハードコート層側から大気側に向かって、SiO2:0.06λ、ZrO2:0.15λ、SiO2:0.04λ、ZrO2:0.25λ、SiO2:0.25λの順序で積層された反射防止層膜の層をそれぞれ形成した。また、設計波長λは、520nmとした。
(3) Formation of antireflection film layer An inorganic oxide component having the following constitution was deposited on the surface of the hard coat layer film by a vacuum deposition method. Here, the order of SiO 2 : 0.06λ, ZrO 2 : 0.15λ, SiO 2 : 0.04λ, ZrO 2 : 0.25λ, and SiO 2 : 0.25λ from the hard coat layer side toward the atmosphere side. Each of the layers of the antireflection layer film laminated in (1) was formed. The design wavelength λ was 520 nm.

[調製例2]
試験用プラスチックレンズ基板の作成(2)
(1)プラスチックレンズ基材の前処理
調製例1と同様な条件下で、プラスチックレンズ基材の前処理を行なった。
(2)プライマー層膜の形成
前記プラスチックレンズ基材の表面に、実施例15および比較例11で得られたプライマー層膜形成用の塗料組成物(プライマー用塗料)をそれぞれ塗布して塗膜を形成した。なお、この塗料組成物の塗布は、ディッピング法(引き上げ速度120mm/分)を用いて行った。
次に、前記塗膜を100℃で10分間、加熱処理して、塗膜(プライマー層)の予備硬化を行った。
なお、このようにして形成された前記プライマー層の予備硬化後の膜厚は、概ね0.5〜0.7μmであった。
[Preparation Example 2]
Preparation of plastic lens substrate for testing (2)
(1) Pretreatment of plastic lens substrate Pretreatment of the plastic lens substrate was performed under the same conditions as in Preparation Example 1.
(2) Formation of primer layer film The surface of the plastic lens substrate was coated with the coating composition (primer paint) for primer layer film formation obtained in Example 15 and Comparative Example 11, respectively. Formed. In addition, application | coating of this coating composition was performed using the dipping method (pickup speed 120mm / min).
Next, the said coating film was heat-processed at 100 degreeC for 10 minute (s), and the coating film (primer layer) was pre-hardened.
In addition, the film thickness after preliminary curing of the primer layer formed in this manner was approximately 0.5 to 0.7 μm.

(3)ハードコート層膜の形成
前記プライマー層膜を形成してなるプラスチックレンズ基材の表面に、実施例14および比較例10で得られたハードコート層膜形成用の塗料組成物(ハードコート用塗料)をそれぞれ塗布した。なお、この塗料組成物の塗布は、ディッピング法(引き上げ速度250mm/分)を用いて行った。
次に、前記塗膜を90℃で10分間、乾燥させた後、110℃で2時間、加熱処理して、塗膜(ハードコート層)の硬化を行った。この際、前記プライマー層の本硬化も同時に行った。
なお、このようにして形成された前記ハードコート層の膜厚は、概ね2.0〜2.6μmであった。
(4)反射防止膜層膜の形成
調製例1と同様な条件下で、前記ハードコート層の表面に、反射防止層膜の層をそれぞれ形成した。
(3) Formation of Hard Coat Layer Film A coating composition for forming a hard coat layer film (hard coat) obtained in Example 14 and Comparative Example 10 was formed on the surface of the plastic lens substrate formed with the primer layer film. Application paint) was applied respectively. In addition, application | coating of this coating composition was performed using the dipping method (drawing speed 250mm / min).
Next, after drying the said coating film for 10 minutes at 90 degreeC, it heat-processed for 2 hours at 110 degreeC, and hardened | cured the coating film (hard-coat layer). At this time, the main curing of the primer layer was also performed at the same time.
In addition, the film thickness of the hard coat layer thus formed was approximately 2.0 to 2.6 μm.
(4) Formation of Antireflection Film Layer A layer of an antireflection film was formed on the surface of the hard coat layer under the same conditions as in Preparation Example 1.

