JP2820251B2 - Titanium oxide sol - Google Patents

Titanium oxide sol

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JP2820251B2 JP21578897A JP21578897A JP2820251B2 JP 2820251 B2 JP2820251 B2 JP 2820251B2 JP 21578897 A JP21578897 A JP 21578897A JP 21578897 A JP21578897 A JP 21578897A JP 2820251 B2 JP2820251 B2 JP 2820251B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の技術分野】本発明は、酸化チタンゾルに関し、
さらに詳しくは、特定の形状を有し、かつ大きさが揃っ
た粒子が分散されてなる酸化チタンゾルに関する。 【0002】 【発明の技術的背景ならびにその問題点】近年、酸化チ
タン粒子は、その化学的特性を利用した用途が広がりつ
つある。たとえば酸化チタンは、酸素と適当な結合力を
有するとともに耐酸性をも有するため、酸化還元触媒と
して用いられたり、あるいは紫外線の遮断力を利用して
化粧材料またはプラスチックの表面コート材として用い
られたり、また高屈折率を利用して反射防止コート材と
して用いられたり、さらにはこれらの効果を組み合せて
機能性ハードコート材などとして用いられている。 【0003】上記のように酸化チタンは多くの用途に用
いられているが、いずれの場合であっても酸化チタンに
は多くの機能が要求される。たとえば、触媒として酸化
チタンを用いる場合には、主反応に対する活性だけでな
く、選択性、機械的強度、耐熱性、耐酸性あるいは耐久
性が求められ、また化粧材料として酸化チタンを用いる
場合には、紫外線の遮蔽効果だけではなく、円滑性、肌
ざわり、透明性などが求められている。さらにコート材
として酸化チタンを用いる場合には、透明性、高屈折率
に加えて、さらに優れた被膜形成性、密着性、被膜硬
度、機械的強度、耐摩耗性などが求められている。 【0004】このように酸化チタン粒子を種々の用途に
用いるには、酸化チタン粒子は、それぞれの用途に応じ
て種々の特性を有することが求められるが、どのような
用途に用いるにしても、超微粒子であることが好まし
い。しかも酸化チタン粒子に透明性が要求される場合に
は、この粒子は粒子形状および大きさが揃っているばか
りでなく、配合時に媒体中に高分散することが求められ
る。これらの特性を満たすような酸化チタン粒子を製造
するには、高分散したコロイド状酸化チタン(酸化チタ
ンゾル)を用いることが特に好ましい。 【0005】このような酸化チタンゾルの製造方法とし
ては、従来チタン塩水溶液を加水分解して得られるメタ
チタン酸を中和した後洗浄して得られるゲルを酸で解膠
することによって得る方法、あるいはチタン塩水溶液を
イオン交換樹脂などで脱イオンすることによってゾルを
得る方法などが知られている。 【0006】しかしながら、上記のような酸化チタンゾ
ルの製造方法には、以下のような問題点があった。 ゾルの分散粒子は、球状あるいは擬球状をした凝集体
であり、粒径も不均一であるため、白濁し透明性に劣
る。 【0007】ゾルの生成条件によっては粒径の小さい
透明性に優れたゾルを得ることは可能であるが、この場
合には安定剤として多量の酸を必要とする。 ゾルは酸性領域(pH3以下)でしか安定でなく、中性
やアルカリ性では沈殿が生じたりあるいはゲル化を起こ
すため、使用範囲が限定される。 【0008】ゾルをアルコールなどの有機溶媒と混合
したり、有機溶媒で溶媒置換を行なうと、不安定となっ
て沈殿が生成するため、プラスチックなどの表面へのハ
ードコート剤などとして用いにくい。 【0009】ゾルの粒子は球状あるいは擬球状である
ため、たとえばベース樹脂に混合して塗膜として用いた
場合、塗膜中の酸化チタン粒子は密には存在せず酸化チ
タン粒子間に空隙が残存して、密度を高めることはでき
ず、塗膜としての特性あるいは塗膜強度に劣る。 【0010】 【発明の目的】本発明者らは、上記のような問題点を解
決すべく鋭意研究したところ、特定の方法によって酸化
チタンゾルを製造すれば、従来の酸化チタンゾルの製造
方法では得られなかったような特定形状で大きさの揃っ
た酸化チタン粒子が分散媒中に分散されてなる酸化チタ
ンゾルが得られ、この酸化チタンゾルから得られる酸化
チタン粒子は種々の優れた特性を有していることを見出
して、本発明を完成するに至った。 【0011】 【発明の概要】本発明に係る酸化チタンゾルは、粒子の
長軸の長さLが4〜500mμであり、短軸の長さDが
4〜100mμであるような酸化チタン粒子が分散媒中
に分散され、LとDの比L/Dの平均値を〔L/D〕A
としたとき、(1±0.3)×〔L/D〕A の範囲に全
粒子の60%以上が存在する酸化チタンゾルであって、
TiO2 濃度を0.005重量%に調整したときに37
0〜600nmの波長領域での光透過率が95%以上で
あることを特徴とする。 【0012】本発明に係る酸化チタンゾルは、特定の形
状を有し、大きさの揃った酸化チタン微粒子が水などの
分散媒に分散されており、分散性、長期安定性、耐光性
に優れるとともに広い pH領域で安定で凝集することが
なく、紫外線領域の波長の光の吸光度が高く紫外線遮蔽
効果に優れる他、特に可視光領域の波長の光の透過率に
優れており、透明性が著しく高い。 【0013】 【発明の具体的説明】以下本発明に係る酸化チタンゾル
についてより具体的に説明する。本発明に係る酸化チタ
ンゾル中の酸化チタン微粒子は、その長軸の長さをLと
し、短軸の長さをDとしたとき、L=4〜500mμ、
D=4〜100mμの特定形状の微粒子であり、凝集体
ではなく、約40〜600Åの大きさのアナターゼ結晶
粒子が成長したものあるいは結晶粒子の集合した多結晶
体である。 【0014】これらの微粒子の電子顕微鏡写真の投影図
によれば、正方形、長方形、楕円形等の非球状粒子が観
察され、その具体的形状としては、立方体状、直方体
状、円柱状、角柱状、紡錘状、偏平板状、繊維状および
針状など種々の形状を例示できる。 【0015】酸化チタン粒子の長軸の長さLおよび短軸
の長さDは、以下のようにして決定される。すなわち酸
化チタンゾル中の酸化チタン粒子を電子顕微鏡で観察し
て、その最も長い長手方向の長さをLとし、また長手方
向の長さのL/2の個所での長手方向と直交する方向の
長さを短軸の長さDとする。 【0016】本発明に係る酸化チタンゾルにおいて、水
などの分散媒中に分散されている酸化チタン粒子の長手
方向の長軸の長さLと短軸の長さDは、後述するように
酸化チタンゾルの製造条件に応じて変化するが、本発明
に規定する製造条件に従えば大きさの揃った、いわゆる
粒径の揃った酸化チタン粒子が分散したゾルが得られ
る。 【0017】すなわち、得られた酸化チタンゾル中の酸
化チタン粒子のL/D値の平均値を[L/D]Aとする
と、(1±0.3)×[L/D]Aの値を有する酸化チ
タン粒子が全粒子の60%以上、好ましくは65%以上
さらに好ましくは70%以上存在するようなゾルが得ら
れる。 【0018】本発明に係る酸化チタンゾルは、上記のよ
うに形状が揃っている上に、その大きさも揃っており、
酸化チタン粒子が分散性良く分散媒中に分散しているた
め、長期安定性および耐光性に優れている他、形状およ
び大きさの均一性が高いことと関連して以下のような光
