JP5809795B2 - Titanium dioxide-containing composite particles - Google Patents

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Description

本発明は、長期の耐候性・耐久性が求められる塗料組成物(塗膜形成用組成物)等に使用される二酸化チタン含有複合粒子に関するものである。 The present invention relates to titanium dioxide-containing composite particles used for coating compositions (coating film forming compositions) and the like that require long-term weather resistance and durability.

二酸化チタンは、可視光線に対しては高い屈折率を有することから、プラスチック、塗料、インキ用途等への白色顔料として、また紫外線に対しては吸収することから、化粧品用の紫外線遮蔽材などとして幅広く使用されている。 Titanium dioxide has a high refractive index for visible light, so it is used as a white pigment for plastics, paints, inks, etc., and because it absorbs ultraviolet light, it is used as a UV shielding material for cosmetics. Widely used.

しかしながら、二酸化チタンは元来n型半導体であり、紫外線が二酸化チタンに照射されると、光触媒作用を起こす。そのため化粧料、塗料、プラスチックス等の組成物に配合された場合、二酸化チタンの光触媒作用によって、樹脂や油脂などの有機成分の変色、褪色、劣化を引き起こす。そこで、二酸化チタンの紫外線耐性を高めることを目的に、二酸化チタン粒子の表面にシリカ、アルミナ、酸化セリウム等の被覆層を設けることにより、二酸化チタンの光触媒能による粒子界面の活性化を抑制している。中でも特に酸化セリウムは高紫外線遮蔽効果を有することから、二酸化チタンの被覆材として注目されている。 However, titanium dioxide is originally an n-type semiconductor and causes photocatalysis when irradiated with ultraviolet rays. Therefore, when blended in compositions such as cosmetics, paints, and plastics, the photocatalytic action of titanium dioxide causes discoloration, discoloration, and deterioration of organic components such as resins and oils. Therefore, for the purpose of increasing the ultraviolet resistance of titanium dioxide, by providing a coating layer of silica, alumina, cerium oxide, etc. on the surface of the titanium dioxide particles, the activation of the particle interface due to the photocatalytic ability of titanium dioxide is suppressed. Yes. In particular, cerium oxide has been attracting attention as a coating material for titanium dioxide because it has a high ultraviolet shielding effect.

例えば特許文献1には、ルチル型酸化チタン粒子の表面にごく少量(酸化チタンに対し、0.01〜1.0重量%)の酸化セリウムを析出させ、さらにその上に緻密無定形シリカを析出させた顔料が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a very small amount (0.01 to 1.0% by weight with respect to titanium oxide) of cerium oxide is deposited on the surface of rutile-type titanium oxide particles, and dense amorphous silica is further deposited thereon. Pigmented pigments are disclosed.

特許文献2には、アルミナまたはアルミナ・シリカからなる被覆を有するルチル型酸化チタン粒子の顔料であって、その粒子表面が酸化チタンに対し、0.5〜2重量%のセリウムカチオンおよび化学両論的な量の硫酸アニオンもしくはケイ酸アニオンを有する被覆酸化チタン顔料が開示されている。 Patent Document 2 discloses a rutile-type titanium oxide particle pigment having a coating made of alumina or alumina-silica, and the particle surface is 0.5 to 2% by weight of cerium cation and stoichiometric with respect to titanium oxide. Coated titanium oxide pigments having a significant amount of sulfate or silicate anions are disclosed.

特許文献3には、内側から順に、酸化チタンを含む粒子と、酸化セリウムを含む第1の被覆層と、酸化ケイ素を含む第2の被覆層とを有する複合粒子が開示されている。 Patent Document 3 discloses composite particles having, in order from the inside, particles containing titanium oxide, a first coating layer containing cerium oxide, and a second coating layer containing silicon oxide.

特許文献4には、酸化セリウムと共に、二酸化ケイ素で二酸化チタン粉末を被覆した組成物が開示されている。 Patent Document 4 discloses a composition in which titanium dioxide powder is coated with silicon dioxide together with cerium oxide.

特開平7−315838号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-315838 特開昭59−184264号公報JP 59-184264 A 国際公開第2008/078657号パンフレットInternational Publication No. 2008/078657 Pamphlet 特開2000−212054号公報JP 2000-212054 A

しかし上述のような、酸化セリウム被覆層を有する二酸化チタンを用いた場合は、ある程度の光触媒活性抑制効果は認められたものの、耐候性がまだ不十分であり、長期的な使用には耐えない場合が多かった。実際にも、例えば建築物外壁面のような高度かつ長期的な耐候性が要求される分野では、未だ満足する性能を有する二酸化チタン含有粒子は得られていない。 However, when titanium dioxide having a cerium oxide coating layer as described above is used, a certain degree of photocatalytic activity suppression effect is recognized, but the weather resistance is still insufficient, and it is not possible to withstand long-term use. There were many. Actually, titanium dioxide-containing particles having satisfactory performance have not yet been obtained in a field where high and long-term weather resistance is required, such as a building outer wall surface.

一方、耐候性を向上させることを目的に、被覆層を厚くすると、粒子全体における二酸化チタンの比率(酸化チタン純度)が相対的に低下する。その結果、隠蔽力、着色力といった酸化チタンに求められるべき本来の性能を損なうことになる。そのため、被覆層の質量をなるべく少なくし、粒子全体に占める二酸化チタンの質量をある一定量以上に保つ必要がある。 On the other hand, when the coating layer is thickened for the purpose of improving the weather resistance, the ratio of titanium dioxide in the whole particle (titanium oxide purity) is relatively lowered. As a result, the original performances required for titanium oxide such as hiding power and coloring power are impaired. Therefore, it is necessary to reduce the mass of the coating layer as much as possible and keep the mass of titanium dioxide in the entire particle at a certain amount or more.

また酸化セリウムの被覆層を有する従来の二酸化チタン含有複合粒子は、顔料として配合された際、樹脂などの有機物質に対する親和性が不十分であり、組成物中での分散性が必ずしも高いとはいえない。そのため、塗膜を形成した際に顔料が凝集し、塗膜の透明性や光沢が低下する、という問題もある。 In addition, conventional titanium dioxide-containing composite particles having a coating layer of cerium oxide have insufficient affinity for organic substances such as resins when blended as pigments, and the dispersibility in the composition is not necessarily high. I can't say that. Therefore, there is also a problem that when the coating film is formed, the pigments aggregate and the transparency and gloss of the coating film are lowered.

このような状況を踏まえ、本発明は、二酸化チタン本来の性質を保持しつつ、樹脂組成物中において、分散性が良好で、高度かつ長期にわたる耐候性を有する二酸化チタン含有複合粒子を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides titanium dioxide-containing composite particles having good dispersibility and high and long-term weather resistance in a resin composition while maintaining the original properties of titanium dioxide. With the goal.

