JP4599856B2 - Coated particles - Google Patents

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Description

本発明は,テンプレート粒子又は中空部の周囲に、ナノシート層が一層又は複数層積層されたコート粒子に関する。   The present invention relates to coated particles in which one or more nanosheet layers are laminated around template particles or hollow portions.

従来より、テンプレート粒子に酸化チタンをコーティングしたコート粒子が知られている。このコート粒子は、硫酸チタンやチタンアルコキシド等を加水分解して得られるゾルにテンプレート粒子を浸漬して作製されていた。ゾルには、酸化チタンの粒子が直径数nm以上のコロイド粒子として分散しており、得られるコート粒子は、テンプレート粒子に酸化チタンの球状粒子が密に集合したものである。   Conventionally, coat particles in which template particles are coated with titanium oxide are known. The coated particles were produced by immersing template particles in a sol obtained by hydrolyzing titanium sulfate, titanium alkoxide, or the like. In the sol, titanium oxide particles are dispersed as colloidal particles having a diameter of several nanometers or more, and the resulting coated particles are obtained by closely gathering spherical titanium oxide particles on template particles.

また、図11に示すごとく、近年、ポリスチレン(PS)やポリメチルメタクリレート(PMMA)からなる粒子をテンプレート粒子91とし、該テンプレート粒子91に酸化チタンからなるナノシートが集合してなるナノシート層95とポリマーからなる樹脂層93とを交互に積層したコート粒子9が合成された。このようなコート粒子においては、さらに熱処理あるいはUV照射を行うことによりテンプレート粒子を除去した中空のコート粒子を作製することもできる。また、例えば温度500℃で熱処理した中空粒子は、酸化チタンナノシートがアナターゼ型に結晶化し、その光吸収もバルクのアナターゼ型の酸化チタンと同じ挙動を示す。一方、UV照射を行った中空粒子は、結晶化は進行せず、酸化チタンナノシートのみから構成される中空粒子が合成される(非特許文献1参照)。
上記のようなコート粒子は、紫外光を吸収できるため、例えば紫外線を遮蔽するコーティング剤としての利用が期待されている。
In addition, as shown in FIG. 11, in recent years, particles made of polystyrene (PS) or polymethyl methacrylate (PMMA) are used as template particles 91, and nanosheet layers 95 and polymers in which nanosheets made of titanium oxide are assembled on the template particles 91. Coated particles 9 in which the resin layers 93 made of the material were alternately laminated were synthesized. In such coated particles, hollow coated particles from which template particles have been removed can be produced by further heat treatment or UV irradiation. For example, in the hollow particles heat-treated at a temperature of 500 ° C., the titanium oxide nanosheets crystallize into anatase type, and the light absorption thereof shows the same behavior as that of bulk anatase type titanium oxide. On the other hand, the hollow particles subjected to UV irradiation do not proceed with crystallization, and the hollow particles composed only of the titanium oxide nanosheets are synthesized (see Non-Patent Document 1).
Since the coated particles as described above can absorb ultraviolet light, for example, they are expected to be used as a coating agent that shields ultraviolet light.

しかしながら、上記非特許文献1に記載のコート粒子は、265nmの波長は高効率で吸収するが、それ以外の波長域の吸収効率が低く、充分に紫外線を吸収することができないという問題があった。   However, the coated particles described in Non-Patent Document 1 have a problem that although the wavelength of 265 nm is absorbed with high efficiency, the absorption efficiency in other wavelength regions is low and UV rays cannot be sufficiently absorbed. .

タカヨシ ササキ(TakayoshiSasaki)、他4名、ファブリケイション オブ コントローラブル ウルトラシン ホロウ シェルズ バイ レイヤーバイレイヤー アセンブリ オブ エクスフォリエイティッド チタニア ナノシーツ オン ポリマー テンプレイツ(Fabrication of Controllable Ultrathin Hollow Shells byLayer-by-Layer Assembly of Exfoliated Titania Nanosheets on Polymer Templates)、ケミストリー オブ マテリアルズ(Chemistry of Materials)、米国、アメリカン ケミカル ソサイエティ(American ChemicalSociety)、2002年発行、第14巻、第11号、p.4827−4832TakayoshiSasaki, 4 others, Fabrication of Controllable Ultrathin Hollow Shells by Layer-by-Layer Assembly of Exfoliated Titania Nanosheets on Polymer Templates, Chemistry of Materials, USA, American Chemical Society, 2002, Vol. 14, No. 11, p. 4827-4832

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、幅広い領域で紫外光を吸収できるコート粒子を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and is intended to provide coated particles capable of absorbing ultraviolet light in a wide range.

第1の発明は、直径0.01μm〜10μmのテンプレート粒子の周囲に、ナノシートよりなるナノシート層が一層又は複数層積層されたコート粒子であって、
上記ナノシートは、Ti2-xMex4(MeはNi、Co、Cu、Zn、及びFeから選ばれる1種以上、xは0.4又は0.8)からなり、
上記ナノシート層と上記テンプレート粒子との間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることを特徴とするコート粒子にある(請求項1)。
A first aspect of the present invention is around the template particles with a diameter of 0.01 to 10 m, the nanosheet layer made of Na Noshito is a coated particle that are stacked one or more layers,
The nanosheet, Ti 2-x Me x O 4 (Me is Ni, Co, Cu, Zn, and one or more selected from Fe, x is 0.4 or 0.8) Tona is,
The coated particle is characterized in that a resin layer made of a cationic polymer electrolyte is formed between the nanosheet layer and the template particle .

また、第2の発明は、直径0.01μm〜10μmの中空部の周囲に、一分子層のナノシートよりなるナノシート層が一層又は複数層積層されたコート粒子であって、
上記ナノシートは、Ti2-xMex4(MeはNi、Co、Cu、Zn、及びFeから選ばれる1種以上、xは0.4又は0.8)からなることを特徴とするコート粒子にある(請求項)。
The second invention is a coated particle in which a single layer or a plurality of nanosheet layers made of nanosheets of monomolecular layers are laminated around a hollow portion having a diameter of 0.01 μm to 10 μm,
The nanosheet, Ti 2-x Me x O 4 (Me is Ni, Co, Cu, Zn, and one or more selected from Fe, x is 0.4 or 0.8), characterized in that it consists of coating In the particles (claim 4 ).

上記第1及び第2の発明のコート粒子においては、上記ナノシートがTi2-xMex4(MeはNi、Co、Cu、Zn、及びFeから選ばれる1種以上、xは0.4又は0.8)からなる。Ti2-xMex4は、Ti24のTiの少なくとも一部がMeにて置換されたものである。
そのため、上記コート粒子は、上記ナノシートの組成中のMeに由来する吸収波長を有する。それ故、上記ナノシートは、300nm以下の波長域で高効率な吸収を示し、上記コート粒子も300nm以下の幅広い領域で紫外光を吸収することができる。
このように、本発明によれば、幅広い領域で紫外光を吸収できるコート粒子を提供することができる。
In the coated particles of the first and second inventions, the nanosheet is Ti 2-x Me x O 4 (Me is one or more selected from Ni, Co, Cu, Zn, and Fe, and x is 0.4). Or 0.8). Ti 2-x Me x O 4 is obtained by replacing at least part of Ti in Ti 2 O 4 with Me.
Therefore, the coated particle has an absorption wavelength derived from Me in the composition of the nanosheet. Therefore, the nanosheet exhibits high efficiency absorption in a wavelength region of 300 nm or less, and the coated particles can also absorb ultraviolet light in a wide region of 300 nm or less.
Thus, according to the present invention, coated particles capable of absorbing ultraviolet light in a wide range can be provided.