学的特性を有している。 【0019】即ち、本発明に係る酸化チタンゾルは、さ
らにTiO2 濃度を0.005重量%に調整して測定し
たときに370〜600nmの波長領域での光透過率が
95%以上である。 【0020】本発明の酸化チタンゾルは、その中に含ま
れている酸化チタン粒子の形状および大きさが揃ってい
ることと関連して紫外線領域の長波長側以上の波長領
域、即ち370〜600nmの波長領域において上述の
ような光学的特性を有しているため、従来の酸化チタン
微粒子分散液と比較して、紫外線の遮蔽効果に加えて、
特に優れた可視光線の透過性(透明性)を示す。 【0021】なお、本発明のゾルは、アルコールなどの
有機溶媒と混合するか、これらと溶媒置換しても沈澱を
生成せず安定であるので、コート材などとしての用途が
従来の酸化チタンゾルに比べて飛躍的に増大する。 【0022】本発明に係る酸化チタンゾルは、一般に5
〜9のpHを有しているが、この酸化チタンゾルに酸あ
るいはアルカリを加えても、酸化チタン粒子がゲル化し
たりあるいは沈澱が生ずることはなく、pH3〜11と
いう広範囲のpH領域において安定である。 【0023】また酸化チタンゾル中の酸化チタン粒子の
濃度は、目的に応じて広範囲の濃度のものが安定に得ら
れるが、一般に、TiO2に換算して30重量%程度と
いう高濃度に濃縮しても安定に存在し、共存塩濃度も約
0.05重量%以下と極めて少なくすることができる。 【0024】次にこのような本発明の酸化チタンゾルを
製造する方法について説明する。まず、従来公知の方法
によって含水チタン酸のゲルまたはゾルを調製する。含
水チタン酸ゲルは、たとえば塩化チタン、硫酸チタンな
どのチタン塩の水溶液にアルカリを加えて中和すること
によって得られる。また含水チタン酸ゾルは、チタン塩
の水溶液をイオン交換樹脂に通して陰イオンを除去する
ことによって得られる。含水チタン酸ゾルあるいはゲル
を調製するには、上記のような方法に限らず、従来公知
の方法が広く用いられ得る。ここでいう含水チタン酸と
は、上記のような方法で得られる酸化チタン水和物ある
いはチタン水酸化物を含む総称である。 【0025】次に上記のようにして得られた含水チタン
酸ゾルまたはゲルあるいはこれらの混合物に、過酸化水
素を加えて含水チタン酸を溶解して均一な水溶液を調製
する。この際、必要に応じて約50℃以上に加熱あるい
は攪拌することが好ましい。またこの際、含水チタン酸
の濃度が高くなりすぎると、含水チタン酸の溶解に長時
間を必要とし、さらに未溶解状態のゲルが沈澱したり、
あるいは得られる水溶液が粘稠になりすぎるため好まし
くない。このためTiO2濃度としては約10重量%以
下好ましくは約5重量%以下であることが望ましい。 【0026】加えるべき過酸化水素の量はH22/Ti
2重量比で1以上であれば、含水チタン酸を完全に溶
解することができる。H22/TiO2比が1未満であ
ると、含水チタン酸が完全に溶解せず、未反応のゲルま
たはゾルが残存するため好ましくない。またH22/T
iO2比は大きいほど、含水チタン酸の溶解速度は大き
く反応は短時間で終了するが、あまり過剰に過酸化水素
を用いると、未反応の過酸化水素が系内に大量に残存す
ることとなり、次の工程に悪影響を与えるため好ましく
ない。したがって、H22/TiO2比が1〜6好まし
くは2〜6程度となるような量で過酸化水素を用いるこ
とが好ましく、このような量で過酸化水素を用いると、
含水チタン酸は0.5〜20時間程度で完全に溶解す
る。 【0027】次いで、上記のようにして得られた含水チ
タン酸が溶解した水溶液(チタン酸水溶液)に無機化合
物を所定量混合して60℃以上好ましくは80℃以上に
加熱し、チタン酸を加水分解する。こうすることによっ
て前述のような特定形状の酸化チタン粒子が分散した酸
化チタンゾルが得られる。 【0028】ここで用いられる無機化合物としては、好
ましくはAlなどの周期律表第III族、Ti、Zr、S
i、Snなどの第IV族、V、Sbなどの第V族、Wなど
の第VI族およびFeなどの第VIII族から選ばれた1種ま
たは2種以上の元素の無機化合物が用いられる。無機化
合物の形態としては、塩、酸化物、水酸化物またはオキ
シ酸あるいはオキシ酸塩などが用いられる。これらは固
体状で加えても良く、または水溶液として混合しても良
い。好ましい方法としては、これら無機化合物のゲルま
たはゾルを用いる。ゾルを用いる場合、分散粒子の平均
粒径は約30mμ以下、好ましくは約15mμ以下であ
ることが好ましい。たとえば、ケイ素の場合は、シリカ
ゲル、シリカゾルあるいはケイ酸液が用いられる。ここ
でいうケイ酸液とは、アルカリケイ酸塩水溶液をイオン
交換法などで脱アルカリして得られるケイ酸の低重合物
の溶液である。また、無機化合物として、水ガラスを用
いることもできる。 【0029】無機化合物の混合量を増すと、得られる酸
化チタンゾルの長期安定性、耐光性が増加し、また高濃
度のゾルが得られる。しかし、これらの効果が所定のレ
ベルに達したあとは、それ以上混合量を増しても、長期
安定性、耐光性等の無機化合物の添加効果の増大がみら
れなくなるので好ましくない。 【0030】混合量が少なくなると、得られる酸化チタ
ン粒子の大きさが不均一になったり、粒子同士の凝集が
起こるなどの問題がでてくる。上記のことを考慮する
と、混合すべき無機化合物の量としては、チタン酸水溶
液中のチタン重量をTiO2に換算した値と、無機化合
物の重量を酸化物(MOx)に換算した値との比TiO2
/MOx(重量比)が、0.25〜200の範囲である
ことが好ましい。 【0031】また、混合溶液中のTiO2/MOxおよび
(TiO2+MOx)によって得られる酸化チタン粒子の
形状、特にその長さが異なる。得られる粒子の長さをL
/Dで表わすと、一般にTiO2/MOxの値が大きい
程、L/Dが大きくなる傾向が認められる。たとえば、
TiO2/MOx=約10〜30ではL/D=約3〜6の
粒子のゾルが得られ、TiO2/MOx=約50〜100
ではL/D=約10〜20の長い粒子が分散したゾルが
得られる。 【0032】TiO2+MOx濃度(y)およびTiO2
/MOx(x)と、L/Dとの関係とを検討した結果、
y>0.17x−1.30の範囲であればL/D=1〜
2の粒子が得られ、y≦0.17x−1.30の範囲で
あればL/D>2の粒子が得られることが認められた。 【0033】チタン酸水溶液と無機化合物の混合方法と
しては、特に制限はなく、所定量のチタン酸水溶液と無
機化合物を一時に混合しても良く、またチタン酸水溶液
と無機化合物の一部ずつを最初に混合して加熱し、反応
が進むにしたがって、両者の残りを加えても良い。 【0034】さらには、無機化合物の全量とチタン酸水
溶液の一部を最初に混合して加熱し、その後残りのチタ
ン酸水溶液を加える方法もとり得る。また、無機化合物
の混合時期は、必ずしも含水チタン酸が過酸化水素に溶
解したのちである必要はなく、過酸化水素に溶解前のゲ
ルまたはゾルの段階で混合しても良く、さらには含水チ
タン酸のゲルまたはゾルの調製時に混合しても良い。要
するにチタン酸水溶液を加熱加水分解する際に、前述の
無機化合物が反応系に存在していればよい。 【0035】無機化合物が共存しないチタン酸水溶液を
加熱し、加水分解した場合には、酸化チタン濃度が希薄
であれば一応酸化チタンゾルとなるが、このものはきわ
めて不安定で、たとえばこれを濃縮するともはやゾルと
して存在することができず沈澱が生成する。 【0036】このような酸化チタンゾルの製造方法にお
いて、チタン酸水溶液に混合する無機化合物としてチタ
