JP6076019B2 - Alkaline rutile type titanium oxide sol - Google Patents
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Description
本発明は、少量の分散剤で、長期安定性に優れ、とりわけ薄膜用途に於いて優れた性能を発揮し、またアルカリ性の水系バインダーと混合して均一分散するルチル型結晶構造を有する分散粒子径の小さな酸化チタンが分散したアルカリ性のゾルに関する。 The present invention is a small amount of dispersant, excellent long-term stability, particularly excellent performance in thin film applications, and dispersed particle size having a rutile crystal structure that is uniformly dispersed by mixing with an alkaline aqueous binder. Relates to an alkaline sol in which a small amount of titanium oxide is dispersed.
酸化チタンの結晶構造としてアナターゼ型、ルチル型及びブルッカイト型が知られており、それら酸化チタンは光触媒材料、高屈折率材料、導電性材料等の薄膜用途において広く使用されている。薄膜を形成する方法としては蒸着、スパッタリングなどの気相法と酸化チタンの分散体を塗布し成膜する方法（湿式法）がある。後者は低コストで薄膜が得られるメリットがあるが、平滑、透明で密着性の良い薄膜を得るために、酸化チタンの微粒子が高度に分散した酸化チタンゾルが必要となる。特に、バインダー性能に優れるアルカリ性の水系バインダー、例えば珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、炭酸ジルコニルアンモニウム等と混合して使用する場合は、アルカリ性の酸化チタンゾルであることが必須となる。 Anatase type, rutile type and brookite type are known as crystal structures of titanium oxide, and these titanium oxides are widely used in thin film applications such as photocatalyst materials, high refractive index materials, and conductive materials. As a method of forming a thin film, there are a vapor phase method such as vapor deposition and sputtering and a method of forming a film by applying a dispersion of titanium oxide (wet method). The latter has an advantage that a thin film can be obtained at low cost, but a titanium oxide sol in which fine particles of titanium oxide are highly dispersed is required in order to obtain a smooth, transparent and good adhesive thin film. In particular, when used by mixing with an alkaline aqueous binder having excellent binder performance, such as sodium silicate, lithium silicate, zirconyl ammonium carbonate, etc., an alkaline titanium oxide sol is essential.
酸化チタンゾルとしては、低温で合成することが出来て微粒子化が比較的容易なために、アナターゼ型が一般的に広く使用されている。アルカリ性のアナターゼ型酸化チタンゾルとして、特許文献１記載のものを例示できる。 As the titanium oxide sol, anatase type is generally widely used because it can be synthesized at a low temperature and is relatively easy to make into fine particles. Examples of the alkaline anatase-type titanium oxide sol include those described in Patent Document 1.
一方、ルチル型はアナターゼ型より高い屈折率を持つことから、より高度な屈折率が必要とされる薄膜用途に使用されている。また、アナターゼ型に比べやや高波長側に吸収を持つことから可視光応答型光触媒材料やその担体としても検討されている。 On the other hand, since the rutile type has a higher refractive index than the anatase type, it is used for thin film applications that require a higher refractive index. In addition, it has been studied as a visible light responsive photocatalyst material and its carrier because it has absorption slightly higher than that of anatase type.
ルチル型酸化チタンゾルを得る方法として、予め合成されたルチル型酸化チタン微粉末を液相で粉砕することにより分散させ、ゾル化する方法がある。しかし、この方法では平均分散粒子径100nm以下まで粉砕することは困難であり、粉砕できたとしても粗大粒子が短時間で沈降する。加えて、このような方法で得られるゾルは、長期安定性を期待することはできない。 As a method for obtaining a rutile type titanium oxide sol, there is a method in which a pre-synthesized rutile type titanium oxide fine powder is dispersed by pulverization in a liquid phase to form a sol. However, in this method, it is difficult to pulverize to an average dispersed particle size of 100 nm or less, and even if pulverized, coarse particles settle in a short time. In addition, the sol obtained by such a method cannot be expected to have long-term stability.
特許文献２には、ルチル型酸化チタンを液相中で生成させて水酸化第四級アンモニウムを用いてゾル化する方法が開示されている。しかし、特許文献２記載のゾルは、その製造プロセスに起因して粗大な粒子が分散したゾルであり、その平均分散粒子径は実施例における結晶の最小サイズが20×50×200nmであることから、たとえ前記結晶が単分散していたとしても90nm以上であると推測される。従って、透明性、平滑性が必要とされるような薄膜用途に上記ゾルを適用することは、その大きな粒子サイズにより困難である。また、粗大な粒子を分散させるためには分散剤である水酸化第四級アンモニウムが多量に必要となる。このような多量の分散剤の使用は、前記の通りルチル型酸化チタンが粗大な粒子であることと相俟って、緻密で平滑な薄膜が得られない等薄膜形成の大きな阻害要因となる。 Patent Document 2 discloses a method in which rutile titanium oxide is produced in a liquid phase and is solated using quaternary ammonium hydroxide. However, the sol described in Patent Document 2 is a sol in which coarse particles are dispersed due to the production process, and the average dispersed particle size is 20 × 50 × 200 nm as the minimum crystal size in the examples. Even if the crystal is monodispersed, it is presumed to be 90 nm or more. Therefore, it is difficult to apply the sol to thin film applications that require transparency and smoothness due to its large particle size. Further, in order to disperse coarse particles, a large amount of quaternary ammonium hydroxide as a dispersant is required. The use of such a large amount of dispersing agent, together with the fact that rutile-type titanium oxide is coarse particles as described above, becomes a major obstacle to the formation of a thin film, for example, a dense and smooth thin film cannot be obtained.
一方、アルカリ性のルチル型酸化チタンゾルを得るために、ルチル型酸化チタン粉末の製造におけるルチル型酸化チタンが生成する工程の後に、アルカリ性のアナターゼ型酸化チタンゾルを製造する工程を組み合わせることも考えられる。例えば、ルチル型酸化チタン粉末の製造に係る特許文献３または４と、アルカリ性のアナターゼ型酸化チタンゾルに係る特許文献１とを組み合わせる方法である。 On the other hand, in order to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol, it is also conceivable to combine the step of producing an alkaline anatase type titanium oxide sol after the step of producing the rutile type titanium oxide in the production of the rutile type titanium oxide powder. For example, Patent Document 3 or 4 relating to the production of rutile type titanium oxide powder is combined with Patent Document 1 relating to an alkaline anatase type titanium oxide sol.
しかしながら、特許文献３記載のルチル型酸化チタンが合成された状態の懸濁液に、分散安定化のために特許文献１記載の水酸化第四級アンモニウムを添加しても、当該懸濁液が強力な塩酸酸性のために懸濁液は直ちに凝集反応を起こし、本発明の安定なルチル型酸化チタンゾルを得ることはできない。 However, even if the quaternary ammonium hydroxide described in Patent Document 1 is added to the suspension in which the rutile-type titanium oxide described in Patent Document 3 has been synthesized, the suspension does not Due to the strong hydrochloric acid acidity, the suspension immediately causes an agglomeration reaction, and the stable rutile type titanium oxide sol of the present invention cannot be obtained.
また、特許文献４は前記の通り、ルチル型酸化チタン粉末の製造を目的とするものであり、ゾル溶液の製造を全く意図していない。特許文献４は実施例等からも明らかなようにチタンの塩酸酸性懸濁液を中和することにより、ルチル型酸化チタンを沈殿させ、これを乾燥あるいは焼成してルチル型酸化チタン粉末を製造するものであるから、懸濁液に特許文献１記載の水酸化第四級アンモニウムを添加しても、直ちに沈殿物が生成し、本発明の安定なゾルを製造することはできない。
従って、公知の方法を単純に組み合わせても本発明のアルカリ性のルチル型酸化チタンゾルを得ることは容易ではない。
Further, as described above, Patent Document 4 is intended to produce a rutile type titanium oxide powder, and does not intend to produce a sol solution at all. Patent Document 4 discloses that rutile type titanium oxide powder is produced by precipitating rutile type titanium oxide by neutralizing an acidic suspension of hydrochloric acid of titanium as is clear from the examples, and drying or firing this. Therefore, even when the quaternary ammonium hydroxide described in Patent Document 1 is added to the suspension, a precipitate is immediately formed, and the stable sol of the present invention cannot be produced.
Therefore, it is not easy to obtain the alkaline rutile-type titanium oxide sol of the present invention by simply combining known methods.