すなわち、本発明の第1の態様は、内側から順に、二酸化チタンを含む基材と、
ケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの酸化物、並びにケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する第1の被覆帯と、
セリウムの酸化物又は水酸化物、及びアルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する第2の被覆帯
を備えた複合粒子に関する。
That is, the first aspect of the present invention, in order from the inside, is a base material containing titanium dioxide;
A first covering strip containing at least one compound selected from the group consisting of oxides of silicon, zirconium and aluminum, and hydroxides of silicon, zirconium and aluminum;
The present invention relates to a composite particle including a second coating band containing an oxide or hydroxide of cerium and an oxide or hydroxide of aluminum.

上記第2の被覆帯の好ましい実施形態の一つは、セリウムの酸化物又は水酸化物を含有する内層と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する外層を含む複層からなるものである。また別の好ましい実施形態の一つは、上記第2の被覆帯は、セリウムの酸化物又は水酸化物と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物の両方を含有する単一層からなるものである。 One of the preferred embodiments of the second covering band is composed of a multilayer including an inner layer containing a cerium oxide or hydroxide and an outer layer containing an aluminum oxide or hydroxide. . In another preferred embodiment, the second coating zone is a single layer containing both a cerium oxide or hydroxide and an aluminum oxide or hydroxide.

上記第2の被覆帯の質量は、上記二酸化チタンの質量100質量部に対し1〜15質量部であるのが好ましい。また上記第2の被覆帯は、さらにジルコニウム、ケイ素、亜鉛、チタン、スズ、リン及びアンチモンの酸化物または水酸化物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含んでいてもよい。 The mass of the second covering band is preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium dioxide. Further, the second coating band may further contain at least one compound selected from the group consisting of oxides or hydroxides of zirconium, silicon, zinc, titanium, tin, phosphorus, and antimony.

さらに上記基材粒子と、上記第1の被覆帯を合わせた粒子の一次粒子径は0.001〜3μmであるのが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the primary particle diameter of the particle | grains which match | combined the said base material particle | grain and said 1st coating band is 0.001-3 micrometers.

また本発明の第2の態様は、上記複合粒子を含有する塗料に関する。 Moreover, the 2nd aspect of this invention is related with the coating material containing the said composite particle.

また本発明の第3の態様は、上記複合粒子を含有する化粧料に関する。 Moreover, the 3rd aspect of this invention is related with the cosmetics containing the said composite particle.

本発明の複合粒子は、酸化チタン顔料としての性能を保持しつつ、長期間にわたる耐候性を有するものである。また、樹脂などの有機物質に対する親和性も高く、化粧料、塗料、プラスチックス等の組成物に配合された場合の分散性に優れる。そのため、本発明は高度かつ長期にわたる耐候性を要求される塗膜形成用組成物や樹脂組成物用の顔料として適した二酸化チタン含有複合粒子を提供することができる。 The composite particles of the present invention have weather resistance over a long period of time while maintaining the performance as a titanium oxide pigment. In addition, it has high affinity for organic substances such as resins, and is excellent in dispersibility when blended in compositions such as cosmetics, paints, and plastics. Therefore, the present invention can provide titanium dioxide-containing composite particles suitable as a pigment for a coating film-forming composition or a resin composition requiring high and long-term weather resistance.

以下に本発明を詳細に説明する。なお、本願明細書中において、「二酸化チタン」と「酸化チタン」はいずれも化学式:TiOで表される同一の化合物を意味する。 The present invention is described in detail below. In the present specification, “titanium dioxide” and “titanium oxide” both mean the same compound represented by the chemical formula: TiO 2 .

(二酸化チタン含有複合粒子)
上述の通り、本発明の第1の態様に係る複合粒子は、内側から順に、二酸化チタンを含む基材と、ケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの酸化物、並びにケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する第1の被覆帯と、セリウムの酸化物又は水酸化物、及びアルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する第2の被覆帯とを備えている。
(Titanium dioxide-containing composite particles)
As described above, the composite particle according to the first aspect of the present invention includes, in order from the inside, a base material containing titanium dioxide, an oxide of silicon, zirconium, and aluminum, and a hydroxide of silicon, zirconium, and aluminum. A first coating zone containing at least one compound selected from the group; and a second coating zone containing an oxide or hydroxide of cerium and an oxide or hydroxide of aluminum. .

本発明の複合粒子は、二酸化チタンを含む基材を含有する。二酸化チタンは屈折率が高いため、可視光線を効果的に散乱する。 The composite particles of the present invention contain a substrate containing titanium dioxide. Since titanium dioxide has a high refractive index, it effectively scatters visible light.

二酸化チタンを含む基材の原料としては、顔料等として用いられる酸化チタン粒子、酸化チタンを含む複合酸化物等の粒子状基材や、酸化チタン被覆雲母等のフレーク状基材が挙げられる。なかでも、可視光線反射率の高さから、酸化チタン粒子が好ましい。 Examples of the raw material for the base material containing titanium dioxide include particulate base materials such as titanium oxide particles used as pigments, composite oxides containing titanium oxide, and flaky base materials such as titanium oxide-coated mica. Among these, titanium oxide particles are preferable because of high visible light reflectance.

複合粒子中の二酸化チタンの割合は、特に限定されないが、下限は、好ましくは複合粒子総質量の50質量%、より好ましくは60質量%、さらに好ましくは70質量%であり、一方、上限は、好ましくは複合粒子総質量の90質量%、より好ましくは85質量%、さらに好ましくは80質量%である。複合粒子中の二酸化チタンの割合が少ないということは、被覆帯が厚いことを意味し、逆に二酸化チタンの割合が多いということは、被覆帯が薄いことを意味する。従って、複合粒子中の二酸化チタンの割合が50質量%より少ない場合には、酸化チタンに求められるべき本来の性能(隠蔽力等)を損なうおそれがある。一方、二酸化チタンの量が90質量%より多い場合には、被覆効果が不十分となる場合があり、複合粒子の耐候性が問題となるおそれがある。 The proportion of titanium dioxide in the composite particles is not particularly limited, but the lower limit is preferably 50% by mass of the total mass of the composite particles, more preferably 60% by mass, and even more preferably 70% by mass, while the upper limit is Preferably, it is 90% by mass of the total mass of the composite particles, more preferably 85% by mass, and still more preferably 80% by mass. A small proportion of titanium dioxide in the composite particles means that the coating band is thick, and conversely that a large proportion of titanium dioxide means that the coating band is thin. Therefore, when the proportion of titanium dioxide in the composite particles is less than 50% by mass, the original performance (hiding power, etc.) that should be required for titanium oxide may be impaired. On the other hand, when the amount of titanium dioxide is more than 90% by mass, the coating effect may be insufficient, and the weather resistance of the composite particles may become a problem.

本発明の複合粒子は、二酸化チタンを含む基材の外側に、ケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの酸化物、並びにケイ素、ジルコニウム及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する第1の被覆帯を有する。 The composite particle of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of oxides of silicon, zirconium and aluminum, and hydroxides of silicon, zirconium and aluminum on the outside of the substrate containing titanium dioxide. Having a first covering strip.