また、上記コート粒子は、直径0.01μm〜10μmという非常に小さなテンプレート粒子の周囲に、例えば一分子層のナノシートよりなるナノシート層が積層されてなる。そのため、上記コート粒子は、コロイド粒子としての役割を果たすことができる。また、上記コート粒子においては、上記テンプレート粒子の直径及び上記ナノシート層の積層数を適宜制御することにより干渉効果による発色が可能である。したがって、例えば各種着色剤や塗料等として利用することができる。 Further, the coated particle is formed by laminating a nanosheet layer made of, for example, a monomolecular nanosheet around a very small template particle having a diameter of 0.01 μm to 10 μm. Therefore, the coated particles can serve as colloidal particles. The coated particles can be colored by an interference effect by appropriately controlling the diameter of the template particles and the number of stacked nanosheet layers. Therefore, it can be used as, for example, various colorants and paints.

また、上記第1の発明のコート粒子は、上記テンプレート粒子を有している。そのため、上記コート粒子の作製時において、例えばレイヤー・バイ・レイヤー法等により上記テンプレート粒子の周囲に上記ナノシート層を形成させて、容易に上記コート粒子を作製することができる。
一方、上記第2の発明のコート粒子は、上記中空部を有している。そのため、上記コート粒子の軽量化を図ることができる。
上記第2の発明のような上記中空部を有するコート粒子は、例えば上記第1の発明のコート粒子における上記テンプレート粒子を除去することにより得ることができる。
The coated particles of the first invention have the template particles. Therefore, when the coated particles are produced, the coated particles can be easily produced by forming the nanosheet layer around the template particles by, for example, a layer-by-layer method.
On the other hand, the coated particle of the second invention has the hollow portion. For this reason, the coating particles can be reduced in weight.
The coated particles having the hollow portion as in the second invention can be obtained, for example, by removing the template particles in the coated particles of the first invention.

上記第1の発明において、上記テンプレート粒子は、直径が0.01μm〜10μmである。上記テンプレート粒子の直径が0.01μm未満の場合には、上記コート粒子の作製時において、単分散な状態で上記テンプレート粒子の周囲にナノシートをコートすることが困難になり、二次粒子を形成してしまうおそれがある。一方、10μmを超える場合には、例えば上記コート粒子を作製後、上記テンプレート粒子を除去して中空部を有するコート粒子を作製するときに、上記ナノシート層が変形してしまうおそれがある。   In the first invention, the template particles have a diameter of 0.01 μm to 10 μm. When the diameter of the template particles is less than 0.01 μm, it becomes difficult to coat the nanosheets around the template particles in a monodispersed state when forming the coated particles, thereby forming secondary particles. There is a risk that. On the other hand, when the thickness exceeds 10 μm, for example, when the coated particles are produced and then the template particles are removed to produce coated particles having hollow portions, the nanosheet layer may be deformed.

また、上記ナノシートは、例えばTi2-xMex4の層状結晶を一分子層まで剥離して得ることができる。このときの一分子層の厚みはおよそ0.5nm〜1.5nmである。ナノシートの形状は、例えば薄片状である。 The nanosheet can be obtained, for example, by peeling a layered crystal of Ti 2-x Me x O 4 up to a monomolecular layer. At this time, the thickness of the monomolecular layer is approximately 0.5 nm to 1.5 nm. The nanosheet has a flaky shape, for example.

また、上記コート粒子は、例えば水等の分散媒中において、電気的な相互作用により、上記テンプレート粒子の周囲に上記ナノシートを集合させ、上記ナノシート層を形成させることにより作製することができる。
上記ナノシートは、Ti2-xMex4からなり、水等の分散媒中で負電荷を帯びることができる。
The coated particles can be produced by, for example, collecting the nanosheets around the template particles and forming the nanosheet layer by electrical interaction in a dispersion medium such as water.
The nanosheet is made of Ti 2-x Me x O 4 and can be negatively charged in a dispersion medium such as water.

上記テンプレート粒子としては、例えば水などの分散媒中で、正電荷又は負電荷を帯びるものを用いることができる。具体的には、正電荷を帯びるテンプレート粒子としては、例えばポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等からなるものがある。また、負電荷を帯びるテンプレート粒子として、例えばシリカ、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等からなるものがある。   As the template particles, for example, those having a positive charge or a negative charge in a dispersion medium such as water can be used. Specifically, the positively charged template particles include, for example, those made of polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), or the like. Examples of the template particles having negative charges include those made of silica, polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), and the like.

上記テンプレート粒子が分散媒中で正電荷を帯びる場合には、電気的な相互作用により上記テンプレート粒子の周囲に、上記ナノシートが容易に集合することができる。
一方、上記テンプレートが分散媒中で負電荷を帯びる場合には、上記テンプレート粒子の周囲に上記ナノシートを集合させて上記ナノシート層を形成させることが困難になる。
When the template particles are positively charged in the dispersion medium, the nanosheets can be easily assembled around the template particles by electrical interaction.
On the other hand, when the template is negatively charged in the dispersion medium, it is difficult to aggregate the nanosheets around the template particles to form the nanosheet layer.

したがって、上記第1の発明において、上記ナノシート層と上記テンプレート粒子との間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることが好ましい
この場合には、上記コート粒子の作製時において、例えばシリカ(SiO2)やポリメチルメタクリレート(PMMA)等の分散媒中で負電荷を帯びるテンプレート粒子を用いる場合においても、同様に負電荷を帯びるTi2-xMex4よりなるナノシートを上記テンプレート粒子の周囲に集合させて、容易に上記コート粒子を作製することができる。
上記カチオン性の高分子電解質等としては、例えばポリエチレンイミン(PEI)やポリアリルアミン等のアミン系ポリマー等がある。
Therefore, in the first invention, it is preferable that a resin layer made of a cationic polymer electrolyte is formed between the nanosheet layer and the template particles .
In this case, when the coated particles are prepared, the negatively charged template particles are used in the same manner even in the case of using negatively charged template particles in a dispersion medium such as silica (SiO 2 ) or polymethyl methacrylate (PMMA). The coated particles can be easily produced by assembling nanosheets made of Ti 2-x Me x O 4 around the template particles.
Examples of the cationic polymer electrolyte include amine polymers such as polyethyleneimine (PEI) and polyallylamine.

また、上記テンプレート粒子は、シリカよりなることが好ましい(請求項)。
この場合には、水酸化ナトリウム水溶液中で加熱する方法や、フッ化水素酸水溶液でエッチングする方法などにより、上記テンプレート粒子を簡単に除去することができ、上記第2の発明における上記中空部を有する上記コート粒子を容易に作製できる。
また、この場合には、粒子径がそろっているため、例えばコロイド結晶を作製する際に粒子を規則的に配列させることができる。
Moreover, it is preferable that the said template particle consists of silica (Claim 2 ).
In this case, the template particles can be easily removed by heating in a sodium hydroxide aqueous solution or etching with a hydrofluoric acid aqueous solution. The coated particles having the above can be easily produced.
In this case, since the particle diameters are uniform, for example, the particles can be regularly arranged when a colloidal crystal is produced.

