JPH0275667A - 二酸化チタン配合水溶性有機化合物及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 二酸化チタンを非常によく分散された状態で含有する本
発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物は、そのまま
で或は各種の水性樹脂と混練して塗料、難燃剤などに、
また、油成分に乳化させて化粧品などに利用されるもの
である。特に、単一粒子の平均粒子径０．０１〜０．１
μｍの超微粒子二酸化チタンを配合したものは、可視光
線の透過性、紫外線の遮蔽性に優れており、日焼は止め
化粧料として有用なものである。

〔従来の技術〕

二酸化チタン顔料は、白色度１着色力、隠ぺい力などの
光学的性質に優れているので幅広い分野で白色顔料とし
て利用されている。一般に、二酸化チタン顔料は一次粒
子径が０．４μｍ以下と小さく、凝集力が強いために数
個の粒子が互いにその表面で付着した凝集粗大粒子とな
ったり、また、製造過程で焼成、乾燥工程を経ているの
で焼結粗大粒子となったりしているものがある。そこで
、各種の樹脂媒体中に分散させて使用する際に、分散機
に多大なエネルギーを与えて凝集粗大粒子を粉砕して分
散させたり、製造工程の途中で二酸化チタン粒子表面を
各種の有機化合物で予め被覆して樹脂媒体に分散し易い
ように改質したりしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術の、二酸化チタン粒子表面を各種の有機化
合物で被覆、改質しても残念ながら十分な分散性向上が
認められず、樹脂媒体中への分散時に多大のエネルギー
を与えるのは必須の手段となっている。しかしながら、
この方法でも凝集粗大粒子を十分に粉砕することは困難
であり、また経済的見も問題がある。特に、この方法で
は焼結粗大粒子を粉砕するには無理があることから、二
酸化チタンを一次粒子の状態で分散させるのはむつかし
く、二酸化チタンの特性を十分に発揮できない現状にあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決すべく本発明者等は幅広く検討し、−
次粒子の状態の二酸化チタンをそのまま樹脂媒体に分散
できれば理想的な分散物が得られるとの知見を得て本発
明を完成させたものである。

二酸化チタンの工業的製法は、硫酸法と塩素法に大別さ
れる。例えば硫酸法の場合では、硫酸チタン溶液の加熱
加水分解で生成する粗二酸化チタンが、その後順次、焼
成−湿式粉砕−濾過・洗浄−乾燥−乾式粉砕などの各種
の処理工程を経て二酸化チタン顔料製品として仕上げら
れ、また塩素法の場合では、四塩化チタンの酸化分解で
生成する粗二酸化チタンが、その後順次、湿式粉砕−濾
過・洗浄−乾燥−乾式粉砕などの各種の処理工程を経て
仕上げられている。このような方法において、前記乾燥
工程前の或は濾過・洗浄工程前の二酸化チタン水系スラ
リー或はケーキはまだ乾燥を受けておらず、二酸化チタ
ンが一次粒子の状態で存在している。本発明は、この乾
燥前の或は濾過・洗浄前の二酸化チタンの水系スラリー
或はケーキを水性樹脂媒体に直接分散させたものである
。すなわち本発明は、５〜６０重量％の二酸化チタン及
び２０〜７０重量％の水分を含有した水溶性有機化合物
であって、該二酸化チタンの平均粒子径は０．０１〜０
．５μｍであることを特徴とする二酸化チタン配合水溶
性を機化合物である。

本発明で使用される水溶性有機化合物としては、グリセ
リン、ポリビニルアルコール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール、ブチレングリコール、ソルビッ
ト、マルチトールなどの多価アルコール、アミノ酸、乳
酸塩、ｄ！−ピロリドンカルボン酸塩などの有機酸或い
はそれらの塩、ポリビニルピロリドン、コラーゲン、メ
チルセルロース、キサンタンガム、ペクチン、クインス
シード、トラガントガム、カルボキシビニルポリマー、
ポリマーＪＲなどの合成或は天然高分子化合物が挙げら
れ、このうち少なくとも一種の化合物を使用する。これ
らは一般に化粧品用クリーム、乳液、ローションなどの
保湿剤、粘液質などとして利用されている。

本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物において配
合する二酸化チタンは、単一粒子の平均粒径がｏ、ｏｉ
〜０．５μｍのものである。該二酸化チタンは、硫酸法
、塩素法或は他の方法で製造されたものでよい。二酸化
チタンの結晶形には大別するとアナタース形とルチル形
とがあるが、本発明においてはいずれのものも、また両
者の混合物も使用することができる。更に、二酸化チタ
ンはその表面がケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコ
ニウム、スズ、アンチモン、セリウムなどの少なくとも
一種の酸化物或は水和酸化物により、酸化物換算で０．
１〜２０重景％ヒエされていてもよい。配合する二酸化
チタンの量は、二酸化チタン配合水溶性有機化合物の５
〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％、特に好ま
しくは２０〜４０重量％である。二酸化チタンの量が前
記範囲より少なすぎると塗料、化粧料などとして用いた
場合所望の効果が得られ難（なり、一方多すぎると最終
化合物が固形状に近くなり、二酸化チタンを良好な分散
状態に維持することが困難となるので好ましくない。