第1の被覆帯は、基材中の酸化チタンと、第2の被覆帯に含まれる酸化セリウムとの間の電気的なバリアとして設けられるものである。酸化セリウムだけでは完全に紫外線を遮断できないため、酸化チタンの表面に直接酸化セリウムを含有する被覆層を設けた場合、紫外線の一部が酸化セリウム含有層を通過して、酸化チタンに届く場合がある。その結果、酸化チタンの光触媒反応によりヒドロキシラジカル(・OH)が発生する。発生したヒドロキシラジカルは容易に酸化セリウム層を分解することから、長期的に使用すれば次第に紫外線の遮断性能が低下する。これが従来の酸化セリウム被覆酸化チタンにおいて、長期的な耐候性が確保できなかった原因であると考えられる。第1の被覆帯は、酸化セリウムだけでは遮蔽しきれなかった紫外線があったとしても、直接酸化チタンに作用するのを防止する電気的バリアとしての役割も有する。 The first coating band is provided as an electrical barrier between titanium oxide in the base material and cerium oxide contained in the second coating band. Since ultraviolet rays cannot be completely blocked by cerium oxide alone, when a coating layer containing cerium oxide is provided directly on the surface of titanium oxide, some ultraviolet rays may pass through the cerium oxide-containing layer and reach titanium oxide. is there. As a result, hydroxy radicals (.OH) are generated by the photocatalytic reaction of titanium oxide. Since the generated hydroxyl radical easily decomposes the cerium oxide layer, the ultraviolet blocking performance gradually deteriorates if used for a long time. This is considered to be the reason why long-term weather resistance cannot be secured in the conventional cerium oxide-coated titanium oxide. The first coating band also has a role as an electrical barrier that prevents direct action on titanium oxide even if there is ultraviolet rays that could not be shielded by cerium oxide alone.

第1の被覆帯に含まれる化合物は、酸化物であっても、水酸化物であっても、両者の混合物であってもよい。 The compound contained in the first coating band may be an oxide, a hydroxide, or a mixture of both.

第1の被覆帯の質量は、特に限定されないが、下限は上記基材100質量部に対して、好ましくは5質量部であり、上限は、上記基材100質量部に対して、好ましくは35質量部、より好ましくは25質量部、さらに好ましくは15質量部である。第1の被覆帯が5質量部より少ない場合には、上述のようなバリア効果が薄くなるおそれがあり、逆に35質量部より多い場合には酸化チタンに求められるべき本来の性能(隠蔽力等)を損なうおそれがある。 Although the mass of the first covering band is not particularly limited, the lower limit is preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the substrate, and the upper limit is preferably 35 with respect to 100 parts by mass of the substrate. It is 25 mass parts, More preferably, it is 15 mass parts more preferably. When the first covering band is less than 5 parts by mass, the barrier effect as described above may be thinned. Conversely, when it exceeds 35 parts by mass, the original performance (hiding power) required for titanium oxide is required. Etc.) may be damaged.

上記基材の一次粒子径は0.001〜3μmであるのが好ましい。基材の一次粒子径は、複合粒子の用途によって好ましい範囲が異なる。例えば、本発明の複合粒子を、透明性が要求される化粧料に配合する場合には、基材の一次粒子径の下限は0.001μmであるのが好ましく、0.003μmであるのがより好ましく、0.005μmであるのがさらに好ましい。一方、基材の一次粒子径の上限は、0.1μmが好ましく、0.05μmであるのがより好ましく、0.015μmであるのがさらに好ましい。0.001〜0.1μm程度の粒径であれば、可視光線(約380nmから780nm)をほとんど反射せず、高い透明性を有する塗膜が形成できる。 The primary particle diameter of the substrate is preferably 0.001 to 3 μm. The preferable range of the primary particle diameter of the substrate varies depending on the use of the composite particles. For example, when the composite particles of the present invention are blended in a cosmetic that requires transparency, the lower limit of the primary particle diameter of the base material is preferably 0.001 μm, more preferably 0.003 μm. Preferably, it is 0.005 μm. On the other hand, the upper limit of the primary particle diameter of the base material is preferably 0.1 μm, more preferably 0.05 μm, and further preferably 0.015 μm. If the particle size is about 0.001 to 0.1 μm, visible light (about 380 nm to 780 nm) is hardly reflected, and a coating film having high transparency can be formed.

一方、本発明の複合粒子が塗料などに配合される場合には、基材の一次粒子径の下限は0.1μmが好ましく、0.2μmであるのがより好ましい。一方、基材の一次粒子径の上限は3μmが好ましく、1μmであるのがより好ましい。0.1〜3μm程度の粒径の場合、高い散乱能が発揮できる点で好ましい。 On the other hand, when the composite particles of the present invention are blended in a paint or the like, the lower limit of the primary particle diameter of the base material is preferably 0.1 μm, and more preferably 0.2 μm. On the other hand, the upper limit of the primary particle diameter of the substrate is preferably 3 μm, and more preferably 1 μm. In the case of a particle size of about 0.1 to 3 μm, it is preferable in that a high scattering ability can be exhibited.

本願明細書において、一次粒子径とは、透明性顔料の場合、透過型電子顕微鏡(TEM)写真の10万倍(塗料用顔料の場合は2万倍)の視野での一定方向径(粒子をはさむ一定方向の二本の平行線の間隔)で定義される粒子径(μm)であって、TEM写真内の重なっていない独立した粒子1000個の一定方向径を測定して平均値を求めたものである。 In the specification of the present application, the primary particle diameter is a fixed direction diameter (particles) in the field of view of 100,000 times of transmission electron microscope (TEM) photograph (20,000 times for paint pigments) in the case of transparent pigments. The particle diameter (μm) defined by the distance between two parallel lines in a certain direction) was measured, and the average value was obtained by measuring the constant direction diameter of 1000 independent particles in the TEM photograph that did not overlap. Is.

本発明の複合粒子は、上記第1の被覆帯の外側に、さらにセリウム及びアルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する第2の被覆帯を有する。酸化セリウムは、サングラス等の紫外線遮蔽(UVカット)ガラスや化粧品に用いられることからもわかるように、紫外線を吸収、隠蔽するため、二酸化チタンに到達する紫外線を低減できる。 The composite particles of the present invention further have a second coating band containing an oxide or hydroxide of cerium and aluminum outside the first coating band. As can be seen from the fact that cerium oxide is used for ultraviolet shielding (UV cut) glass such as sunglasses and cosmetics, it absorbs and conceals ultraviolet rays, so that the ultraviolet rays reaching titanium dioxide can be reduced.