また、上記テンプレート粒子は、ポリメチルメタクリレート又はポリスチレンよりなることが好ましい(請求項)。
この場合にも、上記第1の発明のコート粒子から上記テンプレート粒子を除去して、上記第2の発明のコート粒子を容易に得ることができる。ポリメチルメタクリレート又は/及びポリスチレンよりなるテンプレート粒子は、例えばテトラヒドロフラン(THF)等の有機溶媒で容易に抽出除去でき、これにより、上記第1の発明における上記テンプレート粒子の代わりに上記第2の発明における上記中空部を容易に形成できるからである。
また、この場合には、粒子径がそろっているため、例えばコロイド結晶を作製する際に粒子を規則的に配列させることができる。
Furthermore, the templates particles is preferably made of polymethyl methacrylate or polystyrene (claim 3).
Also in this case, it is possible to easily obtain the coated particles of the second invention by removing the template particles from the coated particles of the first invention. Template particles made of polymethylmethacrylate and / or polystyrene can be easily extracted and removed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF), for example, so that the template particles in the second invention can be used instead of the template particles in the first invention. This is because the hollow portion can be easily formed.
In this case, since the particle diameters are uniform, for example, the particles can be regularly arranged when a colloidal crystal is produced.

また、上記第2の発明において、上記中空部は、直径が0.01μm〜10μmである。上記中空部は、上述のごとく、上記第1の発明のコート粒子から上記テンプレート粒子を除去することにより形成できる。そのため、上記中空部の直径の臨界意義は、上記テンプレート粒子の直径の臨界意義と同様である。
また、上述したごとく上記コート粒子の作製上の便宜から、上記ナノシート層と上記中空部との間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることが好ましい(請求項)。
In the second invention, the hollow portion has a diameter of 0.01 μm to 10 μm. As described above, the hollow portion can be formed by removing the template particles from the coated particles of the first invention. Therefore, the critical significance of the diameter of the hollow portion is the same as the critical significance of the diameter of the template particle.
Further, from the formation on the convenience of the coated particles as described above, is between the nanosheet layer and the hollow portion, it is preferable that a resin layer comprising a cationic polymer electrolyte is formed (claim 5 ).

また、上記第1及び第2の発明において、上記ナノシート層は、幅5nm〜500nmの上記ナノシートを組み合わせて構成してあることが好ましい(請求項)。
この場合には、上記コート粒子の作製時に、ナノシート間に隙間がほとんどなく、厚みの均一な上記ナノシート層を形成することができ、その結果、上記コート粒子の粒径の均一性が非常に高くなる。そのため、この場合には、例えば上記コート粒子を規則的に配列させてコロイド結晶を作製することができる。
In the first and second inventions, the nanosheet layer preferably are formed by combining the nanosheet width 5 nm to 500 nm (claim 6).
In this case, when the coated particles are produced, there is almost no gap between the nanosheets, and the nanosheet layer having a uniform thickness can be formed. As a result, the particle size uniformity of the coated particles is very high. Become. Therefore, in this case, for example, the above-mentioned coated particles can be regularly arranged to produce a colloidal crystal.

上記ナノシートの幅が5nm未満の場合には、例えばナノシートを水などの分散媒中に分散させ、これにテンプレート粒子を加えて混合することにより上記コート粒子を作製する際に、ナノシートを分散させた分散媒の粘度が高くなり、テンプレート粒子と均一に混合し難くなるおそれがある。一方、500nmを超える場合には、例えばレイヤー・バイ・レイヤー法等により、上記ナノシートを上記テンプレート粒子の周囲に集合させて上記ナノシート層を形成する際に、ナノシート同士が重なり、上記ナノシート層の厚みが不均一になるおそれがある。また、上記ナノシート層に隙間が生じやすくなる。その結果、上記コート粒子の粒径の均一性が低下するおそれがある。
ここで、上記ナノシートの幅は、例えばナノシートの最大幅と最小幅との平均で表すことができる。
When the width of the nanosheet is less than 5 nm, for example, the nanosheet was dispersed in a dispersion medium such as water, and the nanoparticle was dispersed when preparing the coated particles by adding and mixing template particles thereto. There is a possibility that the viscosity of the dispersion medium becomes high and it becomes difficult to uniformly mix with the template particles. On the other hand, when the thickness exceeds 500 nm, the nanosheets overlap each other when forming the nanosheet layer by gathering the nanosheets around the template particles, for example, by a layer-by-layer method or the like, and the thickness of the nanosheet layer is increased. May become uneven. In addition, a gap is easily generated in the nanosheet layer. As a result, the particle size uniformity of the coated particles may be reduced.
Here, the width of the nanosheet can be expressed by, for example, an average of the maximum width and the minimum width of the nanosheet.

また、上記ナノシート層は、複数層積層されていることが好ましい(請求項)。
この場合には、上記ナノシート層の積層数に応じて上記コート粒子の干渉効果を制御することができる。それ故、上記コート粒子を各種着色剤、塗料等として利用できるようになる。
Further, the nanosheet layer are preferably a plurality of layers laminated (claim 7).
In this case, the interference effect of the coated particles can be controlled according to the number of stacked nanosheet layers. Therefore, the coated particles can be used as various colorants, paints and the like.

以下、上記ナノシートを複数積層させる方法について、テンプレート粒子として負電荷を有するものを用いる場合と正電荷を有するものを用いる場合とに分けて説明する。
上記テンプレート粒子が例えばシリカ(SiO2)やPMMA等からなり、分散媒中で負電荷を有する場合には、まず上記テンプレート粒子を、例えばポリエチレンイミン(PEI)等のカチオン性の高分子電解質からなる樹脂の溶液に浸漬し、テンプレート粒子の表面に上記樹脂層を形成させる。次いで、上記のTi2-xMex4よりなるナノシートを分散させたゾルと、上記樹脂層を形成した上記テンプレート粒子とを混合し、正電荷を帯びた樹脂層の表面に負電荷を帯びたナノシートを集合させて上記ナノシート層を形成させる。
Hereinafter, the method of laminating a plurality of the nanosheets will be described separately for a case where a template particle having a negative charge is used and a case where a template particle having a positive charge is used.
When the template particles are made of, for example, silica (SiO 2 ) or PMMA and have a negative charge in the dispersion medium, the template particles are first made of a cationic polymer electrolyte such as polyethyleneimine (PEI). The resin layer is formed on the surface of the template particle by dipping in a resin solution. Then, tinged with sol dispersed nanosheets composed of Ti 2-x Me x O 4 above, were mixed with the template particles forming the resin layer, the negative charges on the surface of the resin layer positively charged The nanosheet layer is formed by assembling the nanosheets.

