JPH0231008B2 - Kojundosankachitanmakunoseizoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高純度酸化チタン膜の製造法に関する
ものである。

従来技術 従来の水酸化チタン又は酸化チタンの製造法と
しては、塩化チタン、硫酸チタン或いはアルコキ
シチタン等のチタン塩を原料に用いて、加水分解
する方法、又は酸化する方法、もしくは両者の併
用が知られている。これらの方法によると水酸化
チタン或いは酸化チタンの生成の場に於いて、不
純分の原因となる成分即ち硫酸塩、塩化物、塩
素、或いはアルコールのいずれかが存在してい
る。そのため、これらの物質は生成物に取り込ま
れて、水酸化チタン又は酸化チタンを不純にして
いた。酸化チタン膜の形成法としては、アルコキ
シチタンをアルコール等の非水溶媒に溶解させ
て、溶液とし、これを固体上に付着させた後、低
湿度の雰囲気中で、水分によつて徐々に加水分解
を進ませて、膜を形成する方法が知られている。
しかしながら、この方法によると加水分解速度を
適度にするためアルキル基の大きなものを用いる
必要があり、アルコキシル基の大きなものはアル
コールの不揮発生が大となり、そのため膜中に有
機分が残存し、不純な酸化チタン膜となる欠点が
あつた。

発明の目的 本発明は従来法における欠点を解消するために
行つたもので、その目的は極めて高純度の酸化チ
タン膜を容易に製造出来る方法を提供することで
ある。

発明の構成 本発明者らは、前記目的を達成するために研究
した結果、過酸化水素化チタン水溶液或いは過酸
化水素化アルコキシチタン水溶液或いは該両液を
縮合させた、粘ちよう液を固体上に付着させた
後、それを風乾して、固体膜を形成する。最後に
該膜を450℃以上に加熱すると、高純度酸化チタ
ン膜が容易に得られることを究明出来た。この知
見に基づいて本発明を完成した。

本発明の要旨 過酸化水素化チタン水溶液を縮合させた粘ちよ
う液乃至ゼリー状或いは過酸化水素化アルコキシ
チタン水溶液を縮合させた粘ちよう液乃至ゼリー
状液を固体上に付着させた後、乾燥させて固体膜
を形成し、該膜を450℃以上に徐々に昇温するこ
とを特徴とする高純度酸化チタン膜の製造法であ
る。

初めに過酸化水素化チタン水溶液を次の二方法
のいずれかによつて製造する。一つは、水素化チ
タンと過酸化水素水溶液の溶解反応を起こさせ
る、この時、また水素化チタンは過酸化水素の分
解反応および先に生じた過酸化水素化チタン縮合
反応に触媒作用を持ち、両反応を促進する。溶解
反応を速やかに且つ優先させるために、通常入手
出来る塊状水素化チタンを非酸化性雰囲気下、例
えば水中で粉砕し、微粉末として使用することが
必要である。過酸化水素0.1％以上で溶解出来る
が、濃度が高いほど溶解速度は早くなる。二つ
は、本発明で使用するアルコキシチタンは過酸化
水素によつて置換されて生成するアルコールが揮
発性に富むことが好ましく、例えばメトキシチタ
ン、エトキシチタン、プロポキシチタンがある。
しかし場合によりそれらより炭素数の大なるアル
コキシチタンでもさしつかえない。アルコキシチ
タンを過酸化水素水溶液に混合して、溶解反応を
起こして、過酸化水素化アルコキシチタン水溶液
を製造する、この時に、過酸化水素水溶液中の水
分による、アルコキシチタンの加水分解を避ける
ためには過酸化水素の濃度は高いものほど望まし
く、0.1％以上、好ましくは30％程度、且つ高温
になると過酸化水素および過酸化水素化アルコキ
シチタンの分解が激しく起こるので反応熱による
温度上昇を抑えるために、50℃以下好ましくは氷
水で冷却しながら、過酸化水素水溶液を混合し
て、溶解することが必要である。この方法で得ら
れた過酸化水素化アルコキシチタン水溶液を10^-2
ないし10^-3torrに例えば油回転ポンプで減圧する
と、過酸化水素によつて置換されて、遊離したア
ルコールおよび若干量のアルコールの酸化生成物
のケトン或いはアルデヒド等、が水および遊離の
過酸化水素と共に、蒸留除去されて、過酸化水素
化チタン水溶液が製造される。

