JP5427359B2 - 光透過性基体の透過可視光量増加剤及びそれを用いた高光透過性基体の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)陽イオン;
(2)正電荷を有する導電体又は誘電体;並びに
(3)正電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体
からなる群から選択される1種又は2種以上の、正電荷物質を含有することができる。
(4)陰イオン;
(5)負電荷を有する導電体又は誘電体;
(6)負電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体;
からなる群から選択される1種又は2種以上の、負電荷物質を含有することができる。
まず、四塩化チタン等の四価チタンの化合物とアンモニア等の塩基とを反応させて、水酸化チタンを形成する。次に、この水酸化チタンを酸化剤でペルオキソ化し、超微細粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成する。この反応は好ましくは水性媒体中で行なわれる。さらに、任意に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させることも可能である。上記の各工程のいずれかにおいて金、銀、白金、銅、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、錫、鉄、亜鉛又はそれらの化合物の少なくとも1つが混合される。
四塩化チタン等の四価チタンの化合物を酸化剤でペルオキソ化し、これとアンモニア等の塩基とを反応させて超微細粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成する。この反応は好ましくは水性媒体中で行なわれる。さらに、任意に加熱処埋することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させることも可能である。上記の各工程のいずれかにおいて金、銀、白金、銅、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、錫、鉄、亜鉛又はそれらの化合物の少なくとも1つが混合される。
四塩化チタン等の四価チタンの化合物を、酸化剤及び塩基と同時に反応させて、水酸化チタン形成とそのペルオキソ化とを同時に行い、超微細粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成する。この反応は好ましくは水性媒体中で行なわれる。さらに、任意に加熱処埋することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させることも可能である。上記の各工程のいずれかにおいて金、銀、白金、銅、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、錫、鉄、亜鉛又はそれらの化合物の少なくとも1つが混合される。
チタンアルコキシドに、水、アルコール等の溶媒、酸又は塩基触媒を混合撹拌し、チタンアルコキシドを加水分解させ、超微粒子のチタン過酸化物のゾル溶液を生成する。この加水分解の前後のいずれかに、金、銀、白金、銅、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、錫、鉄、亜鉛又はそれらの化合物の少なくとも1つが混合される。なお、このようにして得られるチタン過酸化物は、ペルオキソ基を有するアモルファス型である。
金属ドープチタン過酸化物の製造に使用する四価チタンの化合物としては、塩基と反応させた際に、オルトチタン酸(H4TiO4)とも呼称される水酸化チタンを形成できるものであれば各種のチタン化合物が使用でき、例えば四塩化チタン、硫酸チタン、硝酸チタン、燐酸チタン等のチタンの水溶性無機酸塩がある。それ以外にも蓚酸チタン等のチタンの水溶性有機酸塩も使用できる。なお、これらの各種チタン化合物の中では、水溶性に特に優れ、かつ金属ドープ過酸化チタンの分散液中にチタン以外の成分が残留しない点で、四塩化チタンが好ましい。
上記四価チタンの化合物と反応させる塩基は、四価チタンの化合物と反応して水酸化チタンを形成できるものであれば、各種のものが使用可能であり、それにはアンモニア、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、苛性カリ等が例示できるが、アンモニアが好ましい。
金、銀、白金、銅、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、錫、鉄又は亜鉛の化合物としては、それぞれ以下のものが例示できる。
Au化合物:AuCl、AuCl3、AuOH、Au(OH)2、Au2O、Au2O3
Ag化合物:AgNO3、AgF、AgClO3、AgOH、Ag(NH3)OH、Ag2SO4
Pt化合物:PtCl2、PtO、Pt(NH3)Cl2、PtO2、PtCl4、〔Pt(OH)6〕2−
Ni化合物:Ni(OH)2、NiCl2
Co化合物:Co(OH)NO3、Co(OH)2、CoSO4、CoCl2
Cu化合物:Cu(OH)2、Cu(NO3)2、CuSO4、CuCl2、Cu(CH3COO)2
Zr化合物:Zr(OH)3、ZrCl2、ZrCl4
Mn化合物:MnNO3、MnSO4、MnCl2
Sn化合物:SnCl2、SnCl4、[Sn(OH)]+
Fe化合物:Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCl3
Zn化合物:Zn(NO3)2、ZnSO4、ZnCl2
(評価液1)
シリカゾル液WM−12(多摩化学工業(株))、銅及びジルコニウムドープチタニア水分散液:Z18−1000SuperA(サスティナブル・テクノロジー(株))、並びに、銀ドープチタニア水分散液SP−2(サスティナブル・テクノロジー(株))を、各々0.6重量%に純水で調整の上、8:1:1の重量比で混合し、この混合物に、市販の上白糖を2重量%と、有機ケイ素界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))を20重量%添加して評価液1とした。