そこで、本発明は、少量の分散剤で、長期安定性に優れ、とりわけ薄膜用途に於いて優れた性能を発揮し、またアルカリ性の水系バインダーと混合して均一分散するルチル型結晶構造を有する分散粒子径の小さな酸化チタンが分散したアルカリ性のゾルを提供するものである。
Therefore, the present invention is a dispersion having a rutile crystal structure that is excellent in long-term stability, particularly excellent in thin film applications, and has a rutile crystal structure mixed uniformly with an alkaline aqueous binder with a small amount of dispersant. An alkaline sol in which titanium oxide having a small particle diameter is dispersed is provided.
本発明者らはアルカリ性のルチル型酸化チタンゾルについて鋭意検討した結果、驚くべきことに、水和酸化チタンゲルを洗浄した後、(i)塩酸及び／又は硝酸の存在下で加熱する工程、(ii)無機酸根を除去する工程、及び、(iii)水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物の存在下で加熱する工程、を設けることによって、ルチル型酸化チタン微粒子の平均分散粒子径が15〜70nmであり、少量の分散剤で長期間安定なゾルが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies on the alkaline rutile-type titanium oxide sols, the present inventors have surprisingly, after washing the hydrated titanium oxide gel, (i) a step of heating in the presence of hydrochloric acid and / or nitric acid, (ii) By providing a step of removing inorganic acid radicals, and (iii) a step of heating in the presence of one or more compounds selected from water-soluble amine compounds, the average dispersed particle size of the rutile-type titanium oxide fine particles is 15 It was found that a sol that was stable for a long period of time with a small amount of a dispersant was obtained, and the present invention was completed.
即ち、本発明は以下の通りである。
［１］平均分散粒子径が15〜70nmであり、ルチル型酸化チタン（TiO2）に対し、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物をモル比で0.005〜0.5含有することを特徴とするアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
［２］実質的に、ルチル型酸化チタンと、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物とのみを含有する上記［１］記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
［３］水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物が、水酸化第四級アンモニウム及び／又はアンモニアである上記［１］又は［２］記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
［４］比表面積が40m2/g〜250m2/gである上記［１］〜［３］のいずれか１項記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
［５］一次粒子の形状が棒状であり、長軸方向の長さが4〜70nm、短軸方向の長さが2〜20nm、長軸／短軸の長さの比が1〜10である上記［１］〜［４］のいずれか１項記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
［６］下記の工程（１）〜（４）を包含することを特徴とする上記［１］〜［５］のいずれか１項記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの製造方法。
（１）アルカリ水溶液と水溶性チタン化合物を、常にｐＨ9以上を保ちながら中和して水和酸化チタンゲルを得た後、洗浄する工程。
（２）工程（１）の洗浄物を、塩酸及び／又は硝酸でｐＨ3以下に調整した後、加熱する工程。
（３）工程（２）の加熱物から無機酸根を除去する工程。
（４）工程（３）の無機酸根除去物を、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物の存在下で加熱する工程。
［７］前記工程（３）が、前記工程（２）の加熱物をアルカリ水溶液で中和した後、洗浄する工程である上記［６］記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの製造方法。
［８］前記工程（４）の水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物が、水酸化第四級アンモニウム及び／又はアンモニアである上記［６］又は［７］記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの製造方法。
［９］前記工程（２）の加熱温度が40〜90℃であり、前記工程（４）の加熱温度が80〜150℃である上記［６］〜［８］のいずれか１項記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの製造方法。
［１０］上記［１］〜［５］のいずれか１項記載のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを含有してなる薄膜形成用塗布液。
That is, the present invention is as follows.
[1] The average dispersed particle diameter is 15 to 70 nm, and the rutile type titanium oxide (TiO 2 ) contains one or more compounds selected from water-soluble amine compounds in a molar ratio of 0.005 to 0.5. An alkaline rutile titanium oxide sol.
[2] The alkaline rutile titanium oxide sol according to [1], which substantially contains only a rutile type titanium oxide and at least one compound selected from water-soluble amine compounds.
[3] The alkaline rutile titanium oxide sol according to the above [1] or [2], wherein the one or more compounds selected from water-soluble amine compounds are quaternary ammonium hydroxide and / or ammonia.
[4] having a specific surface area of 40m 2 / g~250m 2 / g [1] to [3] Alkaline rutile type titanium oxide sol according to any one of.
[5] The shape of the primary particles is a rod, the length in the major axis direction is 4 to 70 nm, the length in the minor axis direction is 2 to 20 nm, and the ratio of the major axis / minor axis length is 1 to 10. The alkaline rutile-type titanium oxide sol according to any one of [1] to [4] above.
[6] The method for producing an alkaline rutile type titanium oxide sol according to any one of the above [1] to [5], comprising the following steps (1) to (4).
(1) A step of washing after neutralizing an aqueous alkali solution and a water-soluble titanium compound while always maintaining pH 9 or more to obtain a hydrated titanium oxide gel.
(2) A step of heating the washed product in step (1) after adjusting the pH to 3 or less with hydrochloric acid and / or nitric acid.
(3) The process of removing an inorganic acid radical from the heating thing of a process (2).
(4) A step of heating the inorganic acid radical removed product of step (3) in the presence of one or more compounds selected from water-soluble amine compounds.
[7] The method for producing an alkaline rutile type titanium oxide sol according to the above [6], wherein the step (3) is a step of neutralizing the heated product of the step (2) with an alkaline aqueous solution and then washing.
[8] The alkaline rutile oxidation according to the above [6] or [7], wherein the one or more compounds selected from the water-soluble amine compounds in the step (4) are quaternary ammonium hydroxide and / or ammonia. A method for producing a titanium sol.
[9] The alkaline property according to any one of [6] to [8] above, wherein the heating temperature in the step (2) is 40 to 90 ° C, and the heating temperature in the step (4) is 80 to 150 ° C. A method for producing a rutile-type titanium oxide sol.
[10] A coating solution for forming a thin film comprising the alkaline rutile-type titanium oxide sol according to any one of [1] to [5] above.
本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルは、分散剤が少量で、長期安定性に優れ、ルチル型酸化チタンが高度に分散した平均分散粒子径の小さなゾルであるため、特に薄膜用途に好適に用いることができる。さらに、本発明のゾルはアルカリ性であるため、特にアルカリ性の水系バインダーと混合して各種用途に好適に使用することができる。 The alkaline rutile type titanium oxide sol of the present invention is a sol with a small amount of dispersant, excellent long-term stability, and a highly dispersed rutile type titanium oxide and a small average dispersed particle size. Can do. Furthermore, since the sol of the present invention is alkaline, it can be suitably used for various applications by mixing with an alkaline aqueous binder.
以下、本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルについて詳細に説明する。
本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル（以下、「本発明のゾル」と云うこともある）は、ルチル型酸化チタンの平均分散粒子径が15〜70nmであり、前記ルチル型酸化チタン（TiO2）に対し、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物をモル比で0.005〜0.5含有することを特徴とするものである。
Hereinafter, the alkaline rutile type titanium oxide sol of the present invention will be described in detail.
The alkaline rutile type titanium oxide sol of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “sol of the present invention”) has an average dispersed particle size of rutile type titanium oxide of 15 to 70 nm, and the rutile type titanium oxide (TiO 2 ). On the other hand, one or more compounds selected from water-soluble amine compounds are contained in a molar ratio of 0.005 to 0.5.
本発明のゾルの結晶構造は、ゾルを100℃で乾燥させた後、粉末Ｘ線回折によって分析するとルチル型構造に由来するピークのみが検出されるので、実質的にゾル中にはルチル型酸化チタンのみ含まれる。 The crystal structure of the sol of the present invention is that, after drying the sol at 100 ° C. and analyzing by powder X-ray diffraction, only the peak derived from the rutile structure is detected. Only titanium is included.
本発明のゾルの平均分散粒子径は15〜70nmの範囲であり、好ましくは15〜60nmの範囲である。尚、前記の平均分散粒子径は（株）堀場製作所製「動的光散乱式粒径分布測定装置 LB-500」で測定した際のメジアン径である。本発明のルチル型酸化チタンゾルの平均分散粒子径は15nm以上であり、安定に分散し、平滑で透明な薄膜を得るには平均分散粒子径は70nm以下である必要がある。 The average dispersed particle size of the sol of the present invention is in the range of 15 to 70 nm, preferably in the range of 15 to 60 nm. The average dispersed particle diameter is a median diameter as measured by “Dynamic Light Scattering Particle Size Distribution Measuring Device LB-500” manufactured by Horiba, Ltd. The average dispersed particle diameter of the rutile-type titanium oxide sol of the present invention is 15 nm or more, and the average dispersed particle diameter needs to be 70 nm or less in order to obtain a thin film that is stably dispersed and smooth.