本発明で使用する過酸化水素水溶液は市販品で
もよいがこれには多種の純度品があり、最も好ま
しくは安定剤の入つていない最高純度品である
が、これに限るものではない。

得られた過酸化水素化アルコキシチタン水溶液
および過酸化水素化チタン水溶液は冷温下では準
安定であるが室温以上では、最初に遊離の過酸化
水素を分解して多量の酸素ガスを放出する。同時
に高過酸化水素化チタンは低過酸化水素化チタン
に変化し色調の密柑色が時間と共に薄くなり、続
いて低過酸化水素化チタンの縮合が起こり、縮合
度を除々に増して行き、粘ちよう性が増加して行
き、ゼリー状になる。一般的には、室温度下では
数時間から数日間、或いは100℃下では数分間か
ら数時間にわたつて、この状態が続く。

粘ちよう液を固体上に付着させる、或いは過酸
化水素化アルコキシチタン水溶液或は過酸化水素
化チタン水溶液を固体上に付着させて、そこで粘
ちよう化してもよい。そしてこれを常温下で風乾
すると均一な固体被膜が形成される、この被膜を
450℃以上に徐々に昇温すると非晶質の酸化チタ
ン膜が得られる。更に600℃以上に加熱すると結
晶質の酸化チタン膜となる。

発明の効果 本発明の方法によると高純度酸化チタン膜の製
造原料としての過酸化水素化チタン水溶液、或い
はこの縮合物を使用するため、チタン、水素、お
よび酸素以外の元素を含まないので、従来法と異
なつて、原料自体から不純物を発生しない、また
該原料に分解剤を加える必要がなく、ただ熱的に
分解するだけでよいので、不純物の混入が避けら
れて、極めて高純度の酸化チタン膜が得られる。
また原料が水性であり取扱も簡単である。

また酸化チタン中に僅少量の炭素分の含有が許
されるならば、分子量の小さいアルコキシチタン
即ちメトキシチタン、エトキシチタン、プロポキ
シチタンを用いた過酸化水素化アルコキシチタン
水溶液がそのまま利用出来る。

実施例 １ ２グラムのテトライソプロポキシチタンをビー
カーに入れて、このビーカーを氷水中に浸して冷
却しながら、その上に８mlの30％高純度過酸化水
素水溶液を加えて、徐々に撹拌して均一な密柑色
の過酸化水素化イソプロポキシチタン水溶液とし
た後、これに純水500mlを加えて希釈して、念の
ためろ過をして不溶解物をないようにして、この
溶液を平底のガラス容器に５cm深さに入れて、常
温下の室内に放置して、水の蒸発と溶質の縮合を
徐々に進めることにより僅かに黄色の５mg／cm²の
膜を製造した。

この膜を平底のガラス容器からはがし取り、空
気中で、毎分５℃の速度で700℃まで昇温して、
無色のアナターゼ型酸化チタン膜を得た。

実施例 ２ 塊状の水素化チタンを少量の水で浸しながら乳
針中まで砕して、その微粉47mgの水素化チタンを
10mlの30％高純度過酸化水素水溶液に加え、混合
して、しばらくすると溶解して、黄色の過酸化水
素化チタン水溶液を得て、この液を純水100mlで
希釈した後、この溶液を平底のガラス容器に２cm
深さに入れて、常温下の室内に放置して、水の蒸
発と溶質の縮合を徐々に進めることにより僅かに
淡黄色の膜を製造した。この膜を平底のガラス容
器からはがし取り、空気中で、毎分５℃の速度で
700℃まで昇温して、無色のアナターゼ型酸化チ
タン膜を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 過酸化水素化チタン水溶液或いは過酸化水素
   化アルコキシチタン水溶液或いは該両液を縮合さ
   せた粘ちよう液を固体上に付着させた後、乾燥さ
   せて固体膜を形成して、該膜を、450℃以上に
   徐々に昇温することを特徴とする高純度酸化チタ
   ン膜の製造法。