セリウムの酸化物又は水酸化物、及びアルミニウムの酸化物又は水酸化物は、同一の層に含まれていてもよく、第2の被覆帯を構成する別の層にそれぞれ含まれていてもよい。特に限定されないが、上記第2の被覆帯の好ましい実施形態の一つは、セリウムの酸化物又は水酸化物を含有する層(以下、「セリウム層」とも言う)を内層に、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する層(以下、「アルミニウム層」とも言う)を外層に有する複層からなるものである。また別の好ましい実施形態の一つは、セリウムの酸化物又は水酸化物と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物の両方を含有する単一層(以下、「セリウム・アルミニウム単一層」とも言う)からなるものである。 The oxide or hydroxide of cerium and the oxide or hydroxide of aluminum may be contained in the same layer, or may be contained in separate layers constituting the second covering band, respectively. . Although not particularly limited, one of the preferred embodiments of the second covering band is an aluminum oxide layer containing a cerium oxide or hydroxide-containing layer (hereinafter also referred to as “cerium layer”) as an inner layer. Or it consists of a multilayer which has the layer (henceforth "aluminum layer") containing a hydroxide in an outer layer. Another preferred embodiment is from a single layer containing both cerium oxide or hydroxide and aluminum oxide or hydroxide (hereinafter also referred to as “cerium-aluminum single layer”). It will be.

第2の被覆帯に含まれる化合物は、酸化物であっても、水酸化物であっても、両者の混合物であってもよい。 The compound contained in the second coating band may be an oxide, a hydroxide, or a mixture of both.

上記第2の被覆帯の総質量は、上記二酸化チタンの質量100質量部に対し1〜15質量部であるのが好ましい。上記第2の被覆帯の総質量の下限は、上記二酸化チタンの質量100質量部に対し、好ましくは3質量部、さらに好ましくは5質量部であり、一方、上限は、上記二酸化チタンの質量100質量部に対し、好ましくは12質量部、さらに好ましくは10質量部である。第2の被覆帯の総質量が二酸化チタンの質量100質量部に対し1質量部未満である場合には、被覆量が充分でないため、紫外線遮蔽効果が不十分な場合がある。一方、15質量部を越えると、二酸化チタンに対する被覆物質の割合が高くなりすぎて、酸化チタンに求められるべき本来の性能(隠蔽力等)を損なうおそれがある。 The total mass of the second covering band is preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium dioxide. The lower limit of the total mass of the second coating band is preferably 3 parts by mass, more preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium dioxide, while the upper limit is 100 masses of the titanium dioxide. Preferably it is 12 mass parts with respect to a mass part, More preferably, it is 10 mass parts. When the total mass of the second coating band is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of titanium dioxide, the coating amount is not sufficient, and the ultraviolet shielding effect may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 15 parts by mass, the ratio of the coating material to titanium dioxide becomes too high, and there is a risk of impairing the original performance (hiding power etc.) that should be required for titanium oxide.

上記第2の被覆帯は、さらにジルコニウム、ケイ素、亜鉛、チタン、スズ、リン及びアンチモンからなる群から選択される少なくとも一つの元素の酸化物または水酸化物を含んでいても良い。当該ジルコニウム等の酸化物または水酸化物は、セリウム層と、アルミニウム層のいずれかの層に含まれていてもよく、あるいはセリウム・アルミニウム単一層に含まれていてもよい。さらに、セリウム層やアルミニウム層とは別の第三の層に含まれていてもよい。好ましくは、セリウム層と、アルミニウム層、またはセリウム・アルミニウム単一層のさらに外側の層として、上記第2の被覆帯を構成するものであってもよい。 The second coating band may further contain an oxide or hydroxide of at least one element selected from the group consisting of zirconium, silicon, zinc, titanium, tin, phosphorus and antimony. The oxide or hydroxide such as zirconium may be contained in any one of the cerium layer and the aluminum layer, or may be contained in a single cerium / aluminum layer. Further, it may be contained in a third layer different from the cerium layer and the aluminum layer. Preferably, the second covering band may be formed as a cerium layer, an aluminum layer, or a further outer layer of a cerium-aluminum single layer.

(用途)
本発明の複合粒子は、従来の酸化チタン顔料や酸化チタン含有粒子が使用されてきた塗料、プラスチック、化粧料、自動車の上塗り塗料などの各分野において好適に使用することができる。なかでも比較的平均一次粒子径が小さなもの(0.001〜0.1μm程度)は、透明性が求められる化粧料などに、比較的平均一次粒子径が大きいもの(0.1〜3μm程度)は、自動車塗料やプラスチック、インキ、ゴムなどの顔料として好適である。このような、上記複合粒子を含む塗料や化粧料も本発明を構成する。
(Use)
The composite particles of the present invention can be suitably used in various fields such as paints, plastics, cosmetics, and automobile top coats in which conventional titanium oxide pigments and titanium oxide-containing particles have been used. Among them, those having a relatively small average primary particle size (about 0.001 to 0.1 μm) have a relatively large average primary particle size (about 0.1 to 3 μm) for cosmetics and the like that require transparency. Are suitable as pigments for automobile paints, plastics, inks, rubbers and the like. Such paints and cosmetics containing the composite particles also constitute the present invention.

以下、実施例を参照しながら本発明を説明する。但し、下記実施例は本発明のいくつかの具体例を示すものであって、本発明はこれらに限定されるわけではない。
なお、下記実施例・比較例において、ケイ素、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物からなる層を「バリア層」と呼ぶ場合がある。
さらに、セリウムの酸化物又は水酸化物を含有する層を「セリウム層」、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する層を「アルミニウム層」、セリウムの酸化物又は水酸化物と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物の両方を含有する単一層を「セリウム・アルミニウム単一層」とも呼ぶ場合がある。また特に断りの無い限り「%」は「質量%」を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the following examples show some specific examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
In the following examples and comparative examples, a layer made of silicon, zirconium, aluminum oxide and / or hydroxide may be referred to as a “barrier layer”.
Furthermore, a layer containing a cerium oxide or hydroxide is a “cerium layer”, a layer containing an aluminum oxide or hydroxide is an “aluminum layer”, a cerium oxide or hydroxide, and a layer of aluminum. A single layer containing both oxides or hydroxides is sometimes referred to as a “cerium-aluminum single layer”. Unless otherwise specified, “%” means “mass%”.