[実施例16]
実施例13で得られたハードコート層膜形成用の塗料組成物HX−1(1)、HX−2(1)、HX−3(1)、HX−4(1) 、HX−6(1)、HX−7(1)、HX−8(1)およびHX−9(1)のそれぞれを用いて、調製例1に示す方法でプラスチックレンズ基材上にハードコート層および反射防止膜層をそれぞれ形成した。なお、ここでは、前記プラスチックレンズ基材「モノマー名:MR−7」を使用した。
このようにして得られた基板HX−1、HX−2、HX−3、HX−4、HX−6、HX−7、HX−8およびHX−9のそれぞれについて、上記の評価試験法を用いて、外観(干渉縞)、外観(曇り)、耐擦傷性、密着性、耐候性および耐光性を試験して評価した。その結果を表5に示す。
[Example 16]
Coating composition HX-1 (1), HX-2 (1), HX-3 (1), HX-4 (1), HX-6 (1) for forming a hard coat layer film obtained in Example 13 ), HX-7 (1), HX-8 (1) and HX-9 (1), a hard coat layer and an antireflection film layer are formed on the plastic lens substrate by the method shown in Preparation Example 1. Each was formed. Here, the plastic lens substrate “monomer name: MR-7” was used.
For each of the substrates HX-1, HX-2, HX-3, HX-4, HX-6, HX-7, HX-8 and HX-9 thus obtained, the above evaluation test method was used. The appearance (interference fringes), appearance (cloudiness), scratch resistance, adhesion, weather resistance and light resistance were tested and evaluated. The results are shown in Table 5.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[比較例12]
比較例9で得られたハードコート層膜形成用の塗料組成物HY−1(1)、HY−2(1)、HY−3(1)、HY−4(1)、HY−5(1) およびHY−6(1)のそれぞれを用いて、調製例1に示す方法でプラスチックレンズ基材上にハードコート層および反射防止膜層をそれぞれ形成した。なお、ここでは、前記プラスチックレンズ基材「モノマー名:MR−7」を使用した。
このようにして得られた基板HY−1、HY−2、HY−3、HY−4、HY−5およびHY−6のそれぞれについて、上記の評価試験法を用いて、外観(干渉縞)、外観(曇り)、耐擦傷性、密着性、耐候性および耐光性を試験して評価した。その結果を表6に示す。
なお、以下の表6において耐擦傷性が悪かった理由は、前記ハードコート層膜形成用塗料組成物中に含まれる金属酸化物微粒子の凝集物や粗大粒子などによって、該塗料組成物中への金属酸化物微粒子の均一分散が阻害されていることにより、塗膜表面が荒れて不均一となり、さらに塗膜中に粗密部分が形成されることによるものと考えられる。
[Comparative Example 12]
Coating composition HY-1 (1), HY-2 (1), HY-3 (1), HY-4 (1), HY-5 (1) for forming a hard coat layer film obtained in Comparative Example 9 ) And HY-6 (1), a hard coat layer and an antireflection film layer were formed on the plastic lens substrate by the method shown in Preparation Example 1, respectively. Here, the plastic lens substrate “monomer name: MR-7” was used.
For each of the substrates HY-1, HY-2, HY-3, HY-4, HY-5, and HY-6 thus obtained, the appearance (interference fringes), Appearance (cloudiness), scratch resistance, adhesion, weather resistance and light resistance were tested and evaluated. The results are shown in Table 6.