ン化合物を用いる場合には、出発原料の含水チタン酸ゲ
ルまたはゾルを用いても良いし、上記チタン酸水溶液を
無機化合物を加えずにそのまま加熱加水分解して得られ
た酸化チタンゾル(またはゲル)を用いることもでき
る。これらの場合には、含水チタン酸ゲルまたはゾルを
過酸化水素で完全に溶解してチタン酸水溶液にした後
に、上記のチタン化合物を混合した方が好ましい。 【0037】このようにして得られた酸化チタンゾル
は、そのまま目的の用途に供することができるが、減圧
蒸発、限外濾過など公知の方法で適宜の濃度まで濃縮し
て用いることもできる。また、用途によっては、イソプ
ロパノール、エチレングリコールなどの有機溶媒と混合
または溶媒置換して有機溶媒分散ゾルとすることもでき
る。 【0038】 【発明の効果】本発明に係る酸化チタンゾルは、分散さ
れた酸化チタン微粒子の形状および大きさの均一性が高
いため、分散性に優れるとともに長期安定性、耐光性に
も優れている他、有機溶媒と混合あるいは溶媒置換して
もゲル化したり、沈澱を生ずることがない。 【0039】また、本発明のチタンゾルは、酸化チタン
微粒子の形状および大きさの均一性が高いことと関連し
て特定の光学的特性を有しており、したがって紫外線遮
蔽効果および透明性に関しても、従来の酸化チタン微粒
子分散液と比較して、特に優れた特性を備えている。 【0040】したがって、本発明の酸化チタンゾルをプ
ラスチックの配合剤として用いれば、プラスチックの紫
外線による変質防止など種々の効果が期待でき、食品包
装用のプラスチックシートに配合すれば、従来の包装材
に比較して長期保存が可能となる。 【0041】また、ガラス、プラスチックなどの透明基
材の表面コート剤として用いれば、基材との密着性に優
れ、しかも透明性、紫外線遮蔽効果に優れた高屈折率の
塗膜が得られる。 【0042】本発明に係る酸化チタンゾルは、化粧料配
合剤としても優れた効果をもっており、たとえば水分散
ゾルあるいは有機溶媒分散ゾルを、酸化物として約0.
005重量%以上の量で化粧料に配合すれば、透明性、
紫外線遮蔽効果に優れ、仕上り感などの良好な化粧料が
得られる。 【0043】さらに、本発明に係る酸化チタンゾル中の
分散粒子の形状の特徴を生かした分野に用いても優れた
効果が得られる。たとえば、触媒担体などの成型体に用
いる場合には、成型時に加えられる力により粒子は規則
正しく配列し非常に成型性が向上するとともに、得られ
る成型体は乾燥あるいは焼成時にクラックが発生するこ
とがなく、圧縮強度、摩耗強度が向上する。また本発明
に係る酸化チタンゾルを予め別のチタニア、シリカ、ア
ルミナなどのゾルあるいは液で処理して、これらを凝集
させた原料を用いると、細孔容積が大きく、軽質である
にもかかわらず圧縮強度、摩耗強度、衝撃強度に優れた
成型体を得ることができる。一般に本発明に係る酸化チ
タンゾルを成型体成形用に用いる場合には、L/D≧7
の粒子を含むゾルを単独で、あるいは2種以上の形状の
ゾルを用いると、その効果は大きい。 【0044】 【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。 【0045】 【実施例1】硫酸チタンを純水に溶解し、TiO2とし
て、0.4重量%を含む水溶液を得た。この水溶液を攪
拌しながら、この水溶液に15%アンモニア水を徐々に
添加し、pH8.5の白色スラリー液を得た。このスラ
リーを濾過した後洗浄し、固形分濃度が9重量%である
含水チタン酸ゲルのケーキを得た。 【0046】このケーキ5.55kgに、33%過酸化水
素水6.06kgと純水13.4kgとを加えた後、80℃
で5時間加熱し、TiO2として2.0重量%の溶液2
5kgを得た。このチタン酸水溶液は、黄褐色透明で、p
Hは8.1であった。 【0047】次に、粒子径が7mμであり濃度が15重
量%であるシリカゾル130gと、上記のチタン酸水溶
液9kgと、純水10.8kgとを混合した後、95℃で6
24時間加熱した。溶液は最初黄褐色液であったが、6
24時間後には乳白色透明なコロイド液となった。 【0048】このようにして得られたコロイド液を真空
蒸発法で濃縮したところ、表1に示すようなゾルを得
た。表1には、ゾルの性状および分散粒子の性状を示
す。 【0049】 【実施例2】実施例1において、シリカゾル130gと
チタン酸水溶液9kgと混合する純水の量を1.0kgと
し、加熱温度を130℃とし、そして加熱時間を11時
間とした以外は、実施例1と同様にして酸化チタンゾル
を製造し、表1に示すような酸化チタンゾルを得た。 【0050】 【実施例3】実施例1のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルをTiO2/SiO2=1.8、固形分濃度(TiO2
+SiO2)0.1重量%となるように純水を加えて混
合し、95℃、48時間加熱後さらに95℃に維持しな
がら前記のチタン酸水溶液を0.1重量%に希釈したも
のを、TiO2/SiO2=7.2になるまで60時間か
けて逐次添加した。その後この温度を48時間維持し
た。 【0051】得られたゾルの濃縮後の性状を表1に示
す。また第2図にこのゾルに分散している酸化チタン粒
子の電子顕微鏡写真を示す。 【0052】 【実施例4】実施例1のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルをTiO2/SiO2=6.5、固形分濃度2.0重量
%となるように純水を加えて混合し、95℃、60時間
加熱後、さらに95℃に維持しながら、前記のチタン酸
水溶液(2.0重量%)をTiO2/SiO2=15にな
るまで60時間かけて逐次添加した。その後、この温度
を60時間維持した。 【0053】得られた酸化チタンゾルの濃縮後の性状を
表1に示す。 【0054】 【実施例5】塩化チタンを純水に溶解し、TiO2とし
て5.0重量%を含む水溶液を得た。この水溶液を攪拌
しながら、この水溶液に15重量%アンモニア水を徐々
に添加し、pH8.5の白色スラリー液を得た。このス
ラリーを濾過した後洗浄し、固形分濃度が10重量%で
ある含水チタン酸ゲルのケーキを得た。 【0055】このケーキ5.0kgに、35%過酸化水素
水5.71kgと純水14.0kgとを加えた後、80℃で
3時間加熱し、TiO2として2.0重量%の溶液25k
gを得た。このチタン酸水溶液は、黄褐色透明で、pH
は8.4であった。 【0056】次に、粒子径が7mμであり、濃度15重
量%であるシリカゾル66.7gと、上記チタン酸水溶
液200gと、純水1,147gとを混合し、加熱温度
150℃、加熱時間を300時間とした以外は、実施例
1と同様にして酸化チタンゾルを製造し、表1に示すよ
うな酸化チタンゾルを得た。 【0057】 【実施例6】実施例5のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルを、TiO2/SiO2=2.5、固形分濃度1.6重
量%となるように純水を加えて混合し、168℃、70
時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、表1のよ
うな酸化チタンゾルを得た。 【0058】 【実施例7】実施例1のチタン酸水溶液9kgと実施例1
のシリカゾル130gと純水191kgを混合した後、9
5℃で60時間加熱した。その後、実施例1と同様の方
法で濃縮して表1に示すゾルを得た。また、第3図に得
られた酸化チタン粒子の電子顕微鏡写真を示す。 【0059】 【実施例8】実施例1で得られたチタン酸水溶液1.0