これにより、上記テンプレート粒子の周囲に上記樹脂層と上記ナノシート層とからなる積層膜を積層したコート粒子を得ることができる。さらに、PEI等の樹脂の溶液への浸漬と、ナノシートを分散させたゾルへの混合とを交互に繰り返して行うことにより、上記樹脂層と上記ナノシート層との積層膜をさらに重層することができる。また、上記樹脂層は、適当な溶媒中で加熱することにより適宜除去することもできる。また、上記コート粒子中の上記テンプレート粒子は、上述のごとくNaOH水溶液やフッ化水素酸水溶液等の中で加熱することにより除去することができる。この場合には、上記テンプレート粒子の代わりに上記中空部を形成することができる。   Thereby, the coat particle which laminated | stacked the laminated film which consists of the said resin layer and the said nanosheet layer around the said template particle | grain can be obtained. Furthermore, the laminated film of the resin layer and the nanosheet layer can be further overlapped by alternately and repeatedly immersing the resin such as PEI in the solution and mixing with the sol in which the nanosheet is dispersed. . Moreover, the said resin layer can also be removed suitably by heating in a suitable solvent. The template particles in the coated particles can be removed by heating in an aqueous NaOH solution or an aqueous hydrofluoric acid solution as described above. In this case, the hollow portion can be formed instead of the template particle.

また、上記テンプレート粒子が例えばポリスチレン等からなり、分散媒中で正電荷を有する場合には、まず、Ti2-xMex4よりなるナノシートを分散させたゾルと、上記テンプレート粒子とを混合し、正電荷を帯びたテンプレート粒子の周囲に、負電荷を帯びたナノシートを集合させて、上記ナノシート層を形成した上記コート粒子を得ることができる。 Further, since the above template particles such as polystyrene or the like, mixed in the case of having a positive charge in the dispersion medium, first, a sol dispersed nanosheets composed of Ti 2-x Me x O 4 , and the template particles Then, the coated particles in which the nanosheet layer is formed can be obtained by assembling the negatively charged nanosheets around the positively charged template particles.

次いで、このコート粒子を例えばPEI等の樹脂の溶液に浸漬し、分散媒中で負電荷を有するナノシート層の表面に正電荷を有する上記樹脂層を形成させる。この樹脂層を形成したコート粒子を再び上記ナノシートを分散させたゾルに混合することにより、樹脂層の上にさらにナノシート層を積層させることができる。さらに、樹脂層を形成する操作とナノシート層を形成する操作とを繰り返すことにより、上記テンプレート粒子の周囲に上記ナノシート層を複数積層させたコート粒子を得ることができる。また、上記コート粒子中の上記テンプレート粒子は、上述のごとくテトラヒドロフラン(THF)等の有機溶媒で抽出除去することができる。この場合には、上記テンプレート粒子の代わりに上記中空部を形成したコート粒子を得ることができる。   Next, the coated particles are immersed in a solution of a resin such as PEI, and the resin layer having a positive charge is formed on the surface of the nanosheet layer having a negative charge in the dispersion medium. The nanosheet layer can be further laminated on the resin layer by mixing the coated particles having the resin layer with the sol in which the nanosheet is dispersed again. Furthermore, by repeating the operation of forming the resin layer and the operation of forming the nanosheet layer, coated particles in which a plurality of the nanosheet layers are stacked around the template particles can be obtained. The template particles in the coated particles can be extracted and removed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) as described above. In this case, coated particles in which the hollow portion is formed instead of the template particle can be obtained.

また、上記ナノシート層同士の間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることが好ましい(請求項)。
この場合には、上述のごとく上記テンプレート粒子の周囲に上記ナノシートを複数積層させることが容易になる。
また、上記樹脂層は、例えば加熱等により適宜除去することができる。
Moreover, it is preferable that the resin layer which consists of a cationic polymer electrolyte is formed between the said nanosheet layers (Claim 8 ).
In this case, as described above, it becomes easy to laminate a plurality of the nanosheets around the template particles.
Moreover, the said resin layer can be removed suitably by heating etc., for example.

(実施例1)
次に、本発明の実施例にかかるコート粒子につき、図1〜図3を用いて説明する。
図1及び図2に示すごとく、本例のコート粒子1においては、直径0.01μm〜10μmのテンプレート粒子11の周囲に、一分子層のナノシート151からなるナノシート層15が複数層積層されている。本例において、ナノシート151はTi1.6Ni0.44からなる。
Example 1
Next, the coated particles according to the example of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the coated particle 1 of this example, a plurality of nanosheet layers 15 composed of monomolecular nanosheets 151 are laminated around a template particle 11 having a diameter of 0.01 μm to 10 μm. . In this example, the nanosheet 151 is made of Ti 1.6 Ni 0.4 O 4 .

また、本例のコート粒子1においては、ナノシート層15とテンプレート粒子11との間に、樹脂層13が形成されている。この樹脂層13は、ポリエチレンイミン(PEI)からなる。また、本例において、テンプレート粒子11はシリカ(SiO2)よりなる。 In the coated particle 1 of this example, a resin layer 13 is formed between the nanosheet layer 15 and the template particle 11. The resin layer 13 is made of polyethyleneimine (PEI). In this example, the template particle 11 is made of silica (SiO 2 ).

また、ナノシート層15は、薄片状で幅およそ5〜500nmのナノシート151が上記テンプレート粒子11の周囲に集合して形成されている。ナノシート151は、互いにほとんど重なることなく、またほとんど隙間なく上記テンプレート粒子11の周囲に配置してナノシート層15を形成している。
また、ナノシート層15は、テンプレート粒子11の周囲に合計で10層積層されており、各ナノシート層15同士の間には、PEIよりなる樹脂層13が形成されている。
The nanosheet layer 15 is formed by agglomerating nanosheets 151 having a flaky shape and a width of about 5 to 500 nm around the template particles 11. The nanosheets 151 are arranged around the template particle 11 so as to hardly overlap each other and with almost no gap, thereby forming the nanosheet layer 15.
In addition, a total of ten nanosheet layers 15 are laminated around the template particles 11, and a resin layer 13 made of PEI is formed between the nanosheet layers 15.

次に、本例のコート粒子の製造方法につき、説明する。
まず、炭酸セシウム(Cs2CO3)と二酸化チタン(TiO2)と酸化ニッケル(NiO)とをCs:Ti:Ni=0.75:1.6:0.4というモル比で混合し、大気中において温度800℃で20時間焼成した。その後、室温に急冷してCs0.75Ti1.6Ni0.44よりなる粉末を合成した。この粉末1gに対して0.1規定の塩酸水溶液1000mlを加えて酸処理を行った。この酸処理においては、一日ごとに新しい塩酸水溶液を取り替える操作を3回繰り返した。
Next, the method for producing the coated particles of this example will be described.
First, cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and nickel oxide (NiO) are mixed at a molar ratio of Cs: Ti: Ni = 0.75: 1.6: 0.4, and the atmosphere It was fired at a temperature of 800 ° C. for 20 hours. Then, to synthesize a powder of Cs 0.75 Ti 1.6 Ni 0.4 O 4 was quenched to room temperature. An acid treatment was performed by adding 1000 ml of 0.1N aqueous hydrochloric acid to 1 g of this powder. In this acid treatment, the operation of replacing a new hydrochloric acid aqueous solution every day was repeated three times.