In Table 6 below, the reason why the scratch resistance was bad is that the coating composition for forming the hard coat layer film may be caused by aggregation or coarse particles of metal oxide fine particles contained in the coating composition for forming a hard coat layer. It is considered that the uniform dispersion of the metal oxide fine particles is hindered, resulting in the coating film surface becoming rough and non-uniform, and the formation of a dense portion in the coating film.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[実施例17]
実施例15で得られたプライマー層膜形成用の塗料組成物PX−1、PX−2、PX−3、PX−4、PX−6、PX−7、PX−8およびPX−9のそれぞれを用いると共に、実施例14で得られた表7に示すハードコート層膜形成用塗料組成物を用いて、調製例2に示す方法でプラスチックレンズ基材上にプライマー層、ハードコート層および反射防止膜層をそれぞれ形成した。
なお、ここでは、前記プラスチックレンズ基材「モノマー名:MR−174」を使用した。
このようにして得られた基板PX−1、PX−2、PX−3、PX−4、PX−6、PX−7、PX−8およびPX−9のそれぞれについて、上記の評価試験法を用いて、外観(干渉縞)、外観(曇り)、耐擦傷性、密着性、耐候性および耐光性を試験して評価した。その結果を表7に示す。ただし、耐光性については、試験に用いた基板自体に変色があるため、試験を取りやめた。
[Example 17]
Each of the coating compositions PX-1, PX-2, PX-3, PX-4, PX-6, PX-7, PX-8, and PX-9 for forming the primer layer film obtained in Example 15 was used. Using the coating composition for forming a hard coat layer film shown in Table 7 obtained in Example 14 and using the primer layer, the hard coat layer and the antireflection film on the plastic lens substrate by the method shown in Preparation Example 2 Each layer was formed.
Here, the plastic lens substrate “monomer name: MR-174” was used.
For each of the substrates PX-1, PX-2, PX-3, PX-4, PX-6, PX-7, PX-8 and PX-9 thus obtained, the above evaluation test method was used. The appearance (interference fringes), appearance (cloudiness), scratch resistance, adhesion, weather resistance and light resistance were tested and evaluated. The results are shown in Table 7. However, for light resistance, the test was canceled because the substrate used in the test itself had discoloration.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

[比較例13]
比較例11で得られたプライマー層膜形成用の塗料組成物PY−1、PY−2、PY−3、PY−4、PY−5およびPY−6のそれぞれを用いると共に、比較例10で得られた表8に示すハードコート層膜形成用塗料組成物を用いて、調製例2に示す方法でプラスチックレンズ基材上にプライマー層、ハードコート層および反射防止膜層をそれぞれ形成した。なお、ここでは、前記プラスチックレンズ基材「モノマー名:MR−174」を使用した。
このようにして得られた基板PY−1、PY−2、PY−3、PY−4、PY−5およびPY−6のそれぞれについて、上記の評価試験法を用いて、外観(干渉縞)、外観(曇り)、耐擦傷性、密着性、耐候性および耐光性を試験して評価した。その結果を表8に示す。ただし、耐光性については、試験に用いた基板自体に変色があるため、試験を取りやめた。
なお、以下の表8において耐擦傷性が悪かった理由は、比較例12の場合と同様に、前記ハードコート層膜形成用塗料組成物中に含まれる金属酸化物微粒子の凝集物や粗大粒子などによって、該塗料組成物中への金属酸化物微粒子の均一分散が阻害されていることにより、塗膜表面が荒れて不均一となり、さらに塗膜中に粗密部分が形成されることによるものと考えられる。
[Comparative Example 13]
Each of the coating compositions PY-1, PY-2, PY-3, PY-4, PY-5 and PY-6 for forming the primer layer film obtained in Comparative Example 11 was used, and obtained in Comparative Example 10. Using the resulting coating composition for forming a hard coat layer film shown in Table 8, a primer layer, a hard coat layer and an antireflection film layer were formed on a plastic lens substrate by the method shown in Preparation Example 2, respectively. Here, the plastic lens substrate “monomer name: MR-174” was used.
For each of the substrates PY-1, PY-2, PY-3, PY-4, PY-5, and PY-6 obtained in this way, the appearance (interference fringes), Appearance (cloudiness), scratch resistance, adhesion, weather resistance and light resistance were tested and evaluated. The results are shown in Table 8. However, for light resistance, the test was canceled because the substrate used in the test itself had discoloration.
In Table 8 below, the reason why the scratch resistance was bad is that, as in Comparative Example 12, the aggregates and coarse particles of metal oxide fine particles contained in the hard coat layer film-forming coating composition, etc. This is considered to be due to the fact that the uniform dispersion of the metal oxide fine particles in the coating composition is hindered, the surface of the coating film becomes rough and non-uniform, and further, a dense portion is formed in the coating film. It is done.