また、本発明のゾルの一次粒子の形状ついていえば、例えば、透過型電子顕微鏡（TEM）で観察したときの形状が棒状であり、長軸方向の長さが4〜70nm、短軸方向の長さが2〜20nm、長軸／短軸の長さの比が1〜10と計測されるものである。 Further, the shape of the primary particles of the sol of the present invention is, for example, a rod shape when observed with a transmission electron microscope (TEM), the length in the long axis direction is 4 to 70 nm, and the length in the short axis direction is The length is 2 to 20 nm, and the ratio of the length of the major axis / minor axis is 1 to 10.
前記の通り、本発明のゾルはその粒子が微細であるため、該ゾルを塗布すると平滑で透明な薄膜が得られる。例えば、TiO2濃度が3質量％である本発明のゾルをガラス板にスピンコートし（1000rpm、10秒）、105℃で5分乾燥させた薄膜のHazeを日本電色工業（株）製 ヘーズメーター COH400で測定すると5％以下を示す。Hazeは塗膜の濁りを示すものであり、その値が小さいほど透明、平滑な薄膜であるといえる。 As described above, since the particles of the sol of the present invention are fine, when the sol is applied, a smooth and transparent thin film can be obtained. For example, a sol of the present invention having a TiO 2 concentration of 3% by mass is spin-coated on a glass plate (1000 rpm, 10 seconds), and dried at 105 ° C. for 5 minutes. A thin film Haze is produced by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. It shows 5% or less when measured with meter COH400. Haze indicates the turbidity of the coating film. The smaller the value, the clearer and smoother the film is.
また、本発明のゾルは、分散剤として水溶性アミン化合物を含有するものであり、ルチル型酸化チタン（TiO2）に対し、前記分散剤の含有量がモル比で0.005〜0.5の範囲である。
前記モル比が0.005を下回ると分散安定化効果が充分に得られなくなる。本発明に於いては粒子が小さいため、前記モル比の上限は0.5で十分である。このように分散剤が少量であることが本発明の特徴の一つであり、0.5を上回ると薄膜生成に好影響を及ぼさない。また、高屈折率用途においても好ましくない。
Further, the sol of the present invention contains a water-soluble amine compound as a dispersant, and the content of the dispersant is in a range of 0.005 to 0.5 in terms of molar ratio with respect to rutile titanium oxide (TiO 2 ). .
When the molar ratio is less than 0.005, a sufficient dispersion stabilizing effect cannot be obtained. In the present invention, since the particles are small, the upper limit of the molar ratio is 0.5. Thus, it is one of the features of the present invention that the amount of the dispersing agent is small, and if it exceeds 0.5, the thin film formation is not adversely affected. Also, it is not preferable for high refractive index applications.
本発明に用いる水溶性アミン化合物としては、本発明のゾルのｐＨをアルカリ性にできれば良く、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、水酸化第四級アンモニウム、アンモニア等が挙げられる。第一級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン等が挙げられる。第二級アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等が挙げられる。第三級アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。水酸化第四級アンモニウムとしては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化トリメチルエチルアンモニウム、水酸化テトラトリメチルプロピルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアミン、コリン等が挙げられる。この中でも水酸化第四級アンモニウムとアンモニアが分散安定性の点から好適に使用できる。上記水酸化第四級アンモニウムの中でも、特に酸化チタンゾルの分散安定化に効果的であることと入手の容易性の点から水酸化テトラメチルアンモニウム、コリンを推奨することができる。 The water-soluble amine compound used in the present invention is not limited as long as the pH of the sol of the present invention can be made alkaline, and examples thereof include primary amines, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium hydroxides, and ammonia. . Examples of the primary amine include methylamine, ethylamine, butylamine, monoethanolamine, and isopropanolamine. Examples of the secondary amine include dimethylamine, diethylamine, diethanolamine, diisopropanolamine and the like. Examples of the tertiary amine include trimethylamine, triethanolamine, triisopropanolamine and the like. Examples of the quaternary ammonium hydroxide include, for example, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, tetratrimethylpropylammonium hydroxide, dimethylhydroxide Examples include diethylamine and choline. Among these, quaternary ammonium hydroxide and ammonia can be preferably used from the viewpoint of dispersion stability. Among the above quaternary ammonium hydroxides, tetramethylammonium hydroxide and choline can be recommended particularly from the viewpoint of effective dispersion stabilization of titanium oxide sol and easy availability.
本発明のゾルはアルカリ性であるが、ｐＨで示すと概ね8以上であることが好ましく、さらに好ましくはｐＨ9.5〜13.0である。 Although the sol of the present invention is alkaline, it is preferably about 8 or more in terms of pH, more preferably pH 9.5 to 13.0.
本発明のゾルにおけるルチル型酸化チタンの比表面積について云えば、40m2/g〜250m2/gであることが好ましい。前記比表面積が40m2/gを下回ると、結晶子が大きくなるとともに分散剤の吸着点が減少することでやや分散性が低下し、保存中に沈殿が生じやすくなる。一方、前記比表面積が250m2/gを上回ると、ルチル型酸化チタンの結晶化が不十分なために、凝集し易くなったり、また、ルチル型固有の物性（屈折率、触媒活性等）が発現しなくなる恐れがある。前記比表面積のより好ましい範囲は、60m2/g〜230m2/gである。 As far the specific surface area of the rutile-type titanium oxide in the sol of the present invention is preferably 40m 2 / g~250m 2 / g. When the specific surface area is less than 40 m 2 / g, the crystallite becomes large and the adsorption point of the dispersant decreases, so that the dispersibility is slightly lowered and precipitation is likely to occur during storage. On the other hand, when the specific surface area exceeds 250 m 2 / g, the rutile titanium oxide is insufficiently crystallized, so that it easily aggregates, and the properties specific to the rutile type (refractive index, catalytic activity, etc.) There is a risk that it will not develop. A more preferable range of the specific surface area is 60m 2 / g~230m 2 / g.
また、本発明のゾルの一態様としては、実質的に、ルチル型酸化チタンと、分散剤として水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物とのみを含有するものである。ここで、「実質的に」とは、原材料に含有される不純物を除くと、ルチル型酸化チタン及び前記分散剤以外に含有される物質としてはCl−、NO3 −等の無機酸根とNa＋、K＋等のアルカリ金属だけであり、前記ルチル型酸化チタン（TiO2）に対する無機酸根の含有量がモル比で0.01以下であり、前記ルチル型酸化チタン（TiO2）に対するアルカリ金属の含有量がモル比で0.05以下であることを云う。前記無機酸根と前記アルカリ金属の含有量の各モル比は、限外ろ過洗浄によって除去し切れずに残存する量を示したものである。本態様のゾルは、アルカリ性の水系バインダー等との混合において長期に安定し特に好適である。 Moreover, as one aspect | mode of the sol of this invention, it contains substantially only a rutile type titanium oxide and 1 or more types of compounds chosen from the water-soluble amine compound as a dispersing agent. Here, “substantially” means that when impurities contained in the raw material are excluded, the substances contained in addition to the rutile-type titanium oxide and the dispersant include inorganic acid radicals such as Cl − and NO 3 − and Na +. , only alkali metal K +, etc., wherein it is 0.01 or less in the content of the inorganic acid radical is the molar ratio of rutile type titanium oxide (TiO 2), the content of the alkali metal to the rutile type titanium oxide (TiO 2) Is a molar ratio of 0.05 or less. Each molar ratio of the content of the inorganic acid radical and the alkali metal indicates the amount remaining without being completely removed by ultrafiltration washing. The sol of this embodiment is particularly suitable because it is stable for a long time when mixed with an alkaline aqueous binder or the like.
次に、本発明のゾルの製造方法について説明する。
本発明のゾルの製造方法の好ましい態様は、
（１）アルカリ水溶液と水溶性チタン化合物を、常にｐＨ9以上を保ちながら中和して水和酸化チタンゲルを得た後、洗浄する工程。
（２）工程（１）の洗浄物を、塩酸及び／又は硝酸でｐＨ3以下に調整した後、加熱する工程。
（３）工程（２）の加熱物から無機酸根を除去する工程。
（４）工程（３）の無機酸根除去物を、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物の存在下で加熱する工程。
を包含するものである。
Next, the manufacturing method of the sol of this invention is demonstrated.