その後、固相をろ過し水洗した後風乾し、Ni置換型層状チタン酸(H0.75Ti1.6Ni0.44・H2O)よりなる粉末を得た。この粉末0.5gをテトラブチルアンモニウム水酸化物水溶液100mlに加えて、室温において回転数150rpmで1週間程度撹拌し、灰色のNi置換型チタニアゾルを得た。このゾル中には、Ti1.6Ni0.44よりなり、幅が約10nm〜200nmのナノシートが分散している。
次いで、このゾルを水で50倍に希釈し、pHを9に調整し、これをナノシートゾルとした。
また、濃度2wt%のポリエチレンイミン(PEI)水溶液(pH9)を準備した。
Thereafter, the solid phase was filtered, washed with water, and then air-dried to obtain a powder made of Ni-substituted layered titanic acid (H 0.75 Ti 1.6 Ni 0.4 O 4 .H 2 O). 0.5 g of this powder was added to 100 ml of an aqueous tetrabutylammonium hydroxide solution and stirred at room temperature at a rotation speed of 150 rpm for about one week to obtain a gray Ni-substituted titania sol. In the sol, nanosheets made of Ti 1.6 Ni 0.4 O 4 and having a width of about 10 nm to 200 nm are dispersed.
Next, this sol was diluted 50 times with water and the pH was adjusted to 9 to obtain a nanosheet sol.
Further, a polyethyleneimine (PEI) aqueous solution (pH 9) having a concentration of 2 wt% was prepared.

次に、図3に示すごとく、直径280nmのテンプレート粒子11を準備した。このテンプレート粒子11はSiO2からなり、負電荷を帯びている。
次いで、このテンプレート粒子1gを上記にて準備したPEI水溶液150mlに混合し、超音波浴で10分間分散させ、さらに15分間撹拌した。その後、回転数4000rpmで10分間の遠心分離を3回行い、表面にPEIからなる樹脂層を形成したテンプレート粒子を回収した。
Next, as shown in FIG. 3, template particles 11 having a diameter of 280 nm were prepared. The template particle 11 is made of SiO 2 and has a negative charge.
Next, 1 g of this template particle was mixed with 150 ml of the PEI aqueous solution prepared above, dispersed in an ultrasonic bath for 10 minutes, and further stirred for 15 minutes. Then, centrifugation for 10 minutes was performed 3 times at 4000 rpm, and the template particle | grains which formed the resin layer which consists of PEI on the surface were collect | recovered.

次に、この樹脂層を形成したテンプレート粒子を蒸留水150mlへ混合し、超音波浴で10分間分散させ、さらに15分間撹拌した。その後、上記にて準備したナノシートゾルを5ml加え、再び15分間撹拌した。続いて、回転数4000rpmで10分間の遠心分離を3回行い、図1に示すごとく、テンプレート粒子11にナノシート層15が積層したコート粒子1を回収した。また、このコート粒子1においては、ナノシート層15とテンプレート粒子11との間に樹脂層13が形成されている。   Next, the template particles on which this resin layer was formed were mixed with 150 ml of distilled water, dispersed in an ultrasonic bath for 10 minutes, and further stirred for 15 minutes. Thereafter, 5 ml of the nanosheet sol prepared above was added and stirred again for 15 minutes. Subsequently, centrifugation for 10 minutes at 4000 rpm was performed three times, and the coated particles 1 in which the nanosheet layer 15 was laminated on the template particles 11 were collected as shown in FIG. In the coated particle 1, a resin layer 13 is formed between the nanosheet layer 15 and the template particle 11.

さらに、このコート粒子を、上記と同様にPEI水溶液に混合し、超音波浴で分散させ、撹拌し、遠心分離を行って、ナノシート層の表面にさらに樹脂層を形成した。その後、上記と同様に蒸留水へ混合し超音波浴で10分間分散させさらに15分間撹拌した後、ナノシートゾルを5ml加え、再び15分間撹拌した。回転数4000rpmで10分間の遠心分離を3回行い、テンプレート粒子にナノシート層が2層積層されたコート粒子を回収した。さらに樹脂層とナノシート層とを交互に積層させて、図1に示すごとく、ナノシート層15が10層積層されたコート粒子1を作製した。各ナノシート層15の間にはPEIからなる樹脂層13が形成されている。なお、図1においては、図面作成の便宜のため積層数を省略した図が示されている。   Further, the coated particles were mixed with a PEI aqueous solution in the same manner as described above, dispersed in an ultrasonic bath, stirred, and centrifuged to form a resin layer on the surface of the nanosheet layer. Thereafter, the mixture was mixed with distilled water in the same manner as described above, dispersed in an ultrasonic bath for 10 minutes and stirred for 15 minutes, and then 5 ml of nanosheet sol was added and stirred again for 15 minutes. Centrifugation was performed 3 times at a rotation speed of 4000 rpm for 10 minutes, and the coated particles in which two nanosheet layers were laminated on the template particles were collected. Furthermore, the resin layer and the nanosheet layer were laminated | stacked alternately, and as shown in FIG. 1, the coated particle 1 with which the nanosheet layer 15 was laminated | stacked 10 layers was produced. A resin layer 13 made of PEI is formed between the nanosheet layers 15. In FIG. 1, a diagram in which the number of layers is omitted is shown for the convenience of drawing.

次に、本例にて得られたコート粒子についてX線回折パターンを測定した。その結果を図4に示す。また、紫外・可視光吸収スペクトルを測定した。その結果を図5に示す。
図4より知られるごとく、本例のコート粒子においては、X線回折パターンで2θ=4.0近傍にピークを示した。このことから、本例のコート粒子は、ナノシート層が2.5nm間隔で層状に積層されていることがわかる。
Next, the X-ray diffraction pattern of the coated particles obtained in this example was measured. The result is shown in FIG. In addition, ultraviolet and visible light absorption spectra were measured. The result is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 4, the coated particles of this example showed a peak in the vicinity of 2θ = 4.0 in the X-ray diffraction pattern. From this, it can be seen that in the coated particles of this example, the nanosheet layers are laminated in layers at intervals of 2.5 nm.

また、図5より知られるごとく、本例のコート粒子においては、紫外・可視光吸収スペクトルの測定において251nmに極大を有するピークを示し、このピークはナノシートによるものである。
図4及び図5の結果から、本例のコート粒子においては、テンプレート粒子の周囲に2.5nmという一定の間隔でナノシート層が形成されていることがわかる。
Further, as can be seen from FIG. 5, the coated particles of this example show a peak having a maximum at 251 nm in the measurement of the ultraviolet / visible light absorption spectrum, and this peak is due to the nanosheet.
From the results of FIG. 4 and FIG. 5, it can be seen that in the coated particles of this example, nanosheet layers are formed around the template particles at a constant interval of 2.5 nm.