Figure 2011136850
Figure 2011136850

Claims (29)

チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含むチタン系微粒子の表面を、少なくともシリカ系酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物を混合して、該ケイ素化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むことを特徴とする高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high-refractive-index metal oxide fine particles obtained by coating the surface of titanium-based fine particles containing titanium and tin and / or silicon with at least a silica-based oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) By mixing at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid into the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), and hydrolyzing the silicon compound. Obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles) obtained by coating the surface of the titanium-based fine particles with a silica-based oxide;
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). A high refractive index metal oxide comprising a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method by subjecting the liquid to a wet classifier as necessary Preparation method of organic solvent dispersion sol of fine particles.
チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物粒子の表面を、少なくともシリカ系複合酸化物で被覆してなる高屈折率金属酸化物微粒子を含む有機溶媒分散ゾルの調製方法であって、
(a)過酸化チタン酸と、スズ酸カリウムおよび/またはケイ素化合物とを含む混合水溶液をオートクレーブに入れて150〜250℃の温度で水熱処理して、チタニウムと、スズおよび/またはケイ素とを含む複合酸化物からなるチタン系微粒子(一次粒子)を生成させる工程、
(b)前記工程(a)で得られたチタン系微粒子を含む混合水溶液中に、シリコンアルコキシドおよび珪酸から選ばれた少なくとも1種のケイ素化合物と、過酸化ジルコン酸塩、アンチモン酸塩、スズ酸塩およびアルミン酸塩から選ばれた少なくとも1種の金属化合物とを混合して、該ケイ素化合物および該金属化合物を加水分解させることにより前記チタン系微粒子の表面をシリカ系複合酸化物で被覆してなる表面被覆チタン系微粒子(二次粒子)を得る工程、
(c)前記工程(b)で得られた表面被覆チタン系微粒子を乾燥して粒状にすることにより表面被覆チタン系微粒子集合体(三次粒子)を得る工程、
(d)前記工程(c)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体を酸素含有雰囲気下、300〜800℃の温度で焼成して、該表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を得る工程、
(e)前記工程(d)で得られた表面被覆チタン系粒子集合体の焼成物を有機溶媒の存在下で粉砕して、動的光散乱法で測定したときの平均粒子径が8〜60nmの金属酸化物微粒子(四次粒子)とし、さらに該金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させてなる有機溶媒分散ゾルを得る工程、および
(f)前記工程(e)で得られた有機溶媒分散液を必要に応じ湿式分級装置に供して、動的光散乱法で測定したときの粒子径が100nm以上の粗大粒子を少なくとも分離・除去する工程
を含むことを特徴とする高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。
A method for preparing an organic solvent-dispersed sol containing high refractive index metal oxide fine particles obtained by coating at least the surface of a composite oxide particle containing titanium and tin and / or silicon with a silica-based composite oxide,
(A) A mixed aqueous solution containing peroxytitanic acid and potassium stannate and / or silicon compound is placed in an autoclave and hydrothermally treated at a temperature of 150 to 250 ° C. to contain titanium and tin and / or silicon. A step of generating titanium-based fine particles (primary particles) made of a complex oxide;
(B) In the mixed aqueous solution containing the titanium-based fine particles obtained in the step (a), at least one silicon compound selected from silicon alkoxide and silicic acid, zirconate peroxide, antimonate, and stannic acid A surface of the titanium-based fine particles is coated with a silica-based composite oxide by mixing at least one metal compound selected from a salt and an aluminate and hydrolyzing the silicon compound and the metal compound. A step of obtaining surface-coated titanium-based fine particles (secondary particles),
(C) a step of obtaining a surface-coated titanium-based fine particle aggregate (tertiary particles) by drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b),
(D) A step of baking the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) at a temperature of 300 to 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to obtain a fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate. ,
(E) The fired product of the surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (d) is pulverized in the presence of an organic solvent, and the average particle size when measured by a dynamic light scattering method is 8 to 60 nm. A step of obtaining an organic solvent-dispersed sol obtained by further dispersing the metal oxide fine particles (quaternary particles) in an organic solvent, and (f) the organic solvent dispersion obtained in the step (e). A high refractive index metal oxide comprising a step of separating and removing at least coarse particles having a particle diameter of 100 nm or more as measured by a dynamic light scattering method by subjecting the liquid to a wet classifier as necessary Preparation method of organic solvent dispersion sol of fine particles.