A preferred embodiment of the sol production method of the present invention is:
(1) A step of washing after neutralizing an aqueous alkali solution and a water-soluble titanium compound while always maintaining pH 9 or more to obtain a hydrated titanium oxide gel.
(2) A step of heating the washed product in step (1) after adjusting the pH to 3 or less with hydrochloric acid and / or nitric acid.
(3) The process of removing an inorganic acid radical from the heating thing of a process (2).
(4) A step of heating the inorganic acid radical removed product of step (3) in the presence of one or more compounds selected from water-soluble amine compounds.
Is included.
先ず工程（１）について説明する。
アルカリ水溶液に用いる化合物として、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アンモニア等を好例として挙げることができるがこれらに限定されるものではない。アルカリ金属の水酸化物として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が、アルカリ金属の炭酸塩として、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が例示できる。アルカリ水溶液の濃度は、水溶性チタン化合物を添加してもｐＨ9以上を保つことができ、水和酸化チタンゲルが生成できれば特に制限はなく、適宜設定すればよい。
First, step (1) will be described.
Examples of the compound used in the alkaline aqueous solution include, but are not limited to, alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, and ammonia. Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and examples of the alkali metal carbonate include sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate. The concentration of the aqueous alkali solution is not particularly limited as long as it can maintain a pH of 9 or more even when a water-soluble titanium compound is added, and a hydrated titanium oxide gel can be formed, and may be set as appropriate.
水溶性チタン化合物として、塩化チタン、オキシ塩化チタン、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン等を好例として挙げることができるがこれらに限定されるものではない。これら水溶性チタン化合物は水溶液の状態で使用することが作業性の観点から好ましい。その水溶液の濃度は、特に制限されることはなく、適宜設定すればよい Examples of water-soluble titanium compounds include, but are not limited to, titanium chloride, titanium oxychloride, titanium sulfate, titanium oxysulfate, and the like. These water-soluble titanium compounds are preferably used in the form of an aqueous solution from the viewpoint of workability. The concentration of the aqueous solution is not particularly limited and may be set as appropriate.
アルカリ水溶液と水溶性チタン化合物を、常にｐＨ9以上を保ちながら中和する方法について説明する。中和方法は、前記ｐＨ範囲を保つことができれば特に制限はないが、例えば、[1]アルカリ水溶液に対し、水溶性チタン化合物を添加し、ｐＨ9を下回らない範囲で水溶性チタン化合物の添加を終了する方法、[2]アルカリ水溶液と水溶性チタン化合物を、ｐＨ9を下回らないように同時に添加する方法、[3]設計量の内の一部のアルカリ水溶液に対し水溶性チタン化合物を添加するが、ｐＨ9を下回らないように残りのアルカリ水溶液を適宜添加する方法が挙げられる。この中でも、[1]の方法が最も容易にｐＨ9以上を保つことができるため特に好ましい。尚、いずれの方法においても、前記ｐＨ範囲を保つように撹拌強度、添加方法等を適宜設定すればよい。前記[1]の添加方法については、水溶性チタン化合物添加による溶液ｐＨの局所的低下を避けるために、滴下が特に好ましい。水和酸化チタンゲルを得る操作における温度については特段の制限は無く、5〜100℃の範囲内であればよい。 A method for neutralizing an aqueous alkali solution and a water-soluble titanium compound while always maintaining pH 9 or higher will be described. The neutralization method is not particularly limited as long as the pH range can be maintained. For example, [1] a water-soluble titanium compound is added to an alkaline aqueous solution, and the water-soluble titanium compound is added within a range not lower than pH 9. Method of finishing, [2] Method of adding alkaline aqueous solution and water-soluble titanium compound simultaneously so as not to fall below pH 9, [3] Adding water-soluble titanium compound to a part of the alkaline aqueous solution within the designed amount A method of appropriately adding the remaining alkaline aqueous solution so as not to fall below pH 9 can be mentioned. Among these, the method [1] is particularly preferred because it can most easily maintain pH 9 or higher. In any of the methods, the stirring strength, the addition method, etc. may be appropriately set so as to keep the pH range. The addition method [1] is particularly preferably dripping in order to avoid a local drop in the solution pH due to the addition of the water-soluble titanium compound. There is no special restriction | limiting about the temperature in operation which obtains a hydrated titanium oxide gel, What is necessary is just in the range of 5-100 degreeC.
水和酸化チタンゲルの濃度について云えば、酸化チタン濃度（TiO2）として、0.1〜5.0質量％の範囲を例示できる。この濃度が0.1質量％を下回ると生産効率が悪くなるため、また、5.0質量％を上回ると反応時の撹拌が困難になりやすくなるため好ましくない。 Regarding the concentration of the hydrated titanium oxide gel, the range of 0.1 to 5.0% by mass can be exemplified as the titanium oxide concentration (TiO 2 ). If this concentration is less than 0.1% by mass, the production efficiency is deteriorated, and if it exceeds 5.0% by mass, stirring during the reaction tends to be difficult, which is not preferable.
次に、生成した水和酸化チタンゲルを洗浄する。洗浄は、副生塩や余分なイオン性物質が除去できれば洗浄方法に特に制限はなく、水を添加しながらの限外ろ過、ヌッチェろ過、フィルタープレス等が例示でき、このうち特に限外ろ過が好ましい。洗浄終点の目安として、ろ液ECが0.3〜1mS/cmの時点を挙げることができる。
また、洗浄終了後の水和酸化チタンゲルのｐＨは概ね10〜12の範囲である。
Next, the produced hydrated titanium oxide gel is washed. Washing is not particularly limited as long as by-product salts and excess ionic substances can be removed, and examples include ultrafiltration while adding water, Nutsche filtration, filter press, etc. preferable. As an indication of the end point of washing, the time when the filtrate EC is 0.3 to 1 mS / cm can be mentioned.
Moreover, the pH of the hydrated titanium oxide gel after completion of washing is generally in the range of 10-12.
次に工程（２）では、工程（１）の洗浄後の水和酸化チタンゲルを含む溶液を塩酸及び／又は硝酸でｐＨ3以下に調整した後、加熱する。塩酸及び／又は硝酸の濃度及び量は、前記ｐＨ範囲に調整できるように適宜設定すればよい。例として濃塩酸を用いた場合は、溶液中のTiO2に対して濃塩酸（HCl）をモル比で0.6〜2.0の範囲で添加することが好ましい。
加熱時の酸化チタン濃度（TiO2）は1〜8質量％の範囲であることが好ましい。前記範囲で処理することで最終的に粒子径の小さいルチル型酸化チタンを効率的に得ることができる。
加熱温度は、40〜90℃の範囲が好ましい。前記温度範囲において、アナターゼ型酸化チタンが生成せずに、ルチル型酸化チタンが生成し易くなる。また、加熱時間は、ルチル型酸化チタンを充分に生成させるために、10分以上であることが好ましく、特に好ましくは10分〜240分である。より好ましい加熱条件は、45〜75℃で20分〜80分である。
Next, in step (2), the solution containing the hydrated titanium oxide gel after washing in step (1) is adjusted to pH 3 or lower with hydrochloric acid and / or nitric acid, and then heated. What is necessary is just to set suitably the density | concentration and quantity of hydrochloric acid and / or nitric acid so that it can adjust to the said pH range. When concentrated hydrochloric acid is used as an example, concentrated hydrochloric acid (HCl) is preferably added in a molar ratio of 0.6 to 2.0 with respect to TiO 2 in the solution.
The titanium oxide concentration (TiO 2 ) during heating is preferably in the range of 1 to 8% by mass. By treating in the above range, rutile titanium oxide having a small particle diameter can be efficiently obtained finally.
The heating temperature is preferably in the range of 40 to 90 ° C. In the temperature range, anatase-type titanium oxide is not generated, and rutile-type titanium oxide is easily generated. The heating time is preferably 10 minutes or more, particularly preferably 10 minutes to 240 minutes, in order to sufficiently generate rutile-type titanium oxide. More preferable heating conditions are 45 to 75 ° C. and 20 to 80 minutes.