kgと純水200kgを混合したのち、95℃で2時間加熱
し、TiO2として0.01重量%の酸化チタンゾルを
得た。このゾルを実施例7のシリカゾルの代りに用いた
以外は、実施例7と同じ条件で加水分解したところ、表
1に示すようなゾルを得た。 【0060】 【実施例9】酸化ジルコニウムとして0.036重量%
を含む塩化ジルコニウム水溶液50kgを還流器付きフラ
スコに入れ、よく攪拌しながら0.1Nのアンモニア水
2.9kgを徐々に添加した。さらにこの液を95℃で5
0時間加熱したところ、酸化ジルコニウム濃度が0.0
34重量%であり、pH1.8の薄い乳白色ゾル液が得
られた。 【0061】さらにこの液に0.1Nのアンモニア水を
混合し、pH4.8とした後、純水で濾液に塩素イオン
が検出されなくなるまで洗浄した。上記で得られたジル
コニアゾルと実施例1のチタン酸水溶液を、TiO2
ZrO2=10となるように混合し、さらに固形分濃度
(TiO2/ZrO2)が0.1重量%になるように純水
を加えて95℃、60時間加熱した。得られたゾルを濃
縮したところ、表1に示すようなゾルを得た。 【0062】 【実施例10】硫酸チタンを純水に溶解し、TiO2
して5.0重量%を含む水溶液を得た。これに硫酸第2
鉄をTiO2/Fe23=97/3(重量比)になるよ
うに加え、混合溶解した。この水溶液を攪拌しながら、
この水溶液に15重量%のアンモニア水を徐々に添加し
て、pH=8.7の茶褐色スラリー液を得た。このスラ
リーを濾過洗浄し、固形分濃度(TiO2+Fe23
が10重量%の含水チタン酸ゲルのケーキを得た。 【0063】このケーキ5.0kgに35%過酸化水素水
5.71kgと純水14.0kgとを加えた後、80℃で3
時間加熱し、TiO2として1.94重量%の溶液25k
gを得た。このチタン酸水溶液は、茶褐色透明でpHは
8.4であった。 【0064】次にこの溶液に水460kgを加え、混合し
た後、130℃で8時間加熱した。溶液は最初淡茶褐色
であったが、8時間後には淡黄白色透明なゾル液となっ
た。得られたゾルを濃縮したところ表1に示すようなゾ
ルを得た。 【0065】 【実施例11】実施例1のチタン酸水溶液およびスズ酸
カリをTiO2/SnO2=9/1(重量比)、固形分濃
度(TiO2/SnO2)0.1重量%となるように純水
を加えて混合し、130℃、5時間加熱した。溶液は最
初黄褐色液であったが、5時間後には乳白色透明なゾル
となった。 【0066】このようにして得られたゾル液を濃縮し、
表1に示すようなゾルを得た。 【0067】 【実施例12〜14】実施例7においてTiO2/Si
2重量比がそれぞれ20(実施例12)、30(実施
例13)、80(実施例14)とした以外は実施例7と
同一条件で加水分解を行なったところ、表1に示すよう
な酸化チタンゾルを得た。 【0068】第4図に実施例13で得られた酸化チタン
粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す。 【0069】 【実施例15】実施例13で得られた濃縮前の酸化チタ
ンゾルに、実施例1で得られたチタン酸水溶液を、Ti
2/SiO2=130、固形分濃度0.1重量%となる
ように加えたのち、100℃で84時間加熱して濃縮し
たところ、表1に示すようなゾルを得た。 【0070】 【実施例16】実施例1のシリカゾルおよびチタン酸水
溶液を、TiO2/SiO2=30、固形分濃度1.0重
量%となるように混合し、オートクレーブ中で130℃
で2時間加熱して得られた乳白色ゾルを濃縮したとこ
ろ、表1に示すようなゾルを得た。 【0071】 【実施例17】実施例2で得られた酸化チタンゾルを純
水で希釈し、TiO2濃度0.005重量%に調整した
試料(試料A)、および実施例7で得られた酸化チタン
ゾルを同様に0.005重量%に調整して試料(試料
B)について、その紫外線領域に属する波長領域(25
0〜約360nm)での吸光度と、紫外線領域の高波長
側と可視光線領域とを含む波長(約370〜600n
m)での透過率とをそれぞれ測定した。 【0072】比較のために、塩化チタンを気相酸化して
得られた酸化チタン微粒子(デグッサ社製エアロジル、
P−25)をTiO2濃度が0.005重量%となるよ
うに純水に分散した試料(試料C)について、同様の測
定を行なった。その結果を第1図に示す。図中A,B,
Cが吸光度、A' ,B' ,C' が透過率である。なお、
測定は分光光度計(日立製作所製330型:幅10mm
の透明石英セルを使用)で行った。 【0073】図示されるように、実施例2および実施例
7の酸化チタンゾルから得た試料AおよびBの光透過率
A’およびB’は、紫外線領域の長波長側にある波長3
70nmにおいて95%以上(A’;97.5%、
B’;95%)であり、ここから可視光線領域の波長6
00nmにわたって、波長の増加とともに単調に増加し
てほぼ100%で安定した。そして、これら試料Aおよ
びBは、更に紫外線領域に属する波長280nmにおい
て1.6以上の高い吸光度AおよびBを示した。 【0074】これに対し、比較のために示された試料C
の光透過率C’は、可視光線に属する長い波長400n
mにあっても67%程度の透過率を示すに過ぎず、40
0〜600nmの可視光線の波長領域において90%未
満であった。また、試料Cは、波長280nmにおいて
1.3程度の吸光度Cしか示さなかった。 【0075】 【比較例1】実施例1で得られた含水チタン酸ゲルを純
水で希釈し、TiO2濃度が2.0重量%であるような
懸濁液を得た。これに0.1Nの塩酸をゾル状となるま
で徐々に添加した。得られたゾルを80℃で1時間加熱
安定させた後、減圧下水分を蒸発させて解膠法により濃
縮ゾルを得た。このゾルは、20重量%まで濃縮可能で
あったが、pHは1.7と低く、また塩素イオンを2.
1重量%も含んだゾルであった。このゾルの特性を表1
に示す。 【0076】また第5図にこのゾルから得られた酸化チ
タン粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す。 【0077】 【表1】【0078】 【表2】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a titanium oxide sol,
More specifically, it has a specific shape and
And a titanium oxide sol comprising dispersed particles. [0002] TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION AND PROBLEMS THEREOF
Tan particles are expanding their applications utilizing their chemical properties
There are two. Titanium oxide, for example, has a suitable bond with oxygen
As well as oxidation resistance,
Or use the blocking power of ultraviolet rays
Used as a cosmetic material or plastic surface coating material
Or use an anti-reflective coating material by using a high refractive index.