(実施例1)
硫酸法で得られたTiO粒子を表面処理して、TiO粒子の表面上にケイ素、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物からなる第1の被覆帯を形成したD−918(平均一次粒子径:0.26μm、堺化学工業(株)製)を、水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながら、TiO100質量部当たり、CeO換算で5質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液と、Al換算で2質量部に相当する量の100g/L硫酸アルミニウム水溶液との混合液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのpHを7に中和した後、60分間かけて熟成し、TiO表面上にセリウム水酸化物と水酸化アルミニウムを含有する第2の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、120℃の温度で8時間乾燥した。次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕することにより、内側から順に、TiO粒子の基材と、バリア層(第1の被覆帯)と、セリウム・アルミニウム単一層(第2の被覆帯)とを備えた本発明の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料A)。
(Example 1)
TiO 2 particles obtained by the sulfuric acid method were subjected to surface treatment to form a first coating band made of oxide, oxide and / or hydroxide of silicon, zirconium, aluminum on the surface of the TiO 2 particles. Average primary particle diameter: 0.26 μm, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) was added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. The slurry 0.5 L was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of CeO 2 per 100 parts by mass of TiO 2 , and Al 2 A mixed solution with 100 g / L aluminum sulfate aqueous solution in an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of O 3 was added. After neutralizing the pH of the resulting slurry to 7 with an aqueous sodium hydroxide solution, it is aged over 60 minutes to form a second coating band containing cerium hydroxide and aluminum hydroxide on the TiO 2 surface. did. The slurry after forming the coating band was washed, separated into solid and liquid, and dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours. Next, by pulverizing using a fluid energy mill, in order from the inside, a substrate of TiO 2 particles, a barrier layer (first coating zone), and a cerium-aluminum single layer (second coating zone) are provided. The titanium dioxide-containing composite particles of the present invention were obtained (Sample A).

(実施例2)
硫酸法で得られたTiO粒子を表面処理して、TiO粒子の表面上にケイ素、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物からなる第1の被覆帯を形成したD−918(平均一次粒子径:0.26μm、堺化学工業(株)製)を水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、CeO換算で5質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのpHを7に中和した後、30分間かけて熟成した。次いでこのスラリーをpH7に維持しながら、TiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液と、30%硫酸とを60分かけて同時に添加し、60分間かけて熟成し、第1の被覆帯上にセリウム水酸化物と水酸化アルミニウムの被覆層を順に形成した。この水酸化セリウム被覆粒子を含む液をろ過した。得られた固体を水洗し、乾燥し、粉砕することにより、内側から順に、TiO粒子の基材と、バリア層(第1の被覆帯)と、セリウム層及びアルミニウム層(第2の被覆帯)とを備える水酸化セリウム被覆複合粒子を得た。
(Example 2)
TiO 2 particles obtained by the sulfuric acid method were subjected to surface treatment to form a first coating band made of oxide, oxide and / or hydroxide of silicon, zirconium, aluminum on the surface of the TiO 2 particles. Average primary particle size: 0.26 μm, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) was added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. 0.5 L of this slurry was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . The resulting slurry was neutralized to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution and then aged for 30 minutes. Next, while maintaining this slurry at pH 7, 250 g / L sodium aluminate aqueous solution corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 and 30% sulfuric acid were added simultaneously over 100 minutes per 100 parts by mass of TiO 2. Aging was performed for 60 minutes, and a coating layer of cerium hydroxide and aluminum hydroxide was sequentially formed on the first coating strip. The liquid containing the cerium hydroxide-coated particles was filtered. The obtained solid was washed with water, dried, and pulverized to sequentially form a base material of TiO 2 particles, a barrier layer (first coating band), a cerium layer, and an aluminum layer (second coating band) from the inside. And cerium hydroxide-coated composite particles.

この水酸化セリウム被覆粒子を温度900℃で2時間焼成し、前駆体粒子を得た。
前駆体粒子を水に添加してTiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリーを攪拌しながら80℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部に対し、SiO換算で5質量部に相当する量の150g/Lケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。次に、120分間かけてスラリーのpHが7になるように30%硫酸を添加した後、30分間かけて熟成した。次いで、攪拌下、スラリーのpHを7に維持しながら、TiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する量の250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液と、30%硫酸とを60分かけて同時に添加した。その後、60分間かけて熟成し、上記アルミニウム層上に水酸化ケイ素と水酸化アルミニウムの被覆層を順に形成した。このスラリーを洗浄、固液分離した。得られた固形分を120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、本発明の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料B)。
The cerium hydroxide-coated particles were fired at a temperature of 900 ° C. for 2 hours to obtain precursor particles.
Precursor particles were added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. While stirring this slurry, the temperature was raised to 80 ° C., and while maintaining this temperature, 150 g / L sodium silicate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of SiO 2 was added to 100 parts by mass of TiO 2 . Next, 30% sulfuric acid was added so that the pH of the slurry was 7 over 120 minutes, and then aging was performed for 30 minutes. Next, with stirring, while maintaining the pH of the slurry at 7, with respect to 100 parts by mass of TiO 2 , an amount of 250 g / L sodium aluminate aqueous solution corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 and 30% sulfuric acid. Added simultaneously over 60 minutes. Thereafter, aging was performed for 60 minutes, and a coating layer of silicon hydroxide and aluminum hydroxide was formed on the aluminum layer in this order. This slurry was washed and separated into solid and liquid. The obtained solid content was dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain titanium dioxide-containing composite particles of the present invention (Sample B).

(実施例3)
硫酸法で得られた平均一次粒子径が0.26μmのTiO粒子を水に添加し、ビーズミルで湿式粉砕を行なって、TiO濃度300g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら80℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、SiO換算で5質量部に相当する量の150g/Lケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。120分間かけてpH7になるように30%硫酸を添加した後、30分間かけて熟成した。次いで、攪拌下、スラリーのpHを7に維持しながら、TiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する量の250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液と30%硫酸を60分かけて同時に添加し、60分間かけて熟成し、TiO表面上に水酸化ケイ素と水酸化アルミニウムの被覆層を順に形成した。
その後さらに、この温度を維持しながら、TiO100質量部当たり、CeO換算で5質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液と、Al換算で2質量部に相当する量の100g/L硫酸アルミニウム水溶液との混合液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのpHを7に中和した後、60分間かけて熟成し、TiO表面上にセリウム水酸化物と水酸化アルミニウムを含有する第2の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、120℃の温度で8時間乾燥した。次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕することにより、内側から順に、TiO粒子の基材と、バリア層(第1の被覆帯)と、セリウム・アルミニウム単一層(第2の被覆帯)とを備えた本発明の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料C)。
(Example 3)
TiO 2 particles having an average primary particle diameter of 0.26 μm obtained by the sulfuric acid method were added to water, and wet pulverization was performed with a bead mill to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 300 g / L. While stirring 0.5 L of this slurry, the temperature was raised to 80 ° C., and while maintaining this temperature, 150 g / L sodium silicate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of SiO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2. did. After adding 30% sulfuric acid so that the pH was 7 over 120 minutes, the mixture was aged for 30 minutes. Next, while maintaining the pH of the slurry at 7 under stirring, 250 g / L sodium aluminate aqueous solution and 30% sulfuric acid in an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 are added for 60 minutes per 100 parts by mass of TiO 2. At the same time, the mixture was aged for 60 minutes, and a coating layer of silicon hydroxide and aluminum hydroxide was sequentially formed on the TiO 2 surface.
Thereafter, while maintaining this temperature, an amount of 40% cerium nitrate aqueous solution corresponding to 5 parts by mass in terms of CeO 2 and an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 per 100 parts by mass of TiO 2 . A mixed solution with 100 g / L aluminum sulfate aqueous solution was added. After neutralizing the pH of the resulting slurry to 7 with an aqueous sodium hydroxide solution, it is aged over 60 minutes to form a second coating band containing cerium hydroxide and aluminum hydroxide on the TiO 2 surface. did. The slurry after forming the coating band was washed, separated into solid and liquid, and dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours. Next, by pulverizing using a fluid energy mill, in order from the inside, a substrate of TiO 2 particles, a barrier layer (first coating zone), and a cerium-aluminum single layer (second coating zone) are provided. The titanium dioxide-containing composite particles of the present invention were obtained (Sample C).