次に工程（３）では、工程（２）で加熱された溶液中の塩素根、硝酸根等の無機酸根の除去を行う。上記無機酸根の除去は、工程（４）において分散性の良好なゾルを得るために必須であり、ルチル型酸化チタン（TiO2）に対し無機酸根をモル比で0.01以下とすることが推奨される。その方法は特に限定されないが、例えば、工程（２）の加熱物を、[1]限外ろ過洗浄する方法、[2]限外ろ過洗浄した後、アルカリ水溶液で中和し、その中和物をさらに洗浄する方法、[3]アルカリ水溶液で中和した後、洗浄する方法等が挙げられる。この中でも特に[3]の方法が最も効率的に無機酸根を除去することができるため、好適である。
前記[3]の方法においては、まず、工程（２）の加熱物にアルカリ水溶液を添加して中和する。アルカリ水溶液の添加時の溶液温度に関しては、特段制約はないが一般的には5〜90℃が良い。アルカリ水溶液の化合物としては、工程（１）で例示した化合物を挙げることができるが、分散剤として作用するアンモニアが特に好ましい。アルカリ水溶液の濃度と量は適宜設定すればよいが、アルカリ水溶液添加後の溶液ｐＨが5.5以上となるように設定することが好ましい。尚、後の洗浄工程で液の粘性が高く洗浄が困難な場合は、中和した後に加熱エージングを行っても良い。加熱エージングを行う場合は50〜100℃で1〜5時間行うことが好ましい。続いて、中和した溶液を洗浄する。洗浄方法は上記工程（１）に記載した方法を例示することができ、このうち限外ろ過が特に好ましい。限外ろ過を例にとると、系外へ排出されるろ液のＥＣをおよそ500μS/cm以下まで洗浄することにより、ルチル型酸化チタン（TiO2）に対し無機酸根をモル比で0.01以下まで除去することができる。より好ましくはろ液ECが50μS/cm以下となるまで洗浄する条件であり、これにより、塩素根、硝酸根等の無機酸根だけでなくその他のイオン性物質、例えば、Na＋、K＋等のアルカリ金属及び遊離のアンモニア等を限外ろ過による洗浄限界まで除去することができる。
Next, in step (3), inorganic acid radicals such as chlorine radicals and nitrate radicals in the solution heated in step (2) are removed. The removal of the inorganic acid radical is essential to obtain a sol with good dispersibility in the step (4), and it is recommended that the inorganic acid radical is 0.01 or less in molar ratio with respect to rutile titanium oxide (TiO 2 ). The The method is not particularly limited. For example, the heated product in step (2) is [1] an ultrafiltration washing method, [2] after ultrafiltration washing, and neutralized with an alkaline aqueous solution, and the neutralized product. And [3] a method of neutralizing with an aqueous alkali solution followed by washing. Among these, the method [3] is particularly preferable because it can remove inorganic acid radicals most efficiently.
In the method [3], first, the heated product in the step (2) is neutralized by adding an alkaline aqueous solution. The solution temperature at the time of adding the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but generally 5 to 90 ° C. is preferable. As the compound of the alkaline aqueous solution, the compounds exemplified in the step (1) can be exemplified, but ammonia which acts as a dispersant is particularly preferable. The concentration and amount of the alkaline aqueous solution may be set as appropriate, but it is preferable to set the solution pH after addition of the alkaline aqueous solution to be 5.5 or more. In addition, when the viscosity of the liquid is high in the subsequent washing step and washing is difficult, heat aging may be performed after neutralization. When performing heat aging, it is preferable to carry out at 50-100 degreeC for 1 to 5 hours. Subsequently, the neutralized solution is washed. As the washing method, the method described in the above step (1) can be exemplified, and among these, ultrafiltration is particularly preferred. Taking ultrafiltration as an example, the EC of the filtrate discharged out of the system is washed to about 500 μS / cm or less, so that the inorganic acid radicals can be reduced to 0.01 or less in molar ratio to rutile titanium oxide (TiO 2 ). Can be removed. More preferably, it is a condition for washing until the filtrate EC is 50 μS / cm or less, whereby not only inorganic acid radicals such as chlorine radicals and nitrate radicals but also other ionic substances such as alkalis such as Na + and K + Metals, free ammonia, etc. can be removed to the limit of washing by ultrafiltration.
次に工程（４）では、工程（３）の無機酸根の除去後の溶液を、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物が存在する状態で加熱を行う。加熱時における水溶性アミン化合物の存在量は、ルチル型酸化チタン（TiO2）に対しモル比で0.005〜0.5となるような量である。
一般的には、工程（４）で水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物を添加する態様が長期安定化の点で好ましい。但し、工程（１）でアルカリ水溶液としてアンモニアを使用した場合、又は、工程（３）においてアンモニアで中和した後、洗浄する方法を適用した場合、工程（３）の後の溶液中にアンモニアが残存することがある。この残存アンモニア量は製造条件により異なるが、目安として上記モル比で0.1以下である。この残存アンモニア量を勘案して、上記範囲となるように水溶性アミン化合物の添加量を調整する。
また、工程（３）の後の溶液中にアンモニアがルチル型酸化チタン（TiO2）に対しモル比で0.005以上残存している場合は、工程（４）で水溶性アミン化合物を添加しないことも態様の１つである。但し、当該態様においては安定なゾルが得られ難い場合があるため、加熱前のルチル型酸化チタン（TiO2）の濃度を低く設定することが好ましい。
工程（４）で使用する水溶性アミン化合物としては前記と同じものを例示することができ、この中でも水酸化第四級アンモニウムとアンモニアが分散安定性の点から好適に使用できる。上記水酸化第四級アンモニウムの中でも、特に酸化チタンゾルの分散安定化に効果的であることと入手の容易性から水酸化テトラメチルアンモニウム、コリンを推奨することができる。
加熱温度は80〜150℃の範囲であることが好ましい。前記加熱温度の範囲において、平均分散粒子径15〜70nmのルチル型酸化チタンの微粒子が得られ易くなる。
Next, in the step (4), the solution after the removal of the inorganic acid group in the step (3) is heated in a state where one or more compounds selected from water-soluble amine compounds are present. The amount of the water-soluble amine compound during heating is such that the molar ratio with respect to rutile-type titanium oxide (TiO 2 ) is 0.005 to 0.5.
In general, an embodiment in which one or more compounds selected from water-soluble amine compounds in step (4) are added is preferable in terms of long-term stabilization. However, when ammonia is used as an alkaline aqueous solution in step (1), or when a method of washing after neutralizing with ammonia in step (3) is applied, ammonia is not contained in the solution after step (3). May remain. The amount of residual ammonia varies depending on the production conditions, but as a guide, it is 0.1 or less in terms of the molar ratio. Taking this residual ammonia amount into consideration, the addition amount of the water-soluble amine compound is adjusted so as to be in the above range.
Further, when ammonia remains in a molar ratio of 0.005 or more with respect to rutile-type titanium oxide (TiO 2 ) in the solution after step (3), the water-soluble amine compound may not be added in step (4). This is one aspect. However, in this embodiment, it may be difficult to obtain a stable sol, so it is preferable to set the concentration of rutile titanium oxide (TiO 2 ) before heating low.
Examples of the water-soluble amine compound used in the step (4) are the same as those described above. Among them, quaternary ammonium hydroxide and ammonia can be preferably used from the viewpoint of dispersion stability. Among the quaternary ammonium hydroxides, tetramethylammonium hydroxide and choline can be recommended because they are particularly effective for stabilizing the dispersion of the titanium oxide sol and are easily available.
The heating temperature is preferably in the range of 80 to 150 ° C. In the range of the heating temperature, fine particles of rutile-type titanium oxide having an average dispersed particle diameter of 15 to 70 nm are easily obtained.
また、必要に応じて、工程（４）の次に限外ろ過処理や加熱等により濃縮を行うことができる。限外ろ過処理する際には注水洗浄することで、残存する不純物、無機酸根、アルカリ金属をさらに除去することも可能である。この際、ルチル型酸化チタンゾルの分散に必要な分散剤も幾らか除去されるため、得られたゾルが不安定になる恐れがある。このような場合には水溶性アミン化合物を本発明の範囲内で追加添加することにより、長期に渡り安定化させることが可能である。 Moreover, if necessary, it can concentrate by an ultrafiltration process, a heating, etc. after a process (4). The remaining impurities, inorganic acid radicals and alkali metals can be further removed by washing with water when performing ultrafiltration. At this time, since the dispersant necessary for dispersing the rutile-type titanium oxide sol is also removed, the obtained sol may be unstable. In such a case, it is possible to stabilize over a long period of time by adding a water-soluble amine compound within the scope of the present invention.