前記工程(a)で使用されるケイ素化合物が、シリカ微粒子、珪酸およびシリコンアルコキシドから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または2に記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   3. The high refractive index metal oxide fine particle according to claim 1, wherein the silicon compound used in the step (a) is at least one selected from silica fine particles, silicic acid, and silicon alkoxide. Preparation method of organic solvent dispersion sol. 前記工程(b)で使用されるシリコンアルコキシドが、テトラメトキシシランもしくはその縮合物、またはテトラエトキシシランもしくはその縮合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   The high refractive index according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon alkoxide used in the step (b) is tetramethoxysilane or a condensate thereof, or tetraethoxysilane or a condensate thereof. A method for preparing an organic solvent-dispersed sol of metal oxide fine particles. 前記工程(b)で得られる表面被覆チタン系微粒子が、前記チタン系微粒子の重量をCで表し、さらにその被覆層の重量をSで表したとき、その重量比(S/C)が酸化物換算基準で1/100〜50/100の範囲となるように前記チタン系微粒子の表面上に前記シリカ系酸化物または前記シリカ系複合酸化物で被覆したものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   In the surface-coated titanium-based fine particles obtained in the step (b), when the weight of the titanium-based fine particles is represented by C and the weight of the coating layer is represented by S, the weight ratio (S / C) is an oxide. 2. The surface of the titanium-based fine particles is coated with the silica-based oxide or the silica-based composite oxide so as to be in a range of 1/100 to 50/100 on a conversion basis. The preparation method of the organic solvent dispersion | distribution sol of the high refractive index metal oxide fine particle in any one of -4. 前記工程(c)で得られる表面被覆チタン系粒子集合体が、前記表面被覆チタン系微粒子を含む混合水溶液をスプレードライヤーに供して噴霧乾燥することにより、該表面被覆チタン系微粒子の乾燥と粒状化を同時に行ったものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   The surface-coated titanium-based particle aggregate obtained in the step (c) is spray-dried by applying a mixed aqueous solution containing the surface-coated titanium-based fine particles to a spray dryer, thereby drying and granulating the surface-coated titanium-based fine particles. The method for preparing an organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 1 to 5, wherein 前記工程(e)で使用される有機溶媒が、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノール、プロパノール、イソプロピルアルコ-ル等のアルコール類、エチ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等のエーテル類、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等のケトン類から選ばれた有機化合物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   The organic solvent used in the step (e) is alcohol such as methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, etc. The organic compound of high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 1 to 6, which is at least one organic compound selected from ketones such as ethers, methyl ethyl ketone, and γ-butyrolactone. Preparation method of solvent dispersion sol. 前記工程(e)で使用される有機溶媒中に、さらにカルボン酸系化合物および/またはアミン系化合物を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。   The high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 1 to 7, further comprising a carboxylic acid compound and / or an amine compound in the organic solvent used in the step (e). Preparation method of organic solvent dispersion sol. 前記カルボン酸系化合物が、酒石酸、クエン酸およびリンゴ酸から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項8に記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。 9. The method for preparing an organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to claim 8, wherein the carboxylic acid compound is at least one selected from tartaric acid, citric acid and malic acid. 前記アミン系化合物が、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミンおよびテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項8に記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。 9. The organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to claim 8, wherein the amine compound is at least one selected from diisopropylamine, diisobutylamine and tetramethylammonium hydroxide. Preparation method. 前記工程(f)で得られた有機溶媒分散ゾルに、さらに陰イオン交換樹脂および/または陽イオン交換樹脂を添加して撹拌することにより、該有機溶媒分散ゾル中に含まれるイオン化物質を除去しておくことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルの調製方法。 By adding an anion exchange resin and / or a cation exchange resin to the organic solvent dispersion sol obtained in the step (f) and stirring, the ionized substance contained in the organic solvent dispersion sol is removed. The method for preparing an organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 1 to 10. 請求項1〜11のいずれかに記載の調製方法から得られる高屈折率の金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾルであって、