Or use these effects in combination
It is used as a functional hard coat material. As described above, titanium oxide is used for many purposes.
In any case, titanium oxide
Requires many functions. For example, oxidation as a catalyst
When using titanium, not only the activity for the main reaction
Good, selectivity, mechanical strength, heat resistance, acid resistance or durability
Properties are required, and titanium oxide is used as a cosmetic material
In case, not only the UV shielding effect, but also smoothness, skin
Texture and transparency are required. Further coating materials
When using titanium oxide as the material, transparency, high refractive index
In addition to excellent film formation, adhesion, and film hardness
Degree, mechanical strength, wear resistance, etc. are required. As described above, titanium oxide particles are used for various purposes.
To use, the titanium oxide particles are
Are required to have various characteristics.
Even when used for applications, ultra fine particles are preferred.
No. Moreover, when transparency is required for titanium oxide particles
Means that the particles have the same shape and size
Rather, it must be highly dispersed in the medium during formulation.
You. Manufacture titanium oxide particles that meet these characteristics
To do this, use highly dispersed colloidal titanium oxide (titanium oxide
Is particularly preferable. A method for producing such a titanium oxide sol is described as follows.
In the past, meta-
The gel obtained by washing after neutralizing titanic acid is peptized with acid.
Or a titanium salt aqueous solution
The sol is deionized by ion exchange resin, etc.
There are known methods for obtaining them. However, the above-mentioned titanium oxide
The manufacturing method of the metal has the following problems. The dispersed particles of the sol are spherical or pseudo spherical aggregates
And the particle size is not uniform, resulting in cloudiness and poor transparency.
You. The particle size is small depending on the sol formation conditions
Although it is possible to obtain sols with excellent transparency,
In that case, a large amount of acid is required as a stabilizer. The sol is stable only in the acidic region (pH 3 or less) and is neutral
Or alkalinity causes precipitation or gelation.
Therefore, the range of use is limited. Mixing sol with organic solvent such as alcohol
Or the solvent is replaced with an organic solvent,
Deposits on the surface of plastic, etc.
Hard to use as a hard coat agent. The sol particles are spherical or pseudospherical
Therefore, for example, it was mixed with the base resin and used as a coating film.
In this case, the titanium oxide particles in the coating film do not exist
Voids remain between the particles and the density cannot be increased.
And the film properties or film strength are inferior. [0010] SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have solved the above problems.
After intensive research, we decided to oxidize by a specific method.
If titanium sol is manufactured, conventional titanium oxide sol
Specified shape and uniform size that could not be obtained by the method
Titanium oxide formed by dispersing titanium oxide particles in a dispersion medium
Sol obtained from the titanium oxide sol
Titanium particles are found to have various excellent properties
Thus, the present invention has been completed. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION The titanium oxide sol according to the present invention comprises
The length L of the long axis is 4 to 500 mμ, and the length D of the short axis is
Titanium oxide particles having a particle size of 4 to 100 μm
And the average value of the ratio L / D of L and D is [L / D]A
Where (1 ± 0.3) × [L / D]AAll in the range
A titanium oxide sol in which more than 60% of the particles are present,
TiOTwo37 when the concentration is adjusted to 0.005% by weight.
When the light transmittance in the wavelength range of 0 to 600 nm is 95% or more
There is a feature. The titanium oxide sol according to the present invention has a specific shape.
Titanium oxide particles having a uniform shape
Dispersed in dispersion medium, dispersibility, long-term stability, light resistance
Excellent aggregation and stable aggregation over a wide pH range
No, high absorbance of light in the ultraviolet range
In addition to its excellent effect, it is particularly effective in transmitting light of wavelengths in the visible light range.
Excellent and extremely high transparency. [0013] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Titanium oxide sol according to the present invention
Will be described more specifically. Oxidized titanium according to the present invention
The length of the major axis of the titanium oxide fine particles in the sol is represented by L.
When the length of the short axis is D, L = 4 to 500 mμ,
D = 4 to 100 mμ in a specific shape of fine particles,
Not about 40-600mm anatase crystals
Particles grown or polycrystals aggregated with crystal particles
Body. [0014] Projection of electron micrographs of these fine particles
According to, non-spherical particles such as square, rectangular, and elliptical
The concrete shapes are cubic and rectangular
Shape, cylindrical shape, prismatic shape, spindle shape, flat plate shape, fiber shape and
Various shapes such as a needle shape can be exemplified. The length L and the short axis of the major axis of the titanium oxide particles
Is determined as follows. Ie acid
Observe the titanium oxide particles in the titanium oxide sol with an electron microscope.
And the longest length in the longitudinal direction is L,
In the direction perpendicular to the longitudinal direction at the location of L / 2
Let the length be the length D of the minor axis. In the titanium oxide sol according to the present invention, water
Length of titanium oxide particles dispersed in a dispersion medium such as
The length L of the major axis in the direction and the length D of the minor axis are as described below.
Although it varies depending on the production conditions of the titanium oxide sol, the present invention
According to the manufacturing conditions specified in
A sol in which titanium oxide particles of uniform particle size are dispersed is obtained.
You. That is, the acid in the obtained titanium oxide sol
The average value of the L / D values of the titanium halide particles is [L / D]ATo be
And (1 ± 0.3) × [L / D]AOxide having a value of
60% or more, preferably 65% or more of the total particles
More preferably, a sol having 70% or more is obtained.
It is. The titanium oxide sol according to the present invention is as described above.
In addition to the uniform shape, the size is also uniform,
The titanium oxide particles are well dispersed in the dispersion medium
It has excellent long-term stability and light resistance,
Light associated with high uniformity of size and size
Have biological characteristics. That is, the titanium oxide sol according to the present invention comprises
TiOTwoAdjust the concentration to 0.005% by weight and measure.
The light transmittance in the wavelength range of 370 to 600 nm
95% or more. The titanium oxide sol of the present invention is contained therein.
The shape and size of the titanium oxide particles
Wavelength region longer than the long wavelength side in the ultraviolet region
In the wavelength range of 370 to 600 nm.
Has the same optical characteristics as conventional titanium oxide
Compared to the fine particle dispersion, in addition to the ultraviolet shielding effect,
In particular, it has excellent visible light transmittance (transparency). The sol of the present invention is prepared by
Even when mixed with organic solvents or replaced with these solvents, precipitates
Because it is stable without being formed, it can be used as a coating material
It increases dramatically compared to the conventional titanium oxide sol. The titanium oxide sol according to the present invention generally contains 5
It has a pH of ~ 9.
Even if alkali or alkali is added, the titanium oxide particles gel
No settling or precipitation occurs, pH 3-11
It is stable in a wide pH range. The titanium oxide particles in the titanium oxide sol
As for the concentration, a wide range of concentrations can be obtained stably according to the purpose.
However, in general, TiOTwoAbout 30% by weight
It exists stably even when concentrated to such a high concentration, and the coexisting salt concentration is about
It can be extremely reduced to 0.05% by weight or less. Next, such a titanium oxide sol of the present invention is
The manufacturing method will be described. First, a conventionally known method
To prepare a gel or sol of hydrous titanic acid. Including
Water titanate gel is, for example, titanium chloride or titanium sulfate.