本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルは、通常TiO2として2〜20質量％で製造されることが望ましい。2質量％未満は塗布液として利用するのに十分な濃度とはいい難く、製造上、輸送上も経済的でない。一方、20質量％を超えると粘度が高くなり、ハンドリング性が損なわれるため好ましくない。通常は5〜15質量％程度で製造、利用することが好ましい。 The alkaline rutile-type titanium oxide sol of the present invention is usually preferably produced at 2 to 20% by mass as TiO 2 . If it is less than 2% by mass, it is difficult to say that the concentration is sufficient for use as a coating solution, and it is not economical in terms of production and transportation. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the viscosity becomes high and handling properties are impaired, which is not preferable. Usually, it is preferable to manufacture and use at about 5 to 15% by mass.
本発明のゾルは、特開２００１−２０６７２０号公報に従い、ヒドロキシカルボン酸を添加し、水熱処理を行うことで、ヒドロキシカルボン酸で分散安定化されたルチル型酸化チタンゾルとすることが可能である。 The sol of the present invention can be made into a rutile-type titanium oxide sol dispersed and stabilized with hydroxycarboxylic acid by adding hydroxycarboxylic acid and performing hydrothermal treatment according to JP-A-2001-206720.
本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルは、機能性を向上させるために様々な遷移金属及びその化合物を含有させて使用することも可能である。その遷移金属としては、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ニオブ、タンタル、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、タングステン、白金、金等が挙げられる。銀、銅に関しては、例えば、特開２００８−２６０６８４号公報に記載されている方法で本発明のルチル型酸化チタンゾルと安定に複合化させることが可能である。また、他の遷移金属に関しても、前記公報記載の方法に準じて複合化することも可能である。 The alkaline rutile-type titanium oxide sol of the present invention can be used by containing various transition metals and compounds thereof in order to improve functionality. Examples of the transition metal include vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, niobium, tantalum, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, tungsten, platinum, and gold. Regarding silver and copper, for example, it can be stably combined with the rutile-type titanium oxide sol of the present invention by the method described in JP-A-2008-260684. Also, other transition metals can be combined according to the method described in the above publication.
本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルは、水を分散媒としたものであるが、水溶媒を有機溶媒で置換することにより、有機溶媒分散型ゾルとすることもできる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類、2-メトキシプロパノール、2-n-ブトキシエタノール等のセロソルブ類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類やホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が例示できる。 The alkaline rutile-type titanium oxide sol of the present invention uses water as a dispersion medium. However, an organic solvent-dispersed sol can be obtained by replacing the aqueous solvent with an organic solvent. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether; cellosolves such as 2-methoxypropanol and 2-n-butoxyethanol; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Examples include formamide and dimethyl sulfoxide.
また、本発明のアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの目的の一つは、アルカリ性の水系バインダーと混合して均一分散させることにあり、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、アルカリ性のシリカゾル、シリコンアルコキシド、シランカップリング剤等がその好例として挙げられる。しかし、その他の中性、酸性バインダーであってもゾル状態を維持することができる範囲内でこれを使用することができる。 Also, one of the purposes of the alkaline rutile type titanium oxide sol of the present invention is to mix and disperse uniformly with an alkaline aqueous binder, such as sodium silicate, lithium silicate, potassium silicate, zirconyl ammonium carbonate, alkaline silica sol, silicon Examples thereof include alkoxides and silane coupling agents. However, other neutral and acidic binders can be used as long as the sol state can be maintained.
以下、本発明の詳細を実施例を挙げて説明するが、本発明はそれらの実施例によって限定されるものではない。尚、特に断らない限り％は全て質量％を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and the detail of this invention is demonstrated, this invention is not limited by those Examples. In addition, unless otherwise indicated, all% shows the mass%.
［実施例1］
2.7％水酸化ナトリウム水溶液 10361gにオキシ塩化チタン水溶液（TiO2＝27.4％、Cl=32.7％）600gを撹拌下でローラーポンプを用いて30分かけて添加した。得られた水和酸化チタンゲルのpHは12.5であった。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが0.5mS/cmになるまで洗浄を行い、洗浄水和酸化チタンゲルを得た（TiO2=4.5％、pH10.9、EC 1.2mS/cm）。
この洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水1756gと35％塩酸を56.3g添加した（pH1.3）。この溶液を60℃に加温し100分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加し、室温まで放冷した。これをろ液ECが35μS/cmになるまで限外ろ過洗浄し、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=6.0％、pH7.9、EC 0.54mS/cm、比表面積305m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.46gを添加し、90℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 1]
600 g of a titanium oxychloride aqueous solution (TiO 2 = 27.4%, Cl = 32.7%) was added to 10361 g of a 2.7% aqueous sodium hydroxide solution over 30 minutes with stirring using a roller pump. The pH of the obtained hydrated titanium oxide gel was 12.5. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 0.5 mS / cm to obtain a washed hydrated titanium oxide gel (TiO 2 = 4.5%, pH 10.9, EC 1.2 mS / cm).
To 800 g of this washed hydrated titanium oxide gel, 1756 g of pure water and 56.3 g of 35% hydrochloric acid were added (pH 1.3). When this solution was heated to 60 ° C. and 100 minutes had passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH reached 8, and the solution was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 6.0%, pH 7.9, EC 0.54 mS / cm, specific surface area 305 m 2 / g). An aqueous rutile-type titanium oxide sol was obtained by adding 2.46 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to 300 g of this titanium oxide gel and heating at 90 ° C. for 5 hours. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例2］
3.2％水酸化ナトリウム水溶液 10361gにオキシ塩化チタン水溶液（TiO2=27.4％、Cl=32.7％）600gを撹拌下でローラーポンプを用いて30分かけて添加した。得られた水和酸化チタンゲルのpHは13.1であった。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが1.0mS/cmになるまで洗浄を行い、洗浄水和酸化チタンゲルを得た（TiO2=4.5％、pH11.1、EC 1.2mS/cm）。この洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと35％塩酸を56.3g添加した（pH0.8）。この溶液を60℃に加温し30分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加した後、これを95℃に加温し2時間加熱した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=10.5％、pH8.1、EC 0.56mS/cm、比表面積275m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液4.31gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 2]
A titanium oxychloride aqueous solution (TiO 2 = 27.4%, Cl = 32.7%) 600 g was added to 10361 g of a 3.2% sodium hydroxide aqueous solution over 30 minutes with stirring using a roller pump. The pH of the obtained hydrated titanium oxide gel was 13.1. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 1.0 mS / cm, to obtain a washed hydrated titanium oxide gel (TiO 2 = 4.5%, pH 11.1, EC 1.2 mS / cm). To 800 g of this washed hydrated titanium oxide gel, 44 g of pure water and 56.3 g of 35% hydrochloric acid were added (pH 0.8). When this solution was heated to 60 ° C. and 30 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until pH 8 was reached, and then this was heated to 95 ° C. and heated for 2 hours. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 10.5%, pH 8.1, EC 0.56 mS / cm, Specific surface area 275 m 2 / g). To 300 g of this titanium oxide gel, 4.31 g of a 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added and heated at 120 ° C. for 5 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例3］
4％水酸化ナトリウム水溶液 6000gにオキシ塩化チタン水溶液（TiO2=27.4％、Cl=32.7％）600gを撹拌下でローラーポンプを用いて30分かけて添加した。得られた水和酸化チタンゲルのpHは13.7であった。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが1.0mS/cmになるまで洗浄を行い、洗浄水和酸化チタンゲルを得た（TiO2=4.5％、pH11.0、EC 1.3mS/cm）。この洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと35％塩酸を56.3g添加した（pH0.8）。この溶液を50℃に加温し70分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=7.0％、pH8.3、EC 0.42mS/cm、比表面積260m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.87gを添加し、135℃で4時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 3]
600 g of titanium oxychloride aqueous solution (TiO 2 = 27.4%, Cl = 32.7%) was added to 6000 g of 4% aqueous sodium hydroxide solution over 30 minutes with stirring using a roller pump. The pH of the obtained hydrated titanium oxide gel was 13.7. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 1.0 mS / cm, to obtain a washed hydrated titanium oxide gel (TiO 2 = 4.5%, pH 11.0, EC 1.3 mS / cm). To 800 g of this washed hydrated titanium oxide gel, 44 g of pure water and 56.3 g of 35% hydrochloric acid were added (pH 0.8). When this solution was heated to 50 ° C. and 70 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH reached 8, and the solution was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 7.0%, pH 8.3, EC 0.42 mS / cm, Specific surface area 260 m 2 / g). 2.87 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added to 300 g of this titanium oxide gel and heated at 135 ° C. for 4 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例4］
実施例1と同様にして得た洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと35％塩酸を56.3g添加した（pH0.8）。この溶液を50℃に加温し45分経過した時点で18％アンモニア水溶液を溶液のpHが6.0になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=5.5％、pH6.4、EC 0.3mS/cm）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液0.52gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 4]
44 g of pure water and 56.3 g of 35% hydrochloric acid were added to 800 g of the washed hydrated titanium oxide gel obtained in the same manner as in Example 1 (pH 0.8). When this solution was heated to 50 ° C. and 45 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH of the solution reached 6.0, and the mixture was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 5.5%, pH 6.4, EC 0.3 mS / cm). . 0.52 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added to 300 g of this titanium oxide gel and heated at 120 ° C. for 5 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例5］
実施例2のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液14.3gを添加し、90℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 5]
14.3 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added to 300 g of titanium oxide gel having a rutile type crystal structure of Example 2, and heated at 90 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［参考例6］
実施例2のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液58gを添加し、90℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[ Reference Example 6]
An alkaline rutile type titanium oxide sol was obtained by adding 58 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to 300 g of the titanium oxide gel having a rutile type crystal structure of Example 2 and heating at 90 ° C. for 3 hours. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例7］
25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液14.3gを添加した後の加熱条件を140℃で10時間に変更した以外は実施例5と同様に製造した。得られたアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの物性値は表１に記載した。
[Example 7]
Production was carried out in the same manner as in Example 5 except that the heating condition after addition of 14.3 g of 25% aqueous tetramethylammonium hydroxide was changed to 140 ° C. for 10 hours. The physical property values of the obtained alkaline rutile type titanium oxide sol are shown in Table 1.