(比較例1)
硫酸法で得られた平均一次粒子径が0.26μmのTiO粒子を水に添加し、ビーズミルで湿式粉砕を行なって、TiO濃度300g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら80℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、SiO換算で5質量部に相当する量の150g/Lケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。120分間かけてpH7になるように30%硫酸を添加した後、30分間かけて熟成した。次いで、攪拌下、スラリーのpHを7に維持しながら、TiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する量の250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液と30%硫酸を60分かけて同時に添加し、60分間かけて熟成し、TiO表面上に水酸化ケイ素と水酸化アルミニウムの被覆層を順に形成した。このスラリーを洗浄、固液分離した。得られた固形分を120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、比較対象の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料D)。
(Comparative Example 1)
TiO 2 particles having an average primary particle diameter of 0.26 μm obtained by the sulfuric acid method were added to water, and wet pulverization was performed with a bead mill to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 300 g / L. While stirring 0.5 L of this slurry, the temperature was raised to 80 ° C., and while maintaining this temperature, 150 g / L sodium silicate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of SiO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2. did. After adding 30% sulfuric acid so that the pH was 7 over 120 minutes, the mixture was aged for 30 minutes. Next, while maintaining the pH of the slurry at 7 under stirring, 250 g / L sodium aluminate aqueous solution and 30% sulfuric acid in an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 are added for 60 minutes per 100 parts by mass of TiO 2. At the same time, the mixture was aged for 60 minutes, and a coating layer of silicon hydroxide and aluminum hydroxide was sequentially formed on the TiO 2 surface. This slurry was washed and separated into solid and liquid. The obtained solid content was dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain a comparative titanium dioxide-containing composite particle (Sample D).

(比較例2)
硫酸法で得られた、平均一次粒子径が0.26μmのTiO粒子を、水に添加し、ビーズミルで湿式粉砕を行なって、TiO濃度300g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、CeO換算で0.10質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した後、水酸化ナトリウム水溶液でpH7に中和した後、30分間かけて熟成した。次いでこのスラリーを攪拌しながら80℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、SiO換算で5質量部に相当する量の150g/Lケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。120分間かけてスラリーのpHが7になるように30%硫酸を添加した後、30分間かけて熟成した。次いで、攪拌下、スラリーのpHを7に維持しながらTiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する量の250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液と、30%硫酸を60分かけて同時に添加した。その後、60分間かけて熟成し、CeOの層上に、水酸化ケイ素と水酸化アルミニウムの被覆層を順に形成した。このスラリーを洗浄、固液分離した。得られた固形分を120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、比較対象の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料E)。
(Comparative Example 2)
TiO 2 particles having an average primary particle size of 0.26 μm obtained by the sulfuric acid method were added to water and wet pulverized by a bead mill to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 300 g / L. This slurry 0.5L was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 0.10 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . Thereafter, the solution was neutralized to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution and then aged for 30 minutes. Next, the slurry was heated to 80 ° C. while stirring, and an aqueous 150 g / L sodium silicate solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of SiO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 while maintaining this temperature. After adding 30% sulfuric acid so that the pH of the slurry was 7 over 120 minutes, the mixture was aged over 30 minutes. Next, with stirring, while maintaining the pH of the slurry at 7, per 100 parts by mass of TiO 2 , 250 g / L sodium aluminate aqueous solution in an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 and 30% sulfuric acid for 60 minutes Added simultaneously. Thereafter, aging was performed for 60 minutes, and a coating layer of silicon hydroxide and aluminum hydroxide was sequentially formed on the CeO 2 layer. This slurry was washed and separated into solid and liquid. The obtained solid content was dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain a comparative titanium dioxide-containing composite particle (Sample E).

(比較例3)
平均一次粒子径が0.20μmのTiO粒子を水に添加し、ビーズミルで湿式粉砕を行なって、TiO濃度300g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら70℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、Al換算で2質量部に相当する量の250g/Lアルミン酸ナトリウム水溶液を添加した。30分間攪拌した後、30%硫酸でスラリーのpHを7に中和し、60分間かけて熟成し、TiO表面上に水酸化アルミニウムの被覆層を形成した。このスラリーを洗浄し、固液分離した。得られた固形物を、120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、水酸化アルミニウムの被覆層を有する酸化チタン表面処理顔料を得た。
(Comparative Example 3)
TiO 2 particles having an average primary particle size of 0.20 μm were added to water, and wet pulverization was performed with a bead mill to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 300 g / L. While stirring 0.5 L of this slurry, the temperature was raised to 70 ° C., and while maintaining this temperature, a 250 g / L sodium aluminate aqueous solution in an amount corresponding to 2 parts by mass in terms of Al 2 O 3 per 100 parts by mass of TiO 2. Was added. After stirring for 30 minutes, the pH of the slurry was neutralized to 7 with 30% sulfuric acid and aged for 60 minutes to form an aluminum hydroxide coating layer on the TiO 2 surface. This slurry was washed and separated into solid and liquid. The obtained solid was dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours and then pulverized using a fluid energy mill to obtain a titanium oxide surface-treated pigment having an aluminum hydroxide coating layer.

この酸化チタン表面処理顔料を水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整した。この温度を維持しながら、TiO100質量部当たり、CeO換算で10質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜9に中和した後、30分間かけて熟成した。水酸化セリウム被覆粒子を含む液をろ過した。得られた固形分を水洗し、乾燥し、粉砕することにより、水酸化セリウムの被覆層を有する粒子を得た。 This titanium oxide surface-treated pigment was added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. 0.5 L of this slurry was adjusted to 40 ° C. with stirring. While maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 10 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . After neutralizing to pH 7-9 with an aqueous sodium hydroxide solution, the mixture was aged for 30 minutes. The liquid containing cerium hydroxide-coated particles was filtered. The obtained solid content was washed with water, dried and pulverized to obtain particles having a coating layer of cerium hydroxide.

