JPH04144918A

JPH04144918A - 薄片状二酸化チタンの製造方法

Info

Publication number: JPH04144918A
Application number: JP26475390A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Minami; 南　誠一郎; Yayoi Horiuchi; 弥生堀内
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-19
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JP2837530B2

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Ｊ本発明は透明感のある薄片状の酸化チタンの製造法に関
し、本発明方法により製造された薄片状酸化チタンは無
機顔料としての特徴である耐光性、耐熱性、有機溶媒に
対する不溶性、耐久性等に優れ、更にその粒子形状が薄
片状であるため被覆力に優れているため、化粧用基材、
樹脂用顔料、印刷インキ、塗料、ガラス、はうろう、歯
科用材料等に広く利用可能な材料である。

［従来の技術］従来、酸化チタン（二酸化チタン）は、イルメナイトあ
るいは四塩化チタンから工業的に大量に生産されている
。しかし、その形状はいずれも球形あるいは不定形であ
って、アスペクト比（薄片状の厚さと片の長さの比）が
小さいものしかないため、顔料として使用した場合、被
覆力がどうしても不充分となり易い、したがってこのア
スペクト比の大きい薄片状あるいは鱗片状の二酸化チタ
ンを得ようとする試みは数多くされている。

例えば、特開昭６２−３００３号においては。

チタン、けい素、アルミニウム、鉄等の無機酸化物また
は含水無機酸化物のコロイド溶液を凍結乾燥して、アス
ペクト比５以上の透明で鱗片状の無ｍｓ化物又は含水無
機酸化物を製造する方法、特開昭６０−１７６９０６号
においてはアシルオキシ基を有するけい素、アルミニウ
ム、チタン、錫等の金属化合物の溶液を平滑面に塗布し
、該塗膜を加水分解し、剥離して金属酸化物とする方法
、特開昭６１〜２９５２０８号においてはけい素、アル
ミニウム、チタン等の金属化合物の水溶液を平滑面に塗
布し、加熱乾燥後、剥離、焼成して薄片状金属酸化物を
製造する方法等の提案がある。

しかし、これらの方法では出来た薄片状の二酸化チタン
は粉体の大きさが不揃いであったり、薄片がカールして
いて平らさがなかったり、厚みムラがあったりして、更
にこれらの改良が要求されていた。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、透明感があるにも拘らず、被覆力があり、紫
外線の遮断力のある被覆が得られ、化粧用基材として好
適である薄片状二酸化チタンの製造方法の開発を目的と
し、従ってこの二酸化チタンは粉体の大きさが揃ってお
り、カールもなく厚みも均一の薄片状二酸化チタン（も
ちろん二酸化チタンの他の用途にも充分対応可能な薄片
状二酸化チタンである。）の製造方法の開発を目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明は、有機溶剤にチタンアルコキサイドＳよび有機
アルカリ物質を溶解した溶液を平滑面上に塗布し、該塗
膜を加水分解し乾燥、剥離、焼成することを特徴とする
二酸化チタンの製造方法を提供するにある。

本発明で用いる有機溶剤としては、チタンアルコキサイ
ドや有機アルカリ物質に対して溶解力があって、これら
と反応しないものであれば使用可能であり、比較的低沸
点のメタノール、エタノール、イソプロパツール、ブタ
ノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の
エステル類が好適に使用できる。

チタンアルコキサイドとしては、チタニウムテトラエト
キサイド、チタニウムテトラブトキサイド、チタニウム
テトライソプロポキサイド等、あるいはそれらの混合物
が使用できる。

有機溶剤への添加量は、目的とする薄片状二酸化チタン
の厚みによって決定されるが、厚い薄片を目的とすると
きは濃度を高くする。３ＩＡ常は１０ｗｔ％〜４５ｗｔ
％の濃度に調整される。

有機アルカリ物質としてはアミン類であって、モノエタ
ノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールア
ミン、尿素、アニリン、ピリジン等が挙げられる。

特に強アルカリであるトリエタノールアミン、ジェタノ
ールアミンが好結果が得られる。

添加量としては、チタンアルコキサイドに対して１〜１
２ｗｔ％、好ましくは３〜９ｗｔ％を添加する。

このようなチタンアルコキサイドの溶液を調整した後、
これを平滑面に塗布する。

塗布される平滑面としては、ガラス、金属、合成樹脂等
からなる平滑面であればよく、薄片のサイズに対して充
分大きな曲面（例えばベルトや円筒の外面）であっても
良い、この平滑面は人間の目で見た時に充分に平滑であ
ることが必要であるが、平滑面の表面を軽（エツチング
して粗面化しておくと、加水分解、乾燥によりヒビが均
等に入り、均一なサイズの薄片を得るのに便であるばか
りでなく、剥離が容易でハケ等で軽くこする程度で剥離
出来るメリットがある。