［実施例8］
25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.46gを添加した後の加熱条件を90℃で2時間に変更した以外は実施例1と同様に製造した。得られたアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルの物性値は表１に記載した。
[Example 8]
Production was conducted in the same manner as in Example 1 except that 2.46 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added and the heating condition was changed to 90 ° C. for 2 hours. The physical property values of the obtained alkaline rutile type titanium oxide sol are shown in Table 1.
［参考例9］
実施例1の洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと35％塩酸を56.3g添加した（pH0.8）。この溶液を50℃に加温し45分経過した時点で20％水酸化ナトリウム水溶液を溶液のpHが6になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=5.5％、pH6.8、EC 0.3mS/cm）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.26gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[ Reference Example 9]
44 g of pure water and 56.3 g of 35% hydrochloric acid were added to 800 g of the washed and hydrated titanium oxide gel of Example 1 (pH 0.8). When this solution was heated to 50 ° C. and 45 minutes passed, a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added until the pH of the solution reached 6, and the solution was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 5.5%, pH 6.8, EC 0.3 mS / cm). . An alkaline rutile type titanium oxide sol was obtained by adding 2.26 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to 300 g of this titanium oxide gel and heating at 120 ° C. for 5 hours. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例10］
実施例1の洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと60％硝酸を56.7g添加した（pH0.9）。この溶液を60℃に加温し20分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=3.5％、pH8.1、EC 0.4mS/cm）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液1.44gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 10]
44 g of pure water and 56.7 g of 60% nitric acid were added to 800 g of the washed and hydrated titanium oxide gel of Example 1 (pH 0.9). When this solution was heated to 60 ° C. and 20 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH reached 8, and the solution was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 3.5%, pH 8.1, EC 0.4 mS / cm). . An aqueous rutile-type titanium oxide sol was obtained by adding 1.44 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to 300 g of this titanium oxide gel and heating at 120 ° C. for 5 hours. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例11］
実施例1のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに18％アンモニア水3.2gを添加し、120℃で5時間加熱することでルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 11]
Titanium oxide sol having a rutile crystal structure was obtained by adding 3.2 g of 18% ammonia water to 300 g of titanium oxide gel having a rutile crystal structure of Example 1 and heating at 120 ° C. for 5 hours. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例12］
2.4％水酸化ナトリウム水溶液 10361gにオキシ塩化チタン水溶液（TiO2=27.4％、Cl=32.7％）600gを撹拌下でローラーポンプを用いて15分かけて添加した。得られた水和酸化チタンゲルのpHは9.5であった。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが0.5mS/cmになるまで洗浄を行い、洗浄水和酸化チタンゲルを得た（TiO2=4.8％、pH10.9、EC 0.84mS/cm）。
この洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水100gと35％塩酸を60.1g添加した（pH0.8）。この溶液を50℃に加温し45分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=6.0％、pH7.9、EC 0.43mS/cm、比表面積298m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.46gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 12]
600 g of titanium oxychloride aqueous solution (TiO 2 = 27.4%, Cl = 32.7%) was added to 10361 g of 2.4% sodium hydroxide aqueous solution over 15 minutes using a roller pump under stirring. The pH of the obtained hydrated titanium oxide gel was 9.5. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 0.5 mS / cm to obtain a washed hydrated titanium oxide gel (TiO 2 = 4.8%, pH 10.9, EC 0.84 mS / cm).
To 800 g of this washed hydrated titanium oxide gel, 100 g of pure water and 60.1 g of 35% hydrochloric acid were added (pH 0.8). When this solution was heated to 50 ° C. and 45 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH reached 8, and the mixture was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 6.0%, pH 7.9, EC 0.43 mS / cm, Specific surface area 298 m 2 / g). 2.46 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added to 300 g of this titanium oxide gel and heated at 120 ° C. for 5 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［実施例13］
10％炭酸ナトリウム水溶液 5000gに硫酸チタン水溶液（TiO2=10.0％）を撹拌下でローラーポンプを用いて添加した。水和酸化チタンゲルのpHが9.8になった時点で硫酸チタン水溶液の添加を終了した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが0.5mS/cmになるまで洗浄を行い、洗浄水和酸化チタンゲルを得た（TiO2=4.4％、pH10.8、EC 0.89mS/cm）。
この洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水25gと35％塩酸55.1g添加した（pH0.8）。この溶液を50℃に加温し40分経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加し、室温まで放冷した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=6.0％、pH8.1、EC 0.45mS/cm、比表面積283m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.46gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 13]
A titanium sulfate aqueous solution (TiO 2 = 10.0%) was added to 5000 g of a 10% sodium carbonate aqueous solution with stirring using a roller pump. The addition of the aqueous titanium sulfate solution was terminated when the pH of the hydrated titanium oxide gel reached 9.8. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC reached 0.5 mS / cm to obtain a washed hydrated titanium oxide gel (TiO 2 = 4.4%, pH 10.8, EC 0.89 mS / cm).
To 800 g of this washed hydrated titanium oxide gel, 25 g of pure water and 55.1 g of 35% hydrochloric acid were added (pH 0.8). When this solution was heated to 50 ° C. and 40 minutes passed, an 18% aqueous ammonia solution was added until the pH reached 8, and the solution was allowed to cool to room temperature. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 6.0%, pH 8.1, EC 0.45 mS / cm, Specific surface area 283 m 2 / g). 2.46 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added to 300 g of this titanium oxide gel and heated at 120 ° C. for 5 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
[実施例14]
実施例2のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル50gに純水125gを添加し、120℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 14]
125 g of pure water was added to 50 g of the titanium oxide gel having the rutile type crystal structure of Example 2 and heated at 120 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
[実施例15]
実施例4のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに30％トリメチルアミン水溶液を2.0g添加し、120℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 15]
2.0 g of 30% trimethylamine aqueous solution was added to 300 g of the titanium oxide gel having the rutile crystal structure of Example 4 and heated at 120 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
[実施例16]
実施例4のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gにイソプロパノールアミンを1.6g添加し、120℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 16]
1.6 g of isopropanolamine was added to 300 g of the titanium oxide gel having the rutile crystal structure of Example 4 and heated at 120 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
[実施例17]
実施例4のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに50％ジイソプロパノールアミン水溶液を5.5g添加し、120℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 17]
5.5 g of 50% diisopropanolamine aqueous solution was added to 300 g of the titanium oxide gel having the rutile crystal structure of Example 4 and heated at 120 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
[実施例18]
実施例4のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gに50％トリイソプロパノールアミン水溶液を3.2g添加し、120℃で3時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Example 18]
3.2 g of a 50% triisopropanolamine aqueous solution was added to 300 g of the titanium oxide gel having a rutile-type crystal structure of Example 4 and heated at 120 ° C. for 3 hours to obtain an alkaline rutile-type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［比較例1］
実施例3の洗浄水和酸化チタンゲル800gに純水44gと35％塩酸を62g添加した（pH0.7）。この溶液を60℃に加温し5時間経過した時点で18％アンモニア水溶液をpH8になるまで添加した後、これを95℃に加温し5時間加熱した。これを限外ろ過洗浄し、ろ液ECが35μS/cmになるまで洗浄を行い、ルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲルを得た（TiO2=6.5％、pH8.3、EC 0.14mS/cm、比表面積140m2/g）。この酸化チタンゲル300gに25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液2.7gを添加し、120℃で5時間加熱することでアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを得た。物性値は表１に記載した。
[Comparative Example 1]
44 g of pure water and 62 g of 35% hydrochloric acid were added to 800 g of the washed and hydrated titanium oxide gel of Example 3 (pH 0.7). When this solution was heated to 60 ° C. and 5 hours passed, 18% aqueous ammonia solution was added until pH 8 was reached, and then this was heated to 95 ° C. and heated for 5 hours. This was subjected to ultrafiltration washing, and washing was performed until the filtrate EC became 35 μS / cm to obtain a titanium oxide gel having a rutile crystal structure (TiO 2 = 6.5%, pH 8.3, EC 0.14 mS / cm, Specific surface area 140 m 2 / g). To 300 g of this titanium oxide gel, 2.7 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added and heated at 120 ° C. for 5 hours to obtain an alkaline rutile type titanium oxide sol. The physical property values are shown in Table 1.