Neutralize any aqueous solution of titanium salt by adding alkali
Obtained by The hydrous titanic acid sol is a titanium salt.
Anion solution through an ion exchange resin to remove anions
Obtained by: Hydrous titanate sol or gel
Is not limited to the above method,
Can be widely used. The hydrous titanic acid here
Is a titanium oxide hydrate obtained by the above method
Or a generic term including titanium hydroxide. Next, the hydrated titanium obtained as described above
Add acid peroxide or gel or a mixture of these to
Add water and dissolve hydrated titanic acid to prepare a uniform aqueous solution
I do. At this time, if necessary, heat to about 50 ° C or more.
Is preferably stirred. At this time, hydrous titanic acid
Is too high, it takes a long time to dissolve hydrous titanic acid.
Requires additional time, and furthermore, undissolved gel precipitates,
Or the resulting aqueous solution is too viscous
I don't. For this reason TiOTwoConcentration is about 10% by weight or less
It is more preferably about 5% by weight or less. The amount of hydrogen peroxide to be added is HTwoOTwo/ Ti
OTwoIf the weight ratio is 1 or more, the hydrous titanic acid is completely dissolved.
Can be understood. HTwoOTwo/ TiOTwoThe ratio is less than 1
In this case, the hydrous titanic acid is not completely dissolved and
Or sol remains, which is not preferable. Also HTwoOTwo/ T
iOTwoThe higher the ratio, the higher the dissolution rate of hydrous titanic acid
The reaction is completed in a short time, but the hydrogen peroxide is
, A large amount of unreacted hydrogen peroxide remains in the system
Will adversely affect the next step.
Absent. Therefore, HTwoOTwo/ TiOTwoThe ratio is preferably 1-6
Use hydrogen peroxide in an amount such that
It is preferable to use hydrogen peroxide in such an amount,
Hydrous titanic acid completely dissolves in about 0.5 to 20 hours
You. Next, the hydrated copper obtained as described above is used.
An inorganic compound is added to an aqueous solution in which
Mix a predetermined amount of the product and raise it to 60 ° C or higher, preferably 80 ° C or higher.
Heat to hydrolyze the titanic acid. By doing this
An acid in which titanium oxide particles of a specific shape as described above are dispersed
A titanium oxide sol is obtained. The inorganic compounds used here are preferably
Preferably, group III of the periodic table such as Al, Ti, Zr, S
Group IV such as i and Sn, Group V such as V and Sb, W etc.
At least one member selected from Group VI and Group VIII such as Fe
Alternatively, an inorganic compound of two or more elements is used. Mineralization
The compound may be in the form of a salt, oxide, hydroxide or ox.
Silicic acid or oxyacid salt is used. These are fixed
It may be added in the form of a body, or may be mixed as an aqueous solution.
No. A preferred method is to use gels of these inorganic compounds.
Or a sol. When using a sol, the average of the dispersed particles
The particle size is about 30 mμ or less, preferably about 15 mμ or less.
Preferably. For example, for silicon, silica
Gel, silica sol or silicic acid solution is used. here
The silicic acid solution referred to in
Low polymer of silicic acid obtained by dealkalization by exchange method etc.
Solution. Water glass is used as the inorganic compound.
Can also be. When the mixing amount of the inorganic compound is increased, the resulting acid
The long-term stability and light resistance of titanium sol increase,
Degree of sol is obtained. However, these effects are not
After reaching the bell, even if the mixing amount is increased further,
Increase in the effect of adding inorganic compounds such as stability and light resistance
It is not preferable because it will not be possible When the mixing amount is reduced, the obtained titanium oxide
The size of the particles becomes uneven or the particles aggregate.
Problems that occur. Consider the above
And the amount of inorganic compound to be mixed
Titanium weight in liquidTwoAnd the inorganic compound
The weight of the material to oxide (MOxRatio to the value converted to)Two
/ MOx(Weight ratio) is in the range of 0.25 to 200.
Is preferred. Further, TiO in the mixed solutionTwo/ MOxand
(TiOTwo+ MOx) Of the titanium oxide particles obtained by
The shapes, especially their lengths, differ. The length of the resulting particles is L
/ D, it is generally TiOTwo/ MOxIs large
The tendency that L / D becomes large is recognized. For example,
TiOTwo/ MOx= About 10-30, L / D = about 3-6
A sol of particles is obtained, TiOTwo/ MOx= About 50-100
Then, a sol in which long particles of L / D = about 10 to 20 are dispersed
can get. TiOTwo+ MOxConcentration (y) and TiOTwo
/ MOxAs a result of examining the relationship between (x) and L / D,
If y> 0.17x-1.30, L / D = 1 to 1
2 were obtained, and y ≦ 0.17x−1.30.
It was found that particles with L / D> 2 were obtained if present. A method for mixing the aqueous solution of titanic acid and the inorganic compound;
There is no particular limitation, and there is no
Organic compounds may be mixed at once, or an aqueous solution of titanic acid
And part of the inorganic compound are mixed first and heated,
, The rest of the two may be added. Further, the total amount of the inorganic compound and the aqueous solution of titanic acid
Mix and heat a portion of the solution first, and then
A method of adding an aqueous acid solution may be used. In addition, inorganic compounds
At the same time, hydrous titanic acid does not necessarily dissolve in hydrogen peroxide.
It is not necessary to dissolve it, and it is not necessary to dissolve it in hydrogen peroxide.
May be mixed at the stage of water or sol.
It may be mixed at the time of preparing the gel or sol of tanoic acid. Required
When heating and hydrolyzing an aqueous solution of titanic acid,
It suffices if an inorganic compound is present in the reaction system. An aqueous solution of titanic acid containing no inorganic compound is used.
When heated and hydrolyzed, the titanium oxide concentration is low.
If so, it will be a titanium oxide sol, but this one is
Is unstable, for example, when it is concentrated,
And a precipitate forms. In the method for producing such a titanium oxide sol,
As an inorganic compound to be mixed with the titanic acid aqueous solution
In the case of using a titanium compound, hydrated titanium titanate as a starting material is used.
Or sol may be used, or
It can be obtained by heating hydrolysis without adding inorganic compounds.
Titanium oxide sol (or gel) can also be used
You. In these cases, the hydrous titanate gel or sol is
After completely dissolving with hydrogen peroxide to make titanic acid aqueous solution
It is more preferable to mix the above titanium compound. The titanium oxide sol thus obtained
Can be used for the intended purpose as it is,
Concentration to an appropriate concentration by a known method such as evaporation and ultrafiltration
Can also be used. In some applications,
Mix with organic solvents such as lopanol and ethylene glycol
Alternatively, the solvent can be replaced to form an organic solvent dispersion sol.
You. [0038] The titanium oxide sol according to the present invention is
High uniformity of the shape and size of the fine titanium oxide particles
Excellent dispersibility and long-term stability and light resistance
Is excellent, and can be mixed with or replaced with an organic solvent.
Does not gel or precipitate. Further, the titanium sol of the present invention comprises titanium oxide
This is related to the high uniformity of particle shape and size.
Have specific optical properties, and
As for the hiding effect and transparency, conventional titanium oxide fine particles
It has particularly excellent properties as compared with the particle dispersion. Therefore, the titanium oxide sol of the present invention is
If used as a plastic compounding agent, plastic purple
Various effects such as prevention of deterioration due to outside lines can be expected.