図1及び図2に示すごとく、本例のコート粒子1においては、テンプレート粒子11の周囲に、ナノシート151が集合してなるナノシート層15が積層されており、このナノシートは、Ti1.6Ni0.44からなる。
そのため、コート粒子1は、ナノシート151の組成中のNiに由来する吸収波長を有する。そして、ナノシート層15は、300nm以下の波長域で高効率な吸収を示し、コート粒子1も300nm以下の幅広い領域で紫外光を吸収できる。
このように、本例によれば、幅広い領域で紫外光を吸収できるコート粒子を提供することができる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the coated particle 1 of this example, a nanosheet layer 15 formed by aggregating nanosheets 151 is laminated around the template particle 11, and this nanosheet is composed of Ti 1.6 Ni 0.4 O. It consists of four .
Therefore, the coated particle 1 has an absorption wavelength derived from Ni in the composition of the nanosheet 151. The nanosheet layer 15 exhibits highly efficient absorption in a wavelength region of 300 nm or less, and the coated particle 1 can also absorb ultraviolet light in a wide region of 300 nm or less.
Thus, according to this example, coated particles capable of absorbing ultraviolet light in a wide range can be provided.

また、本例のコート粒子1は、直径270nmという非常に小さなテンプレート粒子11の周囲に、一分子層からなるナノシート151が集合してなる。そのため、コート粒子1は、コロイド粒子として役割を果たすことができる。コート粒子1においては、テンプレート粒子11の直径及びナノシート層15の積層数を適宜制御することにより干渉効果による発色が可能である。したがって、例えば各種着色剤や塗料等として利用することができる。   The coated particles 1 of this example are formed by aggregating nanosheets 151 made of a single molecular layer around very small template particles 11 having a diameter of 270 nm. Therefore, the coated particles 1 can play a role as colloidal particles. The coated particles 1 can be colored by an interference effect by appropriately controlling the diameter of the template particles 11 and the number of stacked nanosheet layers 15. Therefore, it can be used as, for example, various colorants and paints.

(実施例2)
本例は、テンプレート粒子の周囲にTi1.6Co0.44からなるナノシート層を有するコート粒子を作製する例である。
まず、炭酸セシウム(Cs2CO3)と二酸化チタン(TiO2)と酸化コバルト(CoO)とをCs:Ti:Co=0.75:1.6:0.4というモル比で混合し、大気中において温度800℃で20時間焼成した。その後、室温に急冷してCs0.75Ti1.6Co0.44よりなる粉末を合成した。次いで、実施例1と同様にして、酸処理を行い、固相を水洗して風乾し、得られた粉末をテトラブチルアンモニウム水酸化物水溶液に加えて濃青色のCo置換型チタニアゾルを得た。このゾル中には、Ti1.6Co0.44よりなり、幅が約10nm〜200nmのナノシートが分散されている。
(Example 2)
In this example, coated particles having a nanosheet layer made of Ti 1.6 Co 0.4 O 4 around template particles are produced.
First, cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and cobalt oxide (CoO) are mixed at a molar ratio of Cs: Ti: Co = 0.75: 1.6: 0.4, and the atmosphere It was fired at a temperature of 800 ° C. for 20 hours. Thereafter, the powder was rapidly cooled to room temperature to synthesize a powder composed of Cs 0.75 Ti 1.6 Co 0.4 O 4 . Next, in the same manner as in Example 1, acid treatment was performed, the solid phase was washed with water and air-dried, and the obtained powder was added to an aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide to obtain a dark blue Co-substituted titania sol. In the sol, nanosheets made of Ti 1.6 Co 0.4 O 4 and having a width of about 10 nm to 200 nm are dispersed.

次いで、実施例1と同様にして、上記のようにして得られたゾルを水で50倍に希釈し、pHを9に調整して、ナノシートゾルを作製し、また、濃度2wt%のPEI水溶液(pH9)を準備した。   Next, in the same manner as in Example 1, the sol obtained as described above was diluted 50-fold with water, the pH was adjusted to 9, and a nanosheet sol was prepared. A PEI aqueous solution having a concentration of 2 wt% (PH 9) was prepared.

さらに実施例1と同様のテンプレート粒子を準備し、このテンプレート粒子を実施例1と同様に、上記PEI水溶液及び上記ナノシートゾルに交互に混合し、テンプレート粒子にナノシート層が10層積層されたコート粒子を作製した。
本例のコート粒子は、ナノシート層がTi1.6Co0.44からなるものであり、その他の構成は実施例1と同様のものである。
Furthermore, template particles similar to those in Example 1 were prepared, and these template particles were alternately mixed with the PEI aqueous solution and the nanosheet sol in the same manner as in Example 1, and 10 nanosheet layers were laminated on the template particles. Was made.
In the coated particles of this example, the nanosheet layer is made of Ti 1.6 Co 0.4 O 4 , and other configurations are the same as those in Example 1.

次に、本例にて得られたコート粒子について、そのX線回折パターンを測定した。その結果を図6に示す。また、紫外・可視光吸収スペクトルを測定した。その結果を図7に示す。
図6より知られるごとく、本例のコート粒子においては、X線回折パターンで2θ=4.0近傍にピークを示した。このことから、本例のコート粒子は、ナノシート層が2.5nm間隔で層状に積層されていることがわかる。
また、図7より知られるごとく、本例のコート粒子においては、紫外・可視光吸収スペクトルの測定において260nmに極大を有するピークを示し、このピークはナノシートによるものである。
図6及び図7の結果から、本例のコート粒子においては、テンプレート粒子の周囲に2.5nmという一定の間隔でナノシート層が形成されていることがわかる。
Next, the X-ray diffraction pattern of the coated particles obtained in this example was measured. The result is shown in FIG. In addition, ultraviolet and visible light absorption spectra were measured. The result is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 6, the coated particles of this example showed a peak in the vicinity of 2θ = 4.0 in the X-ray diffraction pattern. From this, it can be seen that in the coated particles of this example, the nanosheet layers are laminated in layers at intervals of 2.5 nm.
Further, as can be seen from FIG. 7, the coated particles of this example show a peak having a maximum at 260 nm in the measurement of the ultraviolet / visible light absorption spectrum, and this peak is due to the nanosheet.
From the results of FIG. 6 and FIG. 7, it can be seen that in the coated particles of this example, nanosheet layers are formed around the template particles at a constant interval of 2.5 nm.

(実施例3)
本例は、図8に示すごとく、ポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるテンプレート粒子21の周囲にTi1.6Cu0.44からなるナノシート層25を有するコート粒子2を作製する例である。また、本例では、図9に示すごとく、中空部31の周囲に、Ti1.6Cu0.44からなるナノシート層35が積層されたコート粒子3を作製する。
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 8, coated particles 2 having a nanosheet layer 25 made of Ti 1.6 Cu 0.4 O 4 around template particles 21 made of polymethyl methacrylate (PMMA) are produced. Moreover, in this example, as shown in FIG. 9, the coated particle 3 in which the nanosheet layer 35 made of Ti 1.6 Cu 0.4 O 4 is laminated around the hollow portion 31 is produced.