本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物には、水分
が２０〜７０重量％含まれており、用途、目的などに応
じて加熱濃縮したり、水分を添加したりして適宜調整す
ることができる。

本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物は、その中
に凝集粒子径が２０μｍ以上である二酸化チタンの粗大
粒子を実質的に含まず、分散性が非常に優れたものであ
る。

本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物は、二酸化
チタンの水系スラリーまたはケーキに前述の水溶性有機
化合物を添加、混合することにより得られる。

前述の通り、二酸化チタンは工業的には主に硫酸法及び
塩素法によって製造されるが、本発明においてはこれら
の工業的製造方法での製造途中の、いわゆる中間体であ
る、湿式粉砕して得られる二酸化チタンの水系スラリー
或はこのスラリーを濾過・洗浄して得られる水系スラリ
ーまたはケーキを使用する。また、本発明においては前
記二酸化チタンの水系スラリーにケイ素、アルミニウム
。

チタン、ジルコニウム、スズ、アンチモン、セリウムな
どの少なくとも一種の元素を含む水溶性化合物を添加し
た後アルカリまたは酸で中和することにより、二酸化チ
タン粒子表面に該元素の酸化物或は水和酸化物を沈澱、
被覆し、濾過、洗浄して得られるケーキ或はそれを再び
水系スラリーとしたものも使用することができる。二酸
化チタンとして特に単一粒子の平均粒径が０．０１〜０
．１μｍの超微粒二酸化チタンを使用する場合、該二酸
化チタンは例えば四塩化チタン水溶液を水酸化ナトリウ
ム水溶液で中和してコロイド状の非晶質水酸化チタンを
析出させ、次にこのものを熟成、してルチル形の微小チ
タニアゾルとした後４００〜８００℃で焼成し、湿式粉
砕して水系スラリーとしたものを使用するのが望ましい
。

二酸化チタンの水系スラリーまたはケーキと混合する水
溶性有機化合物の量は、二酸化チタン（ＴｉＣｈ）　１
００重量部に対し１０〜５００重量部望ましくは　５０
〜３００重量部である。この範囲より水溶性有機化合物
が少なすぎると二酸化チタンの分散状態が悪くなり、一
方多すぎると所望の二酸化チタン濃度の塗料化、製品化
が困難となる。混合して得られる二酸化チタン配合水溶
性有機化合物は、二酸化チタン及び水分の含有量がそれ
ぞれ５〜６０重量％、２０〜７０重量％になるように必
要に応じて加熱濃縮、水分添加などを行なってもよい。

このようにして得られる本発明の二酸化チタン配合水溶
性有機化合物は、二酸化チタンが非常によく分散されて
おり、そのまま水性樹脂と混合して水性塗料、水性イン
キとしたり、保湿剤、界面活性剤、顔料、香料、防腐剤
、増粘剤などの化粧料成分と混合して化粧料として用い
ることができる。Ｅの化粧料は、二酸化チタンがよ（分
散しているので肌への延びが優れている。特に、単一粒
子の平均粒子径が０．０１〜０．１μｍの超微粒子二酸
化チタンを使用した場合は、可視光線を透過し、紫外線
を遮蔽するので日焼は止め化粧料として有用なものであ
る。

〔実施例〕

実施例１ 四基°化チタン水溶液（Ｔｉ　Ｏｘ　　２００　ｇ／　
ｌ”）を室温に保持しながら、水酸化ナトリウム水溶液
で中和してコロイド状の非晶質水酸化チタンを析出させ
、その後熟成してルチル形の微小チタニアゾルを得た。

このゾルを濾過、洗浄した後６００℃で３時間焼成し、
水中に分散させてクローズ型サンドミルで湿式粉砕して
平均粒子径０．０４μｍの超微粒子二酸化チタンスラリ
ー（ＴｉＯｚ２００ｇ／ｊりとした。このスラリーをＴ
ｉ　Ｏ２／水＝１／２　（重量比）になるように加熱し
た後その６０ｇをグリセリン２０ｇと共にガラスピーズ
４０ｇが入った容１１４０　ｃ　ｃの瓶に入れ、ペイン
トシェーカーにて４０分間振とうしてＴｉＯ□／グリセ
リン／水＝１／１／２　（重量比）の二酸化チタン配合
水溶性有機化合物（Ａ）を得た。

実施例２ 実施例１における超微粒子二酸化チタンスラリー　（Ｔ
ｉ　Ｏ□２００ｇ／ｌ）を７０℃に加熱した後よく攪拌
しながらアルミン酸ナトリウムをＡ１．Ｏ，としてＴｉ
Ｏ□重量基準で３％添加し、引続き熟成してアルミニウ
ムの水和酸化物を該二酸化チタン粒子上に沈澱、被覆さ
せた。その後濾過、洗浄し、洗浄ケーキを再び水中に分
散させてスラリーとし、以後実施例１と同様に処理して
二酸化チタン配合水溶性有機化合物（Ｂ）を得た。