If blended into a plastic sheet to be worn, conventional packaging materials
Long-term storage is possible as compared with. In addition, transparent substrates such as glass and plastic
When used as a surface coating agent for materials, excellent adhesion to the substrate
High refractive index with excellent transparency and UV shielding effect
A coating is obtained. The titanium oxide sol according to the present invention is used in cosmetics distribution.
It also has excellent effects as a mixture, such as water dispersion
The sol or the organic solvent dispersion sol is used as an oxide in an amount of about 0.1%.
When blended in cosmetics in an amount of 005% by weight or more, transparency,
Excellent cosmetics with excellent UV shielding effect and finish feeling
can get. Further, in the titanium oxide sol according to the present invention,
Excellent even in fields that take advantage of the shape characteristics of dispersed particles
The effect is obtained. For example, for moldings such as catalyst carriers
The particles are regulated by the force applied during molding
It is possible to improve the moldability by
Cracks may occur during drying or firing.
The compression strength and wear strength are improved. The present invention
Titanium oxide sol according to another titania, silica, a
Aggregate by treating with sol or liquid such as Lumina
Use of raw material has large pore volume and is light
Despite excellent compressive strength, wear strength and impact strength
A molded article can be obtained. Generally, the oxidation catalyst according to the present invention
When a tansol is used for molding, L / D ≧ 7
Sol containing particles of one type or two or more types
The effect is great when a sol is used. [0044] EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The description is not limited to these examples. [0045] Example 1 Titanium sulfate was dissolved in pure water and TiOTwoage
Thus, an aqueous solution containing 0.4% by weight was obtained. This aqueous solution is stirred
While stirring, gradually add 15% aqueous ammonia to this aqueous solution.
Was added to obtain a white slurry liquid having a pH of 8.5. This sla
The cake is filtered and washed, and the solid concentration is 9% by weight.
A cake of hydrous titanate gel was obtained. To 5.55 kg of this cake, 33% peroxide water was added.
After adding 6.06 kg of undiluted water and 13.4 kg of pure water, 80 ° C.
And heat for 5 hours.Two2.0% by weight of solution 2
5 kg were obtained. This titanic acid aqueous solution is transparent and
H was 8.1. Next, the particle diameter is 7 μm and the concentration is 15
130 g of silica sol in the amount of
After mixing 9 kg of the liquid and 10.8 kg of pure water, the mixture was mixed at 95 ° C for 6 hours.
Heated for 24 hours. The solution was initially a tan liquid, but 6
After 24 hours, a milky white transparent colloid solution was obtained. The colloid liquid thus obtained is evacuated.
When concentrated by the evaporation method, a sol as shown in Table 1 was obtained.
Was. Table 1 shows the properties of the sol and the properties of the dispersed particles.
You. [0049] Example 2 In Example 1, 130 g of silica sol was added.
The amount of pure water mixed with 9 kg of titanic acid aqueous solution is 1.0 kg.
The heating temperature to 130 ° C. and the heating time to 11:00
Titanium oxide sol in the same manner as in Example 1 except that
Was produced to obtain a titanium oxide sol as shown in Table 1. [0050] EXAMPLE 3 The aqueous solution of titanic acid and silica gel of Example 1 were used.
TiOTwo/ SiOTwo= 1.8, solids content (TiOTwo
+ SiOTwo) Add pure water to make up 0.1% by weight and mix.
After heating at 95 ° C for 48 hours, do not maintain the temperature at 95 ° C.
The titanic acid aqueous solution was diluted to 0.1% by weight.
Of TiOTwo/ SiOTwo= 60 hours until 7.2
And added sequentially. Then keep this temperature for 48 hours
Was. Table 1 shows the properties of the obtained sol after concentration.
You. FIG. 2 shows the titanium oxide particles dispersed in the sol.
The electron micrograph of a child is shown. [0052] EXAMPLE 4 The aqueous solution of titanic acid and silica gel of Example 1 were used.
TiOTwo/ SiOTwo= 6.5, solid content concentration 2.0 weight
% Water and mixed at 95 ° C. for 60 hours
After heating, maintain the temperature at 95 ° C.
Aqueous solution (2.0% by weight)Two/ SiOTwo= 15
Over 60 hours. Then this temperature
Was maintained for 60 hours. The properties of the obtained titanium oxide sol after concentration were
It is shown in Table 1. [0054] Embodiment 5 Titanium chloride was dissolved in pure water and TiOTwoage
To obtain an aqueous solution containing 5.0% by weight. Stir this aqueous solution
While gradually adding 15% by weight aqueous ammonia to this aqueous solution.
To obtain a white slurry liquid having a pH of 8.5. This
After the rally is filtered and washed, the solid content is 10% by weight.
A cake of a hydrous titanate gel was obtained. To 5.0 kg of this cake, 35% hydrogen peroxide was added.
After adding 5.71 kg of water and 14.0 kg of pure water, at 80 ° C.
Heat for 3 hoursTwo25% of a 2.0% by weight solution
g was obtained. This titanic acid aqueous solution is transparent,
Was 8.4. Next, when the particle diameter is 7 mμ and the concentration is 15
66.7 g of silica sol in an amount of
200 g of the liquid and 1,147 g of pure water are mixed, and heated at a heating temperature.
Example except that the heating time was 150 hours and the heating time was 300 hours.
A titanium oxide sol was produced in the same manner as
Thus, a titanium oxide sol was obtained. [0057] EXAMPLE 6 The aqueous solution of titanic acid and silica gel of Example 5 were used.
TiOTwo/ SiOTwo= 2.5, solid concentration 1.6
Pure water was added and mixed to give a
Except for the heating for a period of time,
Thus, a titanium oxide sol was obtained. [0058] Example 7 9 kg of the aqueous solution of titanic acid of Example 1 was used.
After mixing 130 g of silica sol with 191 kg of pure water,
Heated at 5 ° C. for 60 hours. Then, the same as in Example 1
The sol shown in Table 1 was obtained by concentrating by the method. Also, FIG.
4 shows an electron micrograph of the obtained titanium oxide particles. [0059] Example 8 The aqueous solution of titanic acid obtained in Example 1 was 1.0
After mixing 100 kg of pure water and 200 kg of pure water, heat at 95 ° C for 2 hours
And TiOTwo0.01% by weight of titanium oxide sol
Obtained. This sol was used in place of the silica sol of Example 7.
Hydrolysis under the same conditions as in Example 7 except for
A sol as shown in 1 was obtained. [0060] Example 9 0.036% by weight as zirconium oxide
50 kg of zirconium chloride aqueous solution containing
Put in a scoel and mix well with 0.1N ammonia water
2.9 kg were added slowly. Further, this solution was added
After heating for 0 hours, the zirconium oxide concentration was 0.0
34% by weight and a thin milky white sol having a pH of 1.8 was obtained.
Was done. Further, 0.1N ammonia water was added to this solution.
After mixing and adjusting the pH to 4.8, chloride ion was added to the filtrate with pure water.
Washed until no more was detected. Jill obtained above
The konia sol and the titanic acid aqueous solution of Example 1 were mixed with TiO 2Two/
ZrOTwo= 10 and then the solids concentration
(TiOTwo/ ZrOTwo) Is 0.1% by weight pure water
Was added and heated at 95 ° C. for 60 hours. The obtained sol is concentrated
Upon contraction, a sol as shown in Table 1 was obtained. [0062] Example 10 Titanium sulfate was dissolved in pure water and TiOTwoWhen
Thus, an aqueous solution containing 5.0% by weight was obtained. To this, sulfuric acid second
Iron to TiOTwo/ FeTwoOThree= 97/3 (weight ratio)
And mixed and dissolved. While stirring this aqueous solution,
15% by weight of aqueous ammonia is gradually added to this aqueous solution.