シリカゾル液WM−12(多摩化学工業(株))、錫及び銅ドープチタニア水分散液:SnZ18−1000A(サスティナブル・テクノロジー(株))、下記の方法により調製した鉄ドープチタニア水分散液を、各々0.6重量%に純水で調整の上、8:1:1の重量比で混合し、この混合物に、市販の上白糖を2重量%と、有機ケイ素界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))を20重量%添加して評価液2とした。
純水500mlにFeCl3・6H2O、0.712gを完全に溶かした溶液に、さらに50%四塩化チタン溶液(住友シチックス(株)製)10gを添加し、純水を加え1000mlにした溶液を準備する。これに25%アンモニア水(高杉製薬(株)製)を10倍希釈したアンモニア水を滴下してpH7.0に調整して水酸化鉄と水酸化チタンとの混合物を沈殿させた。この沈殿物を純水で上澄み液中の導電率が0.8mS/m以下になるよう洗浄を継続し、導電率が0.744mS/mになったところで洗浄を終了すると、0.47wt%濃度の水酸化物の含有液が420g作製された。次いで、この水酸化物含有液を1〜5℃に冷却しながら35%過酸化水素(タイキ薬品工業(株)製)を25g添加し16時間撹拌すると濃黄褐色の透明な鉄がドープされた0.44重量%のアモルファス型過酸化チタンの分散液440gが得られた。これを限外ろ過濃縮装置で濃縮し、濃度を0.85重量%とした前記分散液を220g調製した。
シリカゾル液WM−12(多摩化学工業(株))、及び、銅及ジルコニウムドープチタニア水分散液:Z18−1000SuperA(サスティナブル・テクノロジー(株))を、各々0.6重量%に純水で調整の上、9:1の重量比で混合し、この混合物に、市販の上白糖を2重量%と、有機ケイ素界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))を20重量%添加して評価液3とした。
シリカゾル液WM−12(多摩化学工業(株))を0.6重量%に純水で調整し、これに市販白糖を2重量%と有機ケイ素界面活性剤:Z−B(サスティナブル・テクノロジー(株))を20重量%添加して比較液1とした。
市販透明フロートガラス(厚さ3mm)を50mm×50mmのサイズの各ガラス基板に、評価液1〜3及び比較液1を、スプレーコーティングで20g/m2の割合で塗布し、自然乾燥した後、580℃で30分焼成して、評価基板1〜3及び比較基板1とした。また、未処理のガラス基板を対照とした。
評価基板1〜3、比較基板1及び対照のそれぞれについて、紫外線・可視光光度計V−550DS(日本分光(株))を用いて、以下の条件で可視光線の透過率及び反射率を測定した。測光モード:%T、%R、レスポンス:Medium、走査速度100nm/分、開始波長780nm、終了波長380nm、データ取込間隔1.0nm。結果を表1に示す。
(評価液4〜6、及び、比較液2)
熱分解性有機物である市販の上白糖を添加しない以外は評価液1〜3及び比較液1と同様に調製したものを評価液4〜6及び比較液2とした。
評価液4〜6及び比較液2を評価1における評価基板の作製と同様の方法で塗布し80℃で15分加熱し、乾燥後、純水で洗浄し、更に乾燥させて評価基板4〜6及び比較基板2とした。また、未処理ガラス基板を対照とした。
評価1における評価方法と同様にして、評価基板4〜6、比較基板2及び対照のそれぞれについて、可視光線の透過率及び反射率を測定した。結果を表2に示す。
Claims (15)
- アルキルシリケート構造及び/若しくはポリエーテル構造を有する有機ケイ素化合物並びに/又はシリカ、並びに、金属ドープ酸化チタンを含む、光透過性基体の透過可視光量増加剤。
- 前記酸化チタンが、過酸化チタンである請求項1記載の透過可視光量増加剤。
- 更に、熱分解性有機化合物を含む請求項1又は2記載の透過可視光量増加剤。
- 前記熱分解性有機化合物が糖又は糖アルコールである、請求項3記載の透過可視光量増加剤。
- 前記糖が、単糖類及び二糖類からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項4記載の透過可視光量増加剤。
- 前記熱分解性有機化合物が水溶性有機高分子である、請求項3記載の透過可視光量増加剤。
- 更に
(1)陽イオン;
(2)正電荷を有する導電体又は誘電体;並びに
(3)正電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体
からなる群から選択される1種又は2種以上の、正電荷物質を含有する、請求項1乃至6のいずれかに記載の透過可視光量増加剤。 - 更に
(4)陰イオン;
(5)負電荷を有する導電体又は誘電体;
(6)負電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体;
からなる群から選択される1種又は2種以上の、負電荷物質を含有する、請求項1乃至6のいずれかに記載の透過可視光量増加剤。 - 更に
(1)陽イオン;
(2)正電荷を有する導電体又は誘電体;並びに
(3)正電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体
からなる群から選択される1種又は2種以上の、正電荷物質
及び
(4)陰イオン;
(5)負電荷を有する導電体又は誘電体;
(6)負電荷を有する導電体、及び、誘電体又は半導体、の複合体;
からなる群から選択される1種又は2種以上の、負電荷物質
を含有する、請求項1乃至6のいずれかに記載の透過可視光量増加剤。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の透過可視光量増加剤を光透過性基体に塗布し、加熱処理又は非加熱処理を行うことを特徴とする、高光透過性基体の製造方法。
- 前記基体の少なくとも一部が樹脂、金属又はガラス製である、請求項10記載の透過可視光量増加方法。
- 前記加熱処理を400℃以上の温度で行う、請求項10又は11記載の透過可視光量増加方法。
- 請求項10乃至12のいずれかに記載の製造方法により得られた高光透過性基体。
- 請求項13記載の高光透過性基体を備える光学部材又は光学素子。
- シリカ及び金属ドープ酸化チタンを含む層を光透過性基体表面に形成することを特徴とする、光透過性基体の透過可視光量増加方法。
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