この水酸化セリウム被覆粒子を水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら80℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、SiO換算で28.5質量部に相当する量の150g/L 3号ケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。この際、2N希硫酸も添加して、液のpHを6〜8とし、水酸化セリウム被覆粒子上に被覆層を形成した。この液をろ過し、得られた固形分を水洗し、乾燥し、粉砕して前駆体粒子を得た。前駆体粒子を温度500℃で2時間焼成し、流体エネルギーミルを用いて粉砕して、比較対象の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料F)。 The cerium hydroxide-coated particles were added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. While stirring this 0.5 L of slurry, the temperature was adjusted to 80 ° C., and while maintaining this temperature, 150 g / L No. 3 sodium silicate in an amount corresponding to 28.5 parts by mass in terms of SiO 2 per 100 parts by mass of TiO 2 An aqueous solution was added. At this time, 2N dilute sulfuric acid was also added to adjust the pH of the solution to 6 to 8, and a coating layer was formed on the cerium hydroxide-coated particles. This liquid was filtered, and the obtained solid content was washed with water, dried and pulverized to obtain precursor particles. The precursor particles were calcined at a temperature of 500 ° C. for 2 hours and pulverized using a fluid energy mill to obtain titanium dioxide-containing composite particles for comparison (sample F).

(比較例4)
硫酸法で得られたTiO粒子を表面処理して、TiO粒子の表面上にケイ素、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物からなる第1の被覆帯を形成したD−918(平均一次粒子径:0.26μm、堺化学工業(株)製)を水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、CeO換算で20質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液でpH7に中和した後、30分間かけて熟成し、TiO表面上にセリウム水酸化物の被覆層を形成した。このスラリーを洗浄、固液分離した。得られた固形分を120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、比較対象の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料G)。
(Comparative Example 4)
TiO 2 particles obtained by the sulfuric acid method were subjected to surface treatment to form a first coating band made of oxide, oxide and / or hydroxide of silicon, zirconium, aluminum on the surface of the TiO 2 particles. Average primary particle size: 0.26 μm, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) was added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. 0.5 L of this slurry was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 20 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . After neutralizing to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution, the mixture was aged for 30 minutes to form a cerium hydroxide coating layer on the TiO 2 surface. This slurry was washed and separated into solid and liquid. The obtained solid content was dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain comparative titanium dioxide-containing composite particles (Sample G).

(比較例5)
硫酸法で得られた平均一次粒子径が0.26μmのTiO粒子を水に添加し、ビーズミルで湿式粉砕を行なって、TiO濃度300g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、CeO換算で5質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液でpH7に中和した後、30分間かけて熟成し、TiO表面上にセリウム水酸化物の被覆層を形成した。このスラリーを洗浄、固液分離して、120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、比較対象の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料H)。
(Comparative Example 5)
TiO 2 particles having an average primary particle diameter of 0.26 μm obtained by the sulfuric acid method were added to water, and wet pulverization was performed with a bead mill to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 300 g / L. 0.5 L of this slurry was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . After neutralizing to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution, the mixture was aged for 30 minutes to form a cerium hydroxide coating layer on the TiO 2 surface. This slurry was washed, solid-liquid separated, dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain a comparative titanium dioxide-containing composite particle (Sample H).

(比較例6)
水酸化アルミニウムによる被覆層を設けず、かつセリウム水酸化物の被覆量をTiO100質量部当たりCeO換算で0.5質量部とする以外は実施例1と同じ手順にて二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料I)。
(Comparative Example 6)
Titanium dioxide-containing composite in the same procedure as in Example 1 except that a coating layer of aluminum hydroxide is not provided and the coating amount of cerium hydroxide is 0.5 parts by mass in terms of CeO 2 per 100 parts by mass of TiO 2 Particles were obtained (Sample I).

(比較例7)
硫酸法で得られたTiO粒子を表面処理して、TiO粒子の表面上にケイ素、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物からなる被覆帯を形成したD−918(平均一次粒子径:0.26μm、堺化学工業(株)製)を水に添加して、TiO濃度400g/Lの水性スラリーを得た。このスラリー0.5Lを攪拌しながら40℃に調整し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、CeO換算で5質量部に相当する量の40%硝酸セリウム水溶液を添加した。水酸化ナトリウム水溶液でpH7に中和した後、30分間かけて熟成した。このスラリーを攪拌しながら80℃に昇温し、この温度を維持しながらTiO100質量部当たり、SiO換算で5質量部に相当する量の150g/Lケイ酸ナトリウム水溶液を添加した。120分間かけてpH7になるように30%硫酸を添加した後、30分間かけて熟成し、TiO表面上にセリウム水酸化物と水酸化ケイ素の被覆層を順に形成した。このスラリーを洗浄、固液分離して、120℃の温度で8時間乾燥し、次いで流体エネルギーミルを用いて粉砕して、本発明の二酸化チタン含有複合粒子を得た(試料J)。
(Comparative Example 7)
D-918 (average primary particles) in which TiO 2 particles obtained by the sulfuric acid method were surface-treated to form a coating band composed of oxides and / or hydroxides of silicon, zirconium, aluminum on the surface of the TiO 2 particles. Diameter: 0.26 μm, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) was added to water to obtain an aqueous slurry having a TiO 2 concentration of 400 g / L. 0.5 L of this slurry was adjusted to 40 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 40% cerium nitrate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of CeO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . After neutralizing to pH 7 with an aqueous sodium hydroxide solution, the mixture was aged for 30 minutes. The slurry was heated to 80 ° C. while stirring, and while maintaining this temperature, 150 g / L sodium silicate aqueous solution in an amount corresponding to 5 parts by mass in terms of SiO 2 was added per 100 parts by mass of TiO 2 . After adding 30% sulfuric acid so that the pH was 7 over 120 minutes, aging was performed over 30 minutes, and a coating layer of cerium hydroxide and silicon hydroxide was sequentially formed on the TiO 2 surface. This slurry was washed, solid-liquid separated, dried at a temperature of 120 ° C. for 8 hours, and then pulverized using a fluid energy mill to obtain the titanium dioxide-containing composite particles of the present invention (Sample J).

評価1:耐候性の評価
実施例及び比較例で得られた各試料を用い、表1に示す処方にて樹脂成分(アルキド樹脂+ブチル化メラミン樹脂)質量/二酸化チタン顔料質量=1/1の塗料組成物とした。次いで、得られた塗料組成物をバーコーター# 50を用いてボンデライト処理鋼板上に塗布し、140℃で30分間焼付けて試験片を作製した。この試験片をサンシャインウェザーメーターを用いて光照射しながら、一定の間隔で純水を噴霧して促進曝露した。
一定間隔毎に、60度光沢値を光沢計(GM−26D:村上色彩研究所製)を用いて測定し、60度光沢値が初期60度光沢値の50%以下になるのに要する時間を比較した。この時間が長いほど、耐候性が優れている。
Evaluation 1: Evaluation of weather resistance Using the samples obtained in the Examples and Comparative Examples, the resin component (alkyd resin + butylated melamine resin) mass / titanium dioxide pigment mass = 1/1 according to the formulation shown in Table 1. A coating composition was obtained. Next, the obtained coating composition was applied onto a bonderite-treated steel plate using a bar coater # 50, and baked at 140 ° C. for 30 minutes to prepare a test piece. This test piece was exposed to light by spraying pure water at regular intervals while irradiating light with a sunshine weather meter.
The 60 degree gloss value is measured using a gloss meter (GM-26D: manufactured by Murakami Color Research Laboratory) at regular intervals, and the time required for the 60 degree gloss value to be 50% or less of the initial 60 degree gloss value is determined. Compared. The longer this time, the better the weather resistance.