まず、炭酸セシウム(Cs2CO3)と二酸化チタン(TiO2)と酸化銅(CuO)とをCs:Ti:Cu=0.75:1.6:0.4というモル比で混合し、大気中において温度800℃で20時間焼成した。その後、室温に急冷してCs0.75Ti1.6Cu0.44よりなる粉末を合成した。次いで、実施例1と同様にして酸処理を行った。本例において、酸処理は、一日ごとに新しい塩酸水溶液を取り替える操作を10回繰り返して行った。
その後、実施例1と同様に、固相をろ過水洗して風乾し、得られた粉末をテトラブチルアンモニウム水酸化物水溶液に加えて、黄色のCu置換型チタニアゾルを得た。このゾル中には、Ti1.6Cu0.44よりなり、幅が約10nm〜200nmのナノシートが分散されている。
First, cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and copper oxide (CuO) are mixed at a molar ratio of Cs: Ti: Cu = 0.75: 1.6: 0.4, and the atmosphere It was fired at a temperature of 800 ° C. for 20 hours. Then, to synthesize a powder of Cs 0.75 Ti 1.6 Cu 0.4 O 4 and quenched to room temperature. Next, acid treatment was carried out in the same manner as in Example 1. In this example, the acid treatment was performed by repeating the operation of replacing a new hydrochloric acid aqueous solution every day 10 times.
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the solid phase was washed with filtered water and air-dried, and the obtained powder was added to a tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution to obtain a yellow Cu-substituted titania sol. In the sol, nanosheets made of Ti 1.6 Cu 0.4 O 4 and having a width of about 10 nm to 200 nm are dispersed.

次いで、実施例1と同様にして、上記のようにして得られたゾルを水で50倍に希釈し、pHを9に調整してナノシートゾルを作製し、また、濃度2wt%のPEI水溶液(pH9)を準備した。   Next, in the same manner as in Example 1, the sol obtained as described above was diluted 50-fold with water, the pH was adjusted to 9 to prepare a nanosheet sol, and a 2 wt% PEI aqueous solution ( pH 9) was prepared.

次に、PMMAからなる直径300nmのテンプレートの粉末を準備した。このテンプレート粒子を実施例1と同様に、上記PEI水溶液及び上記ナノシートゾルに交互に混合し、図8に示すごとく、テンプレート粒子21の周囲にナノシート層25が10層積層されたコート粒子を作製した。テンプレート粒子21とナノシート層25との間及び各ナノシート層25間には、実施例1と同様にPEIよりなる樹脂層23が形成されている。
本例のコート粒子は、テンプレート粒子21がPMMAからなり、ナノシート層25がTi1.6Cu0.44からなるものであり、その他の構成は、実施例1と同様である。
Next, a template powder made of PMMA and having a diameter of 300 nm was prepared. In the same manner as in Example 1, the template particles were alternately mixed into the PEI aqueous solution and the nanosheet sol, and as shown in FIG. 8, coated particles in which ten nanosheet layers 25 were laminated around the template particles 21 were produced. . A resin layer 23 made of PEI is formed between the template particle 21 and the nanosheet layer 25 and between each nanosheet layer 25 as in the first embodiment.
In the coated particles of this example, the template particles 21 are made of PMMA, the nanosheet layer 25 is made of Ti 1.6 Cu 0.4 O 4 , and other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、本例においては、上記のようにして得られたコート粒子2からテンプレート粒子21を抽出除去し、図9に示すごとく、中空部31を有するコート粒子3を作製する。
具体的には、まず、上記のようにして得られたコート粒子2(0.1g)を0.1wt%のテトラヒドロフラン水溶液100ml中に分散させた。次いで、50rpmの回転数で24時間撹拌した。これにより、PMMAからなるテンプレート粒子21が抽出除去され、図9に示すごとく中空部31が形成される。これにより中空部31の周囲に、ナノシートが集合してなるナノシート層35が積層されたコート粒子3を得た。
Next, in this example, the template particles 21 are extracted and removed from the coated particles 2 obtained as described above, and the coated particles 3 having the hollow portions 31 are produced as shown in FIG.
Specifically, first, the coated particles 2 (0.1 g) obtained as described above were dispersed in 100 ml of a 0.1 wt% tetrahydrofuran aqueous solution. Subsequently, it stirred for 24 hours at the rotation speed of 50 rpm. As a result, the template particles 21 made of PMMA are extracted and removed, and a hollow portion 31 is formed as shown in FIG. As a result, coated particles 3 were obtained in which the nanosheet layer 35 formed by collecting nanosheets was laminated around the hollow portion 31.

次に、本例にて得られた中空部を有するコート粒子について、紫外・可視光吸収スペクトルを測定した。その結果を図10に示す。
図10より知られるごとく、本例のコート粒子においては、紫外・可視光吸収スペクトルの測定において270nmに極大を有するピークを示した。このピークはナノシートによるものである。
Next, the ultraviolet / visible light absorption spectrum of the coated particles having a hollow part obtained in this example was measured. The result is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 10, the coated particles of this example showed a peak having a maximum at 270 nm in the measurement of the ultraviolet / visible light absorption spectrum. This peak is due to the nanosheet.

(比較例)
本例は、図11に示すごとく、テンプレート粒子91の周囲にTi1.84からなるナノシート層95を有するコート粒子9を作製する例である。
まず、炭酸セシウム(CsCO3)と二酸化チタン(TiO2)とをCs:Ti=0.7:1.8というモル比で混合し、大気中において温度800℃で20時間焼成した。その後、室温に急冷してCs0.7Ti1.84よりなる粉末を合成した。この粉末1gに対して0.1規定の塩酸水溶液1000mlを加えて酸処理を行った。酸処理は、一日ごとに新しい塩酸水溶液を取り替える操作を10回繰り返した。
(Comparative example)
In this example, as shown in FIG. 11, coated particles 9 having nanosheet layers 95 made of Ti 1.8 O 4 around template particles 91 are produced.
First, cesium carbonate (CsCO 3 ) and titanium dioxide (TiO 2 ) were mixed at a molar ratio of Cs: Ti = 0.7: 1.8 and baked in the atmosphere at a temperature of 800 ° C. for 20 hours. Then, to synthesize a powder of Cs 0.7 Ti 1.8 O 4 was quenched to room temperature. An acid treatment was performed by adding 1000 ml of 0.1N aqueous hydrochloric acid to 1 g of this powder. In the acid treatment, the operation of replacing a new hydrochloric acid aqueous solution every day was repeated 10 times.

その後、固相をろ過し水洗した後風乾し、層状チタン酸(H0.7Ti1.84・H2O)よりなる粉末を得た。この粉末0.5gをテトラブチルアンモニウム水酸化物水溶液100mlに加えて室温で1週間程度150rpmで撹拌し、白色のチタニアゾルを得た。このゾル中には、Ti1.84よりなるナノシートが分散されている。
次いで、上記のようにして得られたゾルを水で50倍に希釈し、pHを9に調整して、これをナノシートゾルとした。
また、濃度2wt%のPEI水溶液(pH9)を準備した。
Thereafter, the solid phase was filtered, washed with water, and then air-dried to obtain a powder composed of layered titanic acid (H 0.7 Ti 1.8 O 4 .H 2 O). 0.5 g of this powder was added to 100 ml of an aqueous tetrabutylammonium hydroxide solution and stirred at room temperature for about 1 week at 150 rpm to obtain a white titania sol. In the sol, nanosheets made of Ti 1.8 O 4 are dispersed.
Next, the sol obtained as described above was diluted 50 times with water, and the pH was adjusted to 9, which was used as a nanosheet sol.
A 2 wt% PEI aqueous solution (pH 9) was prepared.