(1)前記金属酸化物微粒子を構成するチタン系微粒子が、ルチル型の結晶構造を有する結晶性粒子であり、しかも7.5〜14.0nmのX線回折結晶子径を有し、さらにその屈折率が2.2〜2.7の範囲にあり、
(2)前記金属酸化物微粒子を構成する被覆層が、前記チタン系微粒子の屈折率より0.2以上低い屈折率を有し、しかも
(3)前記金属酸化物微粒子が、8〜60nmの平均粒子径と70〜200m2/gの比表面積を有し、さらにその屈折率が2.0〜2.5の範囲にあり、また
(4)前記有機溶媒分散ゾルが、5〜40重量%の前記金属酸化物微粒子を含み、しかもその濁度が0.1〜11.0cm-1の範囲にある
ことを特徴とする高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。
An organic solvent-dispersed sol of metal oxide fine particles having a high refractive index obtained from the preparation method according to any one of claims 1 to 11,
(1) The titanium-based fine particles constituting the metal oxide fine particles are crystalline particles having a rutile-type crystal structure, and have an X-ray diffraction crystallite diameter of 7.5 to 14.0 nm. The refractive index is in the range of 2.2 to 2.7,
(2) The coating layer constituting the metal oxide fine particles has a refractive index lower by 0.2 or more than the refractive index of the titanium-based fine particles, and (3) the metal oxide fine particles have an average of 8 to 60 nm. It has a particle diameter and a specific surface area of 70 to 200 m 2 / g, and its refractive index is in the range of 2.0 to 2.5. (4) The organic solvent-dispersed sol is 5 to 40% by weight. An organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles comprising the metal oxide fine particles and having a turbidity in the range of 0.1 to 11.0 cm −1 .
前記チタン系微粒子が、X線回折から求められる、(310)結晶面の面間隔d1が0.1440〜0.1460nmの範囲にあり、また(301)結晶面の面間隔d2が0.1355〜0.1370nmの範囲にあることを特徴とする請求項12に記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。 The titanium-based fine particles have a (310) crystal plane spacing d 1 in the range of 0.1440 to 0.1460 nm, as determined from X-ray diffraction, and (301) a crystal plane spacing d 2 of 0.1. 13. The organic solvent-dispersed sol of high-refractive-index metal oxide fine particles according to claim 12, which is in the range of 1355 to 0.1370 nm. 前記チタン系微粒子が、X線回折から求められる、(310)結晶面のピーク強度P1と(110)結晶面のピーク強度P2との相対ピーク強度比(P1/P2)が9/100〜20/100の範囲にあることを特徴とする請求項12〜13のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。 The titanium-based fine particles, as determined by X-ray diffraction, (310) crystal face of the peak intensity P 1 and (110) relative peak intensity ratio of the peak intensity P 2 of the crystal plane (P 1 / P 2) is 9 / The organic solvent-dispersed sol of high-refractive-index metal oxide fine particles according to any one of claims 12 to 13, which is in a range of 100 to 20/100. 前記被覆層が、実質的に二酸化ケイ素からなるシリカ系酸化物であることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。   The organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 12 to 14, wherein the coating layer is a silica-based oxide substantially made of silicon dioxide. 前記被覆層が、ケイ素と、ジルコニウム、アンチモン、スズおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも1種の金属元素とを含むシリカ系複合酸化物であることを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。   The said coating layer is a silica type complex oxide containing silicon and at least 1 sort (s) of metal element chosen from zirconium, antimony, tin, and aluminum. Organic solvent dispersion sol of high refractive index metal oxide fine particles. 前記金属酸化物微粒子が、動的光散乱法で測定したときの粒子径頻度分布において、100nm以上の粒子径を有する比較的粗大なチタン系微粒子の分布頻度が1%以下であることを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。   The metal oxide fine particles are characterized in that, in the particle size frequency distribution measured by a dynamic light scattering method, the distribution frequency of relatively coarse titanium-based fine particles having a particle size of 100 nm or more is 1% or less. The organic solvent dispersion sol of the high refractive index metal oxide fine particles according to any one of claims 12 to 16. 前記有機溶媒が、メタノ-ル、エタノ-ル、ブタノール、プロパノール、イソプロピルアルコ-ル等のアルコール類、エチ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等のエーテル類、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等のケトン類から選ばれた有機化合物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項12〜17に記載の高屈折率金属酸化物微粒子の有機溶媒分散ゾル。   