Figure 0005809795
Figure 0005809795

評価2:隠蔽性の評価
評価1で得られた塗料組成物を、1.5ミルアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、140℃で30分間焼き付けてから塗膜化した。塗膜化した反対側のガラス面に塗膜に向けて白色紙及び黒色紙をあて塗膜をカラーメーター(SE−2000:日本電色工業社製)を用いてそれぞれのYを測定した。このとき、白色紙ごしの測定値をYw、黒色紙越しの測定値をYbとする。
隠蔽性をコントラスト比(C.R.)=Yb/Yw ×100で算出し、比較した。
この値が大きいほど、隠蔽性が優れている。
Evaluation 2: Evaluation of concealment The coating composition obtained in Evaluation 1 was applied on a glass plate using a 1.5 mil applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes to form a coating film. White paper and black paper were applied to the opposite glass surface formed into a coating film, and the coating film was measured for each Y using a color meter (SE-2000: manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). At this time, the measured value of the white paper is Yw, and the measured value of the black paper is Yb.
The concealability was calculated and compared by contrast ratio (CR) = Yb / Yw × 100.
The greater this value, the better the concealment.

評価3:光沢の評価
評価1で得られた塗料組成物を、1.5ミルアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、140℃で30分間焼き付けてから塗膜化した。塗膜の表面の20°−20°鏡面の光沢値を光沢計(GM−26D:村上色彩研究所製)にて測定した。この値が大きいほど、光沢が優れており、塗膜中の顔料分散が良いことを示す。
Evaluation 3: Evaluation of Gloss The coating composition obtained in Evaluation 1 was applied on a glass plate using a 1.5 mil applicator, baked at 140 ° C. for 30 minutes, and then formed into a coating film. The gloss value of the 20 ° -20 ° mirror surface of the coating film surface was measured with a gloss meter (GM-26D: manufactured by Murakami Color Research Laboratory). The larger this value, the better the gloss and the better the pigment dispersion in the coating film.

Figure 0005809795
Figure 0005809795

(調製例1)
・化粧料組成物の調製
表3に示す組成に基づいて化粧料を調製した。まず、組成Aとして示した各成分を、ホモジナイザーを用いて15000rpmで15分攪拌し、液Aを調製した。次に、組成Bとして示した各成分を混合して、液Bを調製した。最後にA液とB液を合わせて、ペイントシェイカーにて15分間混合し、化粧料組成物を調製した。
(Preparation Example 1)
-Preparation of cosmetic composition A cosmetic composition was prepared based on the composition shown in Table 3. First, each component shown as composition A was stirred for 15 minutes at 15000 rpm using a homogenizer to prepare liquid A. Next, each component shown as the composition B was mixed to prepare a liquid B. Finally, liquid A and liquid B were combined and mixed for 15 minutes with a paint shaker to prepare a cosmetic composition.

Figure 0005809795
Figure 0005809795

(調製例2)
・透明性塗料組成物の調製
下記表4に示す各成分を、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)にて90分間混合することにより、透明性を有する塗料組成物を調製した。
(Preparation Example 2)
-Preparation of transparency coating composition Each component shown in the following Table 4 was mixed for 90 minutes with a paint conditioner (manufactured by Red Devil) to prepare a coating composition having transparency.

Figure 0005809795
Figure 0005809795

Claims (9)

内側から順に、二酸化チタンを含む基材と、
少なくともケイ素の酸化物及び/又は水酸化物とジルコニウムの酸化物及び/又は水酸化物とを含有するか、少なくともケイ素の酸化物及び/又は水酸化物とアルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物とを含有するか、又は、少なくともジルコニウムの酸化物及び/又は水酸化物とアルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物とを含有する第1の被覆帯と、
セリウムの酸化物又は水酸化物、及びアルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する第2の被覆帯
を備えたことを特徴とする複合粒子。
In order from the inside, a base material containing titanium dioxide,
Contains at least silicon oxide and / or hydroxide and zirconium oxide and / or hydroxide, or at least silicon oxide and / or hydroxide and aluminum oxide and / or hydroxide Or a first covering band containing at least zirconium oxide and / or hydroxide and aluminum oxide and / or hydroxide ,
A composite particle comprising a second coating band containing an oxide or hydroxide of cerium and an oxide or hydroxide of aluminum.
前記第2の被覆帯は、セリウムの酸化物又は水酸化物を含有する層と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する層を含む複層からなる請求項1に記載の複合粒子。 2. The composite particle according to claim 1, wherein the second covering band is composed of a multilayer including a layer containing a cerium oxide or hydroxide and a layer containing an aluminum oxide or hydroxide. 前記第2の被覆帯は、セリウムの酸化物又は水酸化物を含有する内層と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を含有する外層を含む複層からなる
請求項2に記載の複合粒子。
3. The composite particle according to claim 2 , wherein the second covering band is composed of a multilayer including an inner layer containing a cerium oxide or hydroxide and an outer layer containing an aluminum oxide or hydroxide.
前記第2の被覆帯は、セリウムの酸化物又は水酸化物と、アルミニウムの酸化物又は水酸化物の両方を含有する単一層からなる
請求項1記載の複合粒子。
2. The composite particle according to claim 1, wherein the second covering band is composed of a single layer containing both a cerium oxide or hydroxide and an aluminum oxide or hydroxide.
前記第2の被覆帯の総質量は、前記二酸化チタンの質量100質量部に対し1〜15質量部である、請求項1〜4のいずれか一項記載の複合粒子。 5. The composite particle according to claim 1, wherein a total mass of the second coating band is 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium dioxide. 前記第2の被覆帯は、さらにジルコニウム、ケイ素、アルミニウム、亜鉛、チタン、スズ、リン及びアンチモンの酸化物または水酸化物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含む請求項1〜5のいずれか一項記載の複合粒子。 The second coating band further comprises at least one compound selected from the group consisting of oxides or hydroxides of zirconium, silicon, aluminum, zinc, titanium, tin, phosphorus, and antimony. The composite particle according to any one of claims. 前記基材の粒子径は0.001〜3μmである、請求項1〜6のいずれか一項記載の複合粒子。 The composite particle according to any one of claims 1 to 6, wherein a particle diameter of the substrate is 0.001 to 3 µm. 請求項1〜7のいずれか一項記載の複合粒子を含有する塗料。 The coating material containing the composite particle as described in any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか一項記載の複合粒子を含有する化粧料。
Cosmetics containing the composite particles according to any one of claims 1 to 7.
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