JPH02194065A - 微粒子二酸化チタン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 主光皿豊！景 本発明は、分散性にすぐれた微粒子二酸化チタン組成物
に関する。

白色顔料として多くの分野で使用されている二酸化チタ
ンは一次粒子径が０．１〜０．４μ程度のものである。

二酸化チタンはその粒子径が小さくなるにつれて隠蔽力
が減少し、紫外線遮蔽効果が増大することが知られてい
る。これらの性質を利用して粒径０．１μより小さい微
粒子二酸化チタンを樹脂などの展開剤に分散し、透明感
を失うことなく紫外線遮蔽効果を持たせることができる
。

このような透明感と紫外線遮蔽効果を持つ微粒子二酸化
チタン粉末は、白色顔料として使用される二酸化チタン
粉末に比較して粒径が著しく小さくなければならず、少
な（とも０．１μ以下、通常０．０１〜０．１μの範囲
のものである。

しかしながら二酸化チタン粉末は、粒子径が０゜１μ以
下になると粒子の凝集力が強くなり、−成粒子が凝集し
て展開剤としての樹脂への分散性が悪化し、微粒子二酸
化チタンの特徴である透明性および紫外線遮蔽性が十分
に発揮されなくなる。

この問題を解決するため微粒子二酸化チタンの表面をケ
イ素やアルミニウム等の酸化物、金属石鹸、シリコーン
等で被覆する提案が行われている。

しかしながらシリカやアルミナ等の金属酸化物や金属石
鹸で被覆する方法は、二酸化チタン微粒子を水に懸濁し
、該懸濁液中で加水分解または複分解を行って生成した
酸化物または金属石鹸を二酸化チタン粒子表面に沈着さ
せ、口過、乾燥および粉砕の工程を必要とする。この乾
燥時に一次粒子が凝集、固結し、強力な粉砕を行っても
凝集、固結した粗大粒子が粉砕されずに残り易い。これ
は微粒子二酸化チタンはその粒径が極めて小さいため粉
砕前の固結粒子が非常に硬く、また粉砕されても粒子が
極めて小さいため表面エネルギーが大きく、そのため再
び凝集し易いためである。

シリコーンやオルガノチタンで表面処理する場合は乾式
処理が可能なため前記のような困難はないが、処理後の
製品が撥水性を示し、水に浮くようになる。従って水性
の展開剤へ分散する際に不都合である。

従って本発明の課題は、このような困難なしに、分散性
にすぐれた微粒子二酸化チタン組成物を提供することで
ある。

本生皿夏量要 前記課題は本発明によって解決される。本発明によれば
、平均粒子径が０．０１〜０．１μの範囲にある微粒子
二酸化チタン粉末をアルカノールアミンおよびその塩類
、炭素数４〜１０の多価アルコール、およびそれらの混
合物から選ばれた表面処理剤で表面処理してなる微粒子
二酸化チタン組成物が提供される。

本発明の組成物は、粗大粒子が極めて少なく、そして展
開剤への分散性が非常にすぐれている。

好圭ρ公裏庭用様 よく知られているように、二酸化チタンの結晶形にはア
ナターゼ型とルチル型があるが、本発明はそのいずれに
も、そしてそれらの混合物にも有効である。粒子径は０
．０１〜０．１μ、好ましくは０．０２〜０．０６μの
範囲である。これらはケイ素、アルミニウム、亜鉛など
の酸化物および／または水酸化物で被覆されていてもよ
い。

アルカノールアミンおよびその塩としては、ブチルジェ
タノールアミン、イソプロパツールアミン、トリエタノ
ールアミン、それらのシュウ酸塩、安息香酸塩、リン酸
塩、塩酸塩などが挙げられる。

炭素数４〜１０のポリオールとしては、エチレングリコ
ール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、
ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパンなどが挙げられる。

前記表面処理剤の被覆量は、ＴｉＯ□の重量を基準にし
て一般に０．５〜５％である。さらに詳しくは、この被
覆量は処理すべき二酸化チタンの比表面積に依存する。

一般に微粒子二酸化チタンは顔料用二酸化チタンに比較
して窒素吸着法によって測定したときその比表面積は２
０〜２００ｒｒｒ／ｇと大きいが、比表面積が５Ｏｎｆ
／ｇ以下の場合は０．５〜１％、５０〜１００ボ／ｇで
は１〜３％、１００ｍ／ｇ以上では３〜５％の添加量が
目安となる。

添加量が多すぎると二酸化チタン微粒子の表面に吸着さ
れないものが生じ、分散性にかえって悪影響を及ぼし、
添加量があまり少ないと分散性の向上が認められず、粗
大粒子の含有量が多くなる。

本発明の組成物は種々の方法で製造することができる二
原料微粒子二酸化チタンは、例えば特開昭５９−２２３
２３１に記載された方法によって製造することができる
。被覆は原料微粒子二酸化チタンへ所定量の前記表面処
理剤を添加し、あらかじめよく混合し、次に混合物を粉
砕することによって行われる。表面処理剤はそのままの
形で、または水や有機溶媒で適度に希釈して添加するこ
とができる。粉砕機としては、マイクロナイザージェッ
トミルなどの流体エネルギーミル、およびサンプルミル
、フェザ−ミルなどの衝撃式ミルなどが挙げられる。