実施例３ 実施例２におけるアルミニウムの水和酸化物で被覆した
二酸化チタンのスラリーを濾過、洗浄し、洗浄ケーキを
乾燥し、粉砕して二酸化チタン粉末とした。次に、この
粉末を再び水中に分散させてスラリーとし、クローズ型
サンドミルで湿式粉砕した。以後、得られたスラリーを
実施例１と同様に処理して二酸化チタン配合水溶性有機
（Ｃ）を得た。

比較例１ 実施例１における超微粒子二酸化チタンスラリーを濾過
、洗浄し、洗浄ケーキを乾燥し、粉砕して二酸化チタン
粉末とした。この粉末をＴｉＯ２／グリセリン／水＝１
／１／２（を量比）となるようにグリセリン及び水と混
合し、ガラスピーズ４０ｇが入った容ｆｌｋ　１４０　
ｃ　ｃの瓶に入れ、ペイントシェーカーにて４０分間振
とうして二酸化チタン配合水溶性有機化合物（Ｄ）を得
た。

比較例２ 実施例２おけるアルミニウムの水和酸化物で被覆した二
酸化チタンのスラリーを濾過、洗浄し、洗浄ケーキを乾
燥し、粉砕して二酸化チタン粉末とした。この粉末をＴ
ｉＯ□／グリセリン／水＝１／１／２　（重量比）とな
るようにグリセリン及び水と混合し、ガラスピーズ４０
ｇが入った容量１４０ｃｃの瓶に入れ、ペイントシェー
カーにて４０分間振とうして二酸化チタン配合水溶性有
機化合物（Ｅ）を得た。

試験例に 酸化チタン配合水溶性有機化合物（Ａ）〜（Ｅ）につい
て、その中に含まれる二酸化チタンの分散程度をグライ
ンドメーターでＪＩＳ　　Ｋ５１０１に従って分散性を
測定し、第１表の結果を得た。

第　　１　　表 第１表の結果から、本発明の二酸化チタン配合水溶性有
機化合物（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例の（Ｄ）及び（Ｅ）
よりも粒子径（凝集粒子径）が非常に小さく、分散性に
優れていることがわかる。

試験例２ 二酸化チタン配合水溶性有機化合物（Ａ）〜（Ｅ）の各
０．２ｇを採取し、メチルセルロース水溶ｔ＆　（５０
ｇ／／り　　２　ｇと共に混練したものをトリフ七チル
セルロースフィルムにドクターブレードで塗布し、風乾
して島津自記分光光度計ＵＶ−２４０（島津製作所製）
にて波長７５０〜３００ｎｍ間の透過率を測定して第２
表の結果を得た。

第２表 第２表の結果から、本発明の二酸化チタン配合水溶性有
機化合物（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例の（Ｄ）及び（Ｅ）
よりも紫外部（３５０ｎｍ）の透過率が小さく、紫外線
遮蔽効果に優れていることがわかる。すなわち、このこ
とは本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物におけ
る二酸化チタンの分散状態が良好なことを裏付けている
。

試験例３ 二酸化チタン配合水溶性有機化合物（Ａ）〜（Ｅ）を下
記処方で日焼は止めクリームとした。

（重量％） （１）　　ステアリン酸　　　　　　　　　　２．０（
２）　　サラシミツロウ　　　　　　　　　３．０（３
）　　セタノール　　　　　　　　　　　３．０（４）
スクワラン　　　　　　　　　　１６．０（５）　　ソ
ルビタンモノステレート　　　　１．０（６）メチルパ
ラベン　　　　　　　　　０．１（７）トリエタノール
アミン　　　　　　　１．０（８）タルク　　　　　　
　　　　　　　５．０（９）二酸化チタン配合水溶性有
＠　　　２８．０化合物（ＴｉＯ□／グリセリン／水＝
７／７／１４）（ｌ［ｏ　　精製水　　　　　　　　　
　　　４０，６００香料　　　　　　０．３ 成分（１）〜（６）を８０℃で加熱混合したものに、成
分（７）〜αυを８０℃で加熱混合したものを加え、ホ
モミキサーでよく混合し、撹拌しながらμｍ成して日焼
は止めクリームを製造した。

これらのクリームの肌への延び（展開性）は第３表の通
りであった。

第３表 なお、第３表中◎は非常に良好、○は良好、Δは普通、
×は悪いことを示す。

〔発明の効果〕

本発明の二酸化チタン配合水溶性有機化合物は、その中
の二酸化チタンが非常によく分散された状態で含有され
ているので、塗料、化粧料などとして有用なものである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、５〜６０重量％の二酸化チタン及び２０〜７０重量
   ％の水分を含有した水溶性有機化合物であって、該二酸
   化チタンの単一粒子の平均粒子径は０．０１〜０．５μ
   ｍであることを特徴とする二酸化チタン配合水溶性有機
   化合物。 ２、二酸化チタンを湿式粉砕して得られる二酸化チタン
   の水系スラリーまたはケーキに水溶性有機化合物を添加
   、混合することを特徴とする二酸化チタン配合水溶性有
   機化合物の製造方法。 ３、請求項１に記載の二酸化チタン配合水溶性有機化合
   物を含有することを特徴とする化粧料。