The organic solvent is an alcohol such as methanol, ethanol, butanol, propanol, isopropyl alcohol, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl ethyl ketone, γ- 18. The organic solvent-dispersed sol of high refractive index metal oxide fine particles according to claim 12, which is at least one organic compound selected from ketones such as butyrolactone. 請求項12〜18のいずれかに記載の有機溶媒分散ゾル中に含まれる高屈折率金属酸化物微粒子とバインダー成分を含む塗料組成物。   The coating composition containing the high refractive index metal oxide fine particle and binder component which are contained in the organic solvent dispersion | distribution sol in any one of Claims 12-18. 前記バインダー成分が、有機ケイ素化合物であることを特徴とする請求項19に記載の塗料組成物。   The coating composition according to claim 19, wherein the binder component is an organosilicon compound. 前記有機ケイ素化合物が、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物であることを特徴とする請求項19に記載の塗料組成物。
1 a2 bSi(OR34-(a+b) (I)
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキル基、ビニル基を含有する炭素数8以下の有機基、エポキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メタクリロキシ基を含有する炭素数8以下の有機基、メルカプト基を含有する炭素数1〜5の有機基またはアミノ基を含有する炭素数1〜5の有機基であり、R2は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基、シクロアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基またはアリル基であり、R3は炭素数1〜3のアルキル基、アルキレン基またはシクロアルキル基である。また、aは0または1の整数、bは0、1または2の整数である。)
The coating composition according to claim 19, wherein the organosilicon compound is an organosilicon compound represented by the following general formula (I) and / or a hydrolyzate thereof.
R 1 a R 2 b Si (OR 3 ) 4- (a + b) (I)
(In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an organic group having 8 or less carbon atoms containing a vinyl group, an organic group having 8 or less carbon atoms containing an epoxy group, and 8 carbon atoms containing a methacryloxy group. The following organic group, an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing a mercapto group or an organic group having 1 to 5 carbon atoms containing an amino group, R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group, A cycloalkyl group, a halogenated alkyl group or an allyl group, R 3 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkylene group or a cycloalkyl group, a is an integer of 0 or 1, b is 0, 1 Or an integer of 2.)
前記有機ケイ素化合物が、該有機ケイ素化合物をSiO2基準に換算した重量をXで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が30/70〜90/10となるような割合で含まれることを特徴とする請求項19〜21のいずれかに記載の塗料組成物。 The weight ratio (X / Y) of the organosilicon compound is 30 when the weight of the organosilicon compound converted to SiO 2 is represented by X and the weight of the high refractive index metal oxide fine particles is represented by Y. The coating composition according to any one of claims 19 to 21, which is contained at a ratio of / 70 to 90/10. 前記バインダー成分が、熱硬化性有機樹脂または熱可塑性有機樹脂であることを特徴とする請求項20に記載の塗料組成物。   The coating composition according to claim 20, wherein the binder component is a thermosetting organic resin or a thermoplastic organic resin. 前記熱硬化性有機樹脂が、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびメラミン系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項23に記載の塗料組成物。   The coating composition according to claim 23, wherein the thermosetting organic resin is at least one selected from a urethane resin, an epoxy resin, and a melamine resin. 前記熱可塑性有機樹脂が、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびエステル系樹脂から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項23に記載の塗料組成物。   24. The coating composition according to claim 23, wherein the thermoplastic organic resin is at least one selected from an acrylic resin, a urethane resin, and an ester resin. 前記熱硬化性有機樹脂または熱可塑性有機樹脂が、該樹脂化合物の重量をAで表し、前記高屈折率金属酸化物微粒子の重量をBで表したとき、その重量比(A/B)が90/10〜30/70となるような割合で含まれることを特徴とする請求項23〜25のいずれかに記載の塗料組成物。   When the weight of the resin compound is represented by A and the weight of the high refractive index metal oxide particles is represented by B in the thermosetting organic resin or the thermoplastic organic resin, the weight ratio (A / B) is 90. The coating composition according to any one of claims 23 to 25, which is contained at a ratio of / 10 to 30/70. 前記塗料組成物が、光学基材用塗料組成物であることを特徴とする請求項19〜26のいずれかに記載の塗料組成物。   The coating composition according to any one of claims 19 to 26, wherein the coating composition is a coating composition for an optical substrate. 