次に、PMMAからなる直径300nmのテンプレートの粉末を準備した。このテンプレート粒子を実施例1と同様に、上記PEI水溶液及び上記ナノシートゾルに交互に混合し、図11に示すごとく、ナノシート層95が10層積層されたコート粒子9を作製した。なお、図11においては、図面作成の便宜のため、ナノシート層の積層数を省略した図で示している。また、テンプレート粒子91とナノシート層95との間及び各ナノシート層95間には、実施例1と同様にPEIよりなる樹脂層93が形成されている。
本例のコート粒子9は、テンプレート粒子91がPMMAからなり、ナノシート層95がTi1.84からなるものである。
Next, a template powder made of PMMA and having a diameter of 300 nm was prepared. In the same manner as in Example 1, the template particles were alternately mixed into the PEI aqueous solution and the nanosheet sol, thereby producing coated particles 9 in which ten nanosheet layers 95 were laminated as shown in FIG. In FIG. 11, the number of stacked nanosheet layers is omitted for the convenience of drawing. Further, a resin layer 93 made of PEI is formed between the template particle 91 and the nanosheet layer 95 and between each nanosheet layer 95 as in the first embodiment.
In the coated particles 9 of this example, the template particles 91 are made of PMMA, and the nanosheet layer 95 is made of Ti 1.8 O 4 .

次に、本例にて得られたコート粒子9について、紫外・可視光吸収スペクトルを測定した。その結果、本例のコート粒子9においては、265nmに極大を有するピークを示した。したがって、本例のコート粒子9は、265nmの波長は高効率で吸収する。しかし、本例のコート粒子9は、それ以外の波長域の吸収効率が低く、充分に紫外線を吸収することができなかった。   Next, an ultraviolet / visible light absorption spectrum of the coated particle 9 obtained in this example was measured. As a result, the coated particle 9 of this example showed a peak having a maximum at 265 nm. Accordingly, the coated particles 9 of this example absorb the wavelength of 265 nm with high efficiency. However, the coated particles 9 of this example have low absorption efficiency in other wavelength regions, and could not sufficiently absorb ultraviolet rays.

実施例1にかかる、SiO2からなるテンプレート粒子の周囲にナノシート層を有するコート粒子の断面説明図。According to Example 1, cross-sectional view of a coated particle having a nanosheet layer around the template particles composed of SiO 2. 実施例1にかかる、コート粒子におけるナノシート層の構成を示す部分拡大図。The elements on larger scale which show the structure of the nanosheet layer in the coated particle concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、シリカよりなるテンプレート粒子を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing template particles made of silica according to Example 1. 実施例1にかかる、コート粒子のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the coated particle concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる、コート粒子の紫外・可視光吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the ultraviolet and visible light absorption spectrum of the coated particle concerning Example 1. FIG. 実施例2にかかる、コート粒子のX線回折パターンを示す図。The figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the coated particle concerning Example 2. FIG. 実施例2にかかる、コート粒子の紫外・可視光吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the ultraviolet and visible light absorption spectrum of the coated particle concerning Example 2. FIG. 実施例3にかかる、PMMAからなるテンプレート粒子の周囲にナノシート層を有するコート粒子の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the coated particle which has a nanosheet layer around the template particle which consists of PMMA concerning Example 3. FIG. 実施例3にかかる、中空部の周囲にナノシート層を有するコート粒子の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the coated particle which has a nano sheet layer around the hollow part concerning Example 3. FIG. 実施例3にかかる、中空部の周囲にナノシート層を有するコート粒子の紫外・可視光吸収スペクトルを示す図The figure which shows the ultraviolet and visible light absorption spectrum of the coating particle which has a nanosheet layer around the hollow part concerning Example 3 比較例にかかる、コート粒子の周囲にTi1.84よりなるナノシートを有するコート粒子を示す説明図。According to the comparative example, explanatory view showing a coated particle having a nanosheet consisting Ti 1.8 O 4 around the coated particles.

符号の説明Explanation of symbols

1 コート粒子
11 テンプレート粒子
13 樹脂層
15 ナノシート層
1 Coat particle 11 Template particle 13 Resin layer 15 Nanosheet layer

Claims (8)

直径0.01μm〜10μmのテンプレート粒子の周囲に、ナノシートよりなるナノシート層が一層又は複数層積層されたコート粒子であって、
上記ナノシートは、Ti2-xMex4(MeはNi、Co、Cu、Zn、及びFeから選ばれる1種以上、xは0.4又は0.8)からなり、
上記ナノシート層と上記テンプレート粒子との間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることを特徴とするコート粒子。
Around the template particles with a diameter of 0.01 to 10 m, the nanosheet layer made of Na Noshito is a coated particle that are stacked one or more layers,
The nanosheet, Ti 2-x Me x O 4 (Me is Ni, Co, Cu, Zn, and one or more selected from Fe, x is 0.4 or 0.8) Tona is,
Coated particles, wherein a resin layer made of a cationic polymer electrolyte is formed between the nanosheet layer and the template particles.
請求項1において、上記テンプレート粒子は、シリカよりなることを特徴とするコート粒子。 2. The coated particle according to claim 1, wherein the template particle is made of silica . 請求項1又は2において、上記テンプレート粒子は、ポリメチルメタクリレート又はポリスチレンよりなることを特徴とするコート粒子。 3. The coated particle according to claim 1, wherein the template particle is made of polymethyl methacrylate or polystyrene . 直径0.01μm〜10μmの中空部の周囲に、一分子層のナノシートよりなるナノシート層が一層又は複数層積層されたコート粒子であって、
上記ナノシートは、Ti 2-x Me x 4 (MeはNi、Co、Cu、Zn、及びFeから選ばれる1種以上、xは0.4又は0.8)からなることを特徴とするコート粒子。
Coated particles in which one or more nanosheet layers made of monomolecular nanosheets are laminated around a hollow portion having a diameter of 0.01 μm to 10 μm,
The nanosheet, Ti 2-x Me x O 4 (Me is Ni, Co, Cu, Zn, and one or more selected from Fe, x is 0.4 or 0.8), characterized in that it consists of coating particle.
請求項4において、上記ナノシート層と上記中空部との間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることを特徴とするコート粒子。 5. The coated particle according to claim 4, wherein a resin layer made of a cationic polymer electrolyte is formed between the nanosheet layer and the hollow portion . 請求項1〜5のいずれか一項において、上記ナノシート層は、幅5nm〜500nmの上記ナノシートを組み合わせて構成してあることを特徴とするコート粒子。 The coated particle according to any one of claims 1 to 5, wherein the nanosheet layer is configured by combining the nanosheets having a width of 5 nm to 500 nm. 請求項1〜6のいずれか一項において、上記ナノシート層は、複数層積層されていることを特徴とするコート粒子。 The coated particle according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the nanosheet layers are laminated . 請求項7において、上記ナノシート層同士の間には、カチオン性の高分子電解質からなる樹脂層が形成されていることを特徴とするコート粒子。 The coated particle according to claim 7, wherein a resin layer made of a cationic polymer electrolyte is formed between the nanosheet layers .
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