Thus, a brown slurry liquid having a pH of 8.7 was obtained. This sla
The solids are filtered and washed, and the solid content (TiO 2Two+ FeTwoOThree)
To obtain a cake of hydrous titanic acid gel containing 10% by weight. To 5.0 kg of this cake was added 35% hydrogen peroxide water.
After adding 5.71 kg and 14.0 kg of pure water, the mixture was added at 80 ° C. for 3 hours.
Heating for TiOTwo25k of 1.94% by weight solution
g was obtained. This titanic acid aqueous solution is brown and transparent and has a pH
8.4. Next, 460 kg of water was added to this solution and mixed.
After that, the mixture was heated at 130 ° C. for 8 hours. Solution initially light brown
After 8 hours, it became a pale yellowish white transparent sol solution.
Was. When the obtained sol was concentrated, the sol as shown in Table 1 was obtained.
I got [0065] Example 11 Titanic acid aqueous solution and stannic acid of Example 1
Potash with TiOTwo/ SnOTwo= 9/1 (weight ratio), solid content concentration
Degree (TiOTwo/ SnOTwo) Pure water to be 0.1% by weight
Was added and mixed, and heated at 130 ° C. for 5 hours. Solution
Initially a yellow-brown liquid, but after 5 hours a milky transparent sol
It became. The sol solution thus obtained is concentrated,
A sol as shown in Table 1 was obtained. [0067] Embodiments 12 and 14Two/ Si
OTwoThe weight ratio was 20 (Example 12) and 30 (Example
Example 13) and Example 7 except that 80 (Example 14) was used.
When hydrolysis was carried out under the same conditions, as shown in Table 1,
A titanium oxide sol was obtained. FIG. 4 shows the titanium oxide obtained in Example 13.
3 shows a transmission electron micrograph of the particles. [0069] Example 15 Oxidized titanium oxide before concentration obtained in Example 13
The titanic acid aqueous solution obtained in Example 1 was added to Ti
OTwo/ SiOTwo= 130, solid content concentration becomes 0.1% by weight
And heat at 100 ° C for 84 hours to concentrate.
As a result, a sol as shown in Table 1 was obtained. [0070] Embodiment 16 The silica sol of Example 1 and aqueous titanic acid
The solution is TiOTwo/ SiOTwo= 30, solid concentration 1.0 weight
% In an autoclave at 130 ° C.
Concentrated milky sol obtained by heating for 2 hours at
Then, a sol as shown in Table 1 was obtained. [0071] Example 17 The titanium oxide sol obtained in Example 2 was purified
Diluted with water, TiOTwoAdjusted to a concentration of 0.005% by weight
Sample (Sample A) and titanium oxide obtained in Example 7
The sol was similarly adjusted to 0.005% by weight and the sample (sample
Regarding B), the wavelength region (25
0 to about 360 nm) and high wavelength in the ultraviolet region
Wavelength including the side and the visible light region (about 370 to 600 n
m) was measured. For comparison, titanium chloride was oxidized in the gas phase.
The obtained titanium oxide fine particles (Aerosil manufactured by Degussa,
P-25) with TiOTwoThe concentration will be 0.005% by weight
The same measurement was performed on a sample (sample C) dispersed in pure water.
Was performed. The result is shown in FIG. In the figure, A, B,
C is the absorbance, and A ', B', and C 'are the transmittances. In addition,
The measurement was performed using a spectrophotometer (type 330 manufactured by Hitachi, Ltd .: width 10 mm).
Using a transparent quartz cell). As shown, the second embodiment and the second embodiment
Light transmittance of samples A and B obtained from titanium oxide sol of No. 7
A ′ and B ′ represent wavelengths 3 on the long wavelength side in the ultraviolet region.
95% or more at 70 nm (A '; 97.5%,
B '; 95%), from which the wavelength 6 in the visible light region
Over 00 nm, increases monotonically with increasing wavelength
And stabilized at almost 100%. Then, these samples A and
And B further have a wavelength of 280 nm belonging to the ultraviolet region.
High absorbances A and B of 1.6 or more. On the other hand, Sample C shown for comparison
Has a long wavelength of 400 n belonging to visible light.
m, it only shows a transmittance of about 67%.
90% or less in the wavelength region of visible light from 0 to 600 nm
It was full. In addition, the sample C has a wavelength of 280 nm.
It showed only an absorbance C of about 1.3. [0075] Comparative Example 1 The hydrous titanate gel obtained in Example 1 was purified.
Diluted with water, TiOTwoSuch that the concentration is 2.0% by weight
A suspension was obtained. 0.1N hydrochloric acid is added to this until it becomes a sol.
Was added slowly. Heat the obtained sol at 80 ° C for 1 hour
After stabilizing, evaporate the water under reduced pressure and concentrate by peptization.
A compacted sol was obtained. This sol can be concentrated up to 20% by weight.
However, the pH was as low as 1.7, and chlorine ions were added at 2.
The sol contained 1% by weight. Table 1 shows the characteristics of this sol.
Shown in FIG. 5 shows the oxide oxide obtained from this sol.
3 shows a transmission electron micrograph of tan particles. [0077] [Table 1][0078] [Table 2]

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に係る酸化チタンゾルおよび市販の酸
化チタンゾルの吸光度曲線および透過率曲線であり、図
中A,B,A' ,B' は本発明に係る酸化チタンゾルに
関するものであり、図中C,C' は市販の酸化チタンゾ
ルに関するものである。 【図2】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。 【図3】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。 【図4】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。 【図5】 比較例で得られる酸化チタン粒子の電子顕微
鏡写真である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an absorbance curve and a transmittance curve of a titanium oxide sol according to the present invention and a commercially available titanium oxide sol, in which A, B, A ′ and B ′ are titanium oxide sol according to the present invention. In the figure, C and C ′ relate to a commercially available titanium oxide sol. FIG. 2 is an electron micrograph of titanium oxide particles according to the present invention. FIG. 3 is an electron micrograph of titanium oxide particles according to the present invention. FIG. 4 is an electron micrograph of titanium oxide particles according to the present invention. FIG. 5 is an electron micrograph of titanium oxide particles obtained in a comparative example.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.粒子の長軸の長さLが4〜500mμであり、短軸
の長さDが4〜100mμであるような酸化チタン粒子
が分散媒中に分散され、LとDの比L/Dの平均値を
〔L/D〕A としたとき、(1±0.3)×〔L/D〕
A の範囲に全粒子の60%以上が存在する酸化チタンゾ
ルであって、TiO2 濃度を0.005重量%に調整し
て測定したときに370〜600nmの波長領域での光
透過率が95%以上であることを特徴とする酸化チタン
ゾル。
(57) [Claims] Titanium oxide particles having a major axis length L of 4 to 500 mμ and a minor axis length D of 4 to 100 μm are dispersed in a dispersion medium, and the average L / D ratio L / D When the value is [L / D] A , (1 ± 0.3) × [L / D]
A titanium oxide sol in which 60% or more of all the particles are present in the range of A. When the TiO 2 concentration is adjusted to 0.005% by weight and measured, the light transmittance in a wavelength region of 370 to 600 nm is 95%. A titanium oxide sol characterized by the above.
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