別法として、原料微粒子二酸化チタンの仕上げ粉砕の際
に前記表面処理剤を添加し、仕上げ粉砕と被覆を同時に
行うことができ、好ましい方法である。

本発明組成物は、樹脂などの展開剤に対して通常０．５
〜３０Ｍ景％（樹脂固形分基準）添加混合され、膜に形
成される。その際本発明によって表面処理されている微
粒子二酸化チタンを添加すると、未処理のものに比し、
膜へすぐれた透明性および紫外線遮蔽性を与える。また
膜を光に透かして見ると、本発明によって表面処理した
微粒子二酸化チタンを添加した膜は粗大粒子からなる白
点が極めて少ないが、未処理の微粒子二酸化チタンを添
加した膜には多くの白点が認められた。本発明の組成物
は長期間堆積して貯蔵しても展開剤への分散性の低下は
殆ど認められなかったが、未処理のものは分散性の低下
が認められた。

このため本発明の組成物は、塗料、インキ、ゴム、プラ
スチック等に使用する透明な紫外線遮蔽剤として有用で
あり、またメタリック塗料へ添加し、紫外線遮蔽性と、
乳白色の色調およびダウンフロップを与える添加剤とし
ても有用である。

以下に実施例によって本発明の詳細な説明する。

実施例１ 常法により硫酸チタニル溶液を加水分解し、口過、洗浄
した含水二酸化チタンスラリー９５ｋｇ（ＴｉＯ２換算
１０ｋｇ）へ、４８％ＮａＯＨ水溶液７３ｋｇを攪拌し
ながら投入し、９５℃で２時間加熱した。

このものを十分洗浄して得たスラリー２０５ｋｇに３５
％塩酸４８ｋｇを撹拌しながら投入し、９５℃で２時間
加熱し、チタニアゾルをつくった。このチタニアゾルを
ステアリン酸ナトリウムで処理し、続いて口過、洗浄し
、得られたケーキを乾燥、粗粉砕した。このものの比表
面積は８０ｎｆ／ｇであった。次に５０％トリエタノー
ルアミン水溶液を粗粉砕物に対してトリエタノールアミ
ンとして３゜０％加え、空気気流ジェットミルで仕上げ
粉砕し、平均粒子径０．０５μの微粒子二酸化チタン粉
末を得た。

比較のため、トリエタノールアミンを添加することなく
、同様に処理してトリエタノールアミン未処理微粒子二
酸化チタン粉末を得た。

このようにして得られた粉末を後記配合に従ってポリ塩
化ビニル樹脂に練り込み、厚さ１００μのフィルムを作
成し、日立製作所製分光光度計を使って光の透過率を測
定した。その結果を第１図のグラフに示す。第１図から
明らかなように、未処理のものに比べて本発明によって
処理したものは透明性および紫外線遮蔽性においてすぐ
れている。

また、前記フィルムを光に透かして見ると、処理しなか
ったものは粗大粒子によると思われる白点が多く見られ
たが、本発明によって処理したものはそのような白点が
全く見られなかった。

酊一番 ゼオン１０３ＥＰ　　　　　　　６６部ステアリン酸バ
リウム　　　　１．９部スズ系安定剤　　　　　　　　
１．９部ＤＯＰ　　　　　　　　　　３０部 微粒子二酸化チタン　　　　０．２５部実施例２ 実施例１において、乾燥、粗粉砕の後、７００°Ｃで２
時間焙焼した。このものの比表面積は３０ｒｒｒ／ｇで
あった。次にトリメチロールエタンを得られた粉末に対
して０．７％添加し、２５０°Ｃのスチーム気流を使用
し、ジェットミル粉砕を行い、平均粒子径０．０３μの
微粒子二酸化チタン粉末を得た。

このものを実施例１同様にポリ塩化ビニルフィルムに練
り込み、透明性、紫外線遮蔽性および粗大粒子による白
点の有無について評価したが、トリメチロールエタンを
添加せずに同様に処理して得られた比較品に比し、いず
れもすぐれていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１において本発明によって処理しり微
粒子二酸化チタン粉末を練Ｃ込んだポリ塩化ビニルフィ
ルムと、未処理二酸化チタン粉末を練り込んだ同様なフ
ィルムの光透過率のグラフである。 特許出願人　　帝国化工株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒子径が０．０１〜０．１μの範囲にある微
   粒子二酸化チタン粉末をアルカノールアミンおよびその
   塩類、炭素数４〜１０の多価アルコール、およびそれら
   の混合物から選ばれた表面処理剤で表面処理してなる微
   粒子二酸化チタン組成物。
2. （２）前記表面処理剤の量が組成物中のＴｉＯ＿２の重
   量を基準にして０．５〜５％である第１項の微粒子二酸
   化チタン組成物。
3. （３）前記表面処理は、表面処理剤をそのまま、あるい
   は溶液もしくは懸濁液の形で微粒子二酸化チタンの仕上
   げ粉砕工程において原料へ添加することよりなる第１項
   の微粒子二酸化チタン組成物。