［比較例2］
参考例9のルチル型結晶構造を持つ酸化チタンゲル300gを120℃で5時間加熱したが、得られた溶液は粘度が高くスラリー状の外観であり、ゾルは得られなかった。
[Comparative Example 2]
300 g of titanium oxide gel having a rutile-type crystal structure of Reference Example 9 was heated at 120 ° C. for 5 hours. The resulting solution had a high viscosity and a slurry-like appearance, and no sol was obtained.
［比較例3］
純水95gにルチル型酸化チタン粉末（株式会社 高純度化学研究所製）5gと25％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液0.68gを混合し、120℃で5時間水熱処理を行ったが、ゾルは得られなかった。
[Comparative Example 3]
95 g of pure water was mixed with 5 g of rutile titanium oxide powder (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and 0.68 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and hydrothermally treated at 120 ° C for 5 hours. I couldn't.
〈分析〉
[結晶構造]
結晶構造は、ゲル、ゾルを100℃で乾燥させたものを島津製作所(株)製 Ｘ線回折装置 XRD-7000で測定して解析した。
実施例2で得られたアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルのXRDパターンを図１に示した。
<analysis>
[Crystal structure]
The crystal structure was analyzed by measuring a gel or sol dried at 100 ° C. with an X-ray diffractometer XRD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation.
The XRD pattern of the alkaline rutile type titanium oxide sol obtained in Example 2 is shown in FIG.
[一次粒子の形状]
実施例2で得られたアルカリ性ルチル型酸化チタンゾルを透過型電子顕微鏡（日本電子(株)製 超高分解能透過電子顕微鏡JEM-3010）で測定し、図２と図３に示した。尚、図３は図２よりも倍率を上げたものである。
[Primary particle shape]
The alkaline rutile-type titanium oxide sol obtained in Example 2 was measured with a transmission electron microscope (JEM-3010 manufactured by JEOL Ltd.) and shown in FIGS. Note that FIG. 3 shows a higher magnification than FIG.
[アンモニア量]
得られたゾルのアンモニア量をTecator社製 ケルダール自動蒸留滴定装置 ケルテック 2300により測定した。
[Ammonia amount]
The amount of ammonia in the obtained sol was measured with a Kjeldahl automatic distillation titrator Tecator Keltech 2300.
[無機酸根、アルカリ金属量]
得られたゾルを100℃で乾燥させた後、フィリップス製 蛍光Ｘ線分析装置PW-2400にて測定を行った。
[Inorganic acid radicals, alkali metal content]
The obtained sol was dried at 100 ° C. and then measured with a fluorescent X-ray analyzer PW-2400 manufactured by Philips.
[平均分散粒子径]
得られたゾルをTiO2濃度1％に希釈した後、堀場製作所(株)製 動的光散乱色粒度分布測定装置 LB-500を用いて測定した。
[Average dispersion particle size]
After the obtained sol was diluted to a TiO 2 concentration of 1%, it was measured using a dynamic light scattering color particle size distribution analyzer LB-500 manufactured by Horiba, Ltd.
[比表面積]
比表面積は、日本ベル（株）製 高精度比表面積・細孔分布測定装置 BELSORP-miniを用いて測定し、ＢＥＴ法で解析することで求めた。
[Specific surface area]
The specific surface area was determined by measuring with a high precision specific surface area / pore distribution measuring device BELSORP-mini manufactured by Nippon Bell Co., Ltd. and analyzing by the BET method.
[塗膜Haze]
実施例1〜18、参考例6と9、及び比較例1〜3で得られたルチル型酸化チタンゾル（スラリー）を純水でTiO2濃度3％に希釈した後、それをガラス基板上に1000rpmで10秒間スピンコートした。これを105℃で5分乾燥させた後、その薄膜のHazeを日本電色工業（株）製 ヘーズメーター COH400で測定した。
[Coating Haze]
After diluting the rutile type titanium oxide sol (slurry) obtained in Examples 1 to 18, Reference Examples 6 and 9 and Comparative Examples 1 to 3 with pure water to a TiO 2 concentration of 3%, it was placed on a glass substrate at 1000 rpm. Spin coated for 10 seconds. After drying this at 105 ° C. for 5 minutes, Haze of the thin film was measured with a haze meter COH400 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
[安定性試験]
実施例1〜18、参考例6と9、及び比較例1で得られたルチル型酸化チタンゾルを50℃恒温槽に保存し、その外観変化を観察した。6ヶ月以上外観変化が無かったものを◎、3ヶ月〜6ヶ月の間に増粘、沈殿が見られたものを○、1ヶ月〜3ヶ月の間に増粘、沈殿が見られたものを△、1ヶ月以内に増粘、沈殿が見られたものを×として評価した。
[Stability test]
The rutile type titanium oxide sols obtained in Examples 1 to 18, Reference Examples 6 and 9, and Comparative Example 1 were stored in a 50 ° C. constant temperature bath, and changes in appearance were observed. Those with no change in appearance for more than 6 months ◎, those with thickening and precipitation observed between 3 and 6 months, and those with thickening and precipitation observed between 1 and 3 months Δ, a case where thickening and precipitation were observed within one month was evaluated as x.
Claims (8)
平均分散粒子径が15〜70nmであり、
ルチル型酸化チタン（TiO2）に対する水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物のモル比が0.005〜0.24であることを特徴とするアルカリ性ルチル型酸化チタンゾル。
ただし、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物のうち、１種はアンモニアである。 Substantially containing only rutile titanium oxide and one or more compounds selected from water-soluble amine compounds,
The average dispersed particle size is 15-70 nm,
An alkaline rutile titanium oxide sol, wherein a molar ratio of one or more compounds selected from water-soluble amine compounds to rutile titanium oxide (TiO 2 ) is 0.005 to 0.24.
However, one or more compounds selected from water-soluble amine compounds are ammonia.
（１）アルカリ水溶液と水溶性チタン化合物を、常にｐＨ9以上を保ちながら中和して水和酸化チタンゲルを得た後、洗浄する工程。
（２）工程（１）の洗浄物を、塩酸及び／又は硝酸でｐＨ3以下に調整した後、加熱する工程。
（３）工程（２）の加熱物から無機酸根を除去する工程。
（４）工程（３）の無機酸根除去物を、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物の存在下で加熱する工程。
ただし、工程（４）において、水溶性アミン化合物から選ばれた１種以上の化合物のうち、１種はアンモニアである。 The method for producing an alkaline rutile titanium oxide sol according to any one of claims 1 to 3 , comprising the following steps (1) to (4).
(1) A step of washing after neutralizing an aqueous alkali solution and a water-soluble titanium compound while always maintaining pH 9 or more to obtain a hydrated titanium oxide gel.
(2) A step of heating the washed product in step (1) after adjusting the pH to 3 or less with hydrochloric acid and / or nitric acid.
(3) The process of removing an inorganic acid radical from the heating thing of a process (2).
(4) A step of heating the inorganic acid radical removed product of step (3) in the presence of one or more compounds selected from water-soluble amine compounds.
However, in the step (4), one or more compounds selected from water-soluble amine compounds are ammonia.
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