前記光学基材用塗料組成物が、ハードコート層膜形成用塗料組成物であることを特徴とする請求項27に記載の塗料組成物。   28. The coating composition according to claim 27, wherein the coating composition for an optical substrate is a coating composition for forming a hard coat layer film. 前記光学基材用塗料組成物が、プライマー層膜形成用塗料組成物であることを特徴とする請求項27に記載の塗料組成物。   28. The coating composition according to claim 27, wherein the coating composition for an optical substrate is a coating composition for forming a primer layer film.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013163715A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Ito Kogaku Kogyo Kk Hard coat composition
CN105086742A (en) * 2015-07-31 2015-11-25 安徽和润特种玻璃有限公司 High-tenacity wear-resisting coating film for mouse touch tablet glass
WO2016009979A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 住友大阪セメント株式会社 Metal oxide particle dispersion, composition containing metal oxide particles, coating film, and display device
US10723915B2 (en) 2018-11-26 2020-07-28 Itoh Optical Industrial Co., Ltd. Hard coating composition
KR20220160005A (en) 2020-03-31 2022-12-05 닛키 쇼쿠바이카세이 가부시키가이샤 Method for producing zirconia-coated titanium oxide fine particles, zirconia-coated titanium oxide fine particles and uses thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005272270A (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Fuji Photo Film Co Ltd Conductive titanium dioxide fine particle, high refractive index coating, composition for forming high refractive index coating, and method for manufacturing these
JP2006306980A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Mitsui Chemicals Inc Coating resin composition having high refractive index
JP2007272156A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsui Chemicals Inc High refractive index cured film
JP2009249191A (en) * 2008-04-01 2009-10-29 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Liquid composition containing titanium-based inorganic oxide fine particle, method for producing the same and organic resin composition obtained by using the same
JP2010168266A (en) * 2008-12-27 2010-08-05 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Water-dispersed sol of metal oxide fine particles having high refractive index, method of preparing the same, and organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005272270A (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Fuji Photo Film Co Ltd Conductive titanium dioxide fine particle, high refractive index coating, composition for forming high refractive index coating, and method for manufacturing these
JP2006306980A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Mitsui Chemicals Inc Coating resin composition having high refractive index
JP2007272156A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsui Chemicals Inc High refractive index cured film
JP2009249191A (en) * 2008-04-01 2009-10-29 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Liquid composition containing titanium-based inorganic oxide fine particle, method for producing the same and organic resin composition obtained by using the same
JP2010168266A (en) * 2008-12-27 2010-08-05 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Water-dispersed sol of metal oxide fine particles having high refractive index, method of preparing the same, and organic solvent-dispersed sol of the metal oxide fine particles

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013163715A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Ito Kogaku Kogyo Kk Hard coat composition
WO2016009979A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 住友大阪セメント株式会社 Metal oxide particle dispersion, composition containing metal oxide particles, coating film, and display device
CN105086742A (en) * 2015-07-31 2015-11-25 安徽和润特种玻璃有限公司 High-tenacity wear-resisting coating film for mouse touch tablet glass
US10723915B2 (en) 2018-11-26 2020-07-28 Itoh Optical Industrial Co., Ltd. Hard coating composition
KR20220160005A (en) 2020-03-31 2022-12-05 닛키 쇼쿠바이카세이 가부시키가이샤 Method for producing zirconia-coated titanium oxide fine particles, zirconia-coated titanium oxide fine particles and uses thereof

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