平滑面ヘチタンアルコキサイド溶液の塗布は塗布法、浸
漬−引き上げ法など均一な厚さに塗布できれば制限はな
いが、塗膜の加水分解、有機溶剤の回収、加熱乾燥の方
法、薄片の剥離との関係で適切な方法を採択すれば良い
。

加水分解は、［加水分解し、乾燥する」ことによって行
なわれる。

本発明においてこの表現は、乾燥と同時に加水分解する
こと、加水分解後に乾燥工程を入れ、二段階に分けて行
なうこと、あるいは加水分解と同時に一部の乾燥を行な
うが、更に乾燥を完全に行なうための工程を設けること
など種々の変法を包含することを意味する。

加水分解は平滑面に塗布されたチタンアルコキサイドに
対して水蒸気、水蒸気含有空気又は不活性ガス等の気流
によって行なう０反応温度は特に制限がないが、急激な
加熱により塗膜の発泡を避けるため約１００℃以下で行
なうことが好ましい。

乾燥工程は、引火性の有機溶剤を使用するための火災の
予防、有機溶剤の回収法との関係で適切な方法を選ばね
ばならない、経済的な方法としては密閉した空間で加熱
により乾燥と同時に薄片状チタン酸化物（水酸化物も含
まれる。）のヒビ割れを促進させるため、１００〜２０
０℃に加熱することが好ましい。

このように乾燥された薄片状酸化チタンは、ブラシやへ
ヶ等で軽くこするだけで簡単に剥離できる。

このように回収された薄片状酸化チタンは３００〜１１
００℃、好ましくは６００〜９００℃で大気中で焼成さ
れ、透明感のある薄片状酸化チタンを得ることが出来る
。

［作　用］本発明は、二酸化チタンの製造においてチタンアルコキ
サイドに有機アルカリ物質を少量添加した状態で加水分
解することにより透明感のある薄片状二酸化チタンを効
率よく製造する方法である。

有機アルカリ物質の作用機作はまだ充分解明されていな
い、しかし、従来の酸触媒を用いた方法ではチタンアル
コキサイドの加水分解速度が遅いため平滑面上に出来る
結晶がよく成長し、非常に緻密な薄片となる。したがっ
て、後処理で焼成する際に発生するガス（未反応のアル
コキサイド基に起因する有機物、水酸基の分解による水
など）の分解生成物の拡散が遅く、焼成時の再結晶の際
に粒界に取り残されたまま再結晶化が進むため透明感が
失われるものと思われる。

これに対し１本発明のごとく、アルカリ性触媒を使用す
るときは、加水分解の機構が異なり、ポリメタシロキサ
ンの充分な結晶化が進まず、いわゆるポーラスな箔状と
なる。これは後処理工程で焼成したときに、前記分解ガ
スが拡散し易く、二酸化チタンの再結晶化の際に特に外
圧がないため整然とした薄片状の結晶となり、透明感に
優れた薄片状二酸化チタンになるものと推定している。

［実施例］光の透過率は酸化チタン１重量部に流動パラフィン９０
重量部を加え、ミキサーでよく分散させた後、分散液を
透明石英板に厚さ５μｍの膜厚になるように塗布し、分
光光度計により５５０ｎｍの波長を有する可視光の透過
率を測定した。

（実施例１）テトライソプロピルチタネート１０ｇ、トリエタノール
アミンＩｇ、インプロパツール３０ｇを混合した。この
溶液に、２０％ＮａＯＨ水溶液中で１２０℃、２時間処
理をしたエツチング済のスライドガラスを浸漬し、１０
　ｃ　ｍ　／　ｍ　ｉ　ｎで引き上げた。これを８０％
ＲＨ１７０℃、３０分の条件で加水分解させ、ついで大
気中１２０℃で乾燥した。出来た薄片状酸化チタンをへ
ヶで払い落とし、電気炉中で該薄片を９００℃、３０分
焼成した。厚みが０．５μｍ、薄片の径５〜３０μｍの
薄片状の二酸化チタンが得られた。また、光透過率は７
５％（５５０ｎｍ）で外観でも透明感があった。

（実施例２）テトラブトキシチタネート１２ｇ、ジェタノールアミン
Ｉｇ、イソプロパツール３０ｇを混合し、これに実施例
１と同様のエツチング処理をしたスライドガラスを浸し
た後、１０ｃｍ／ｍｉｎの速度で引き上げ、８０％ＲＨ
１７０℃、３０分の条件で加水分解し、ついで大気中で
１２０℃の温度で乾燥した。出来た薄片状酸化チタンを
へヶで払い落とし、電気炉中で該薄片を９００℃、３０
分焼成した。厚み０．５μｍ、薄片の径ｌＯ〜５０μｍ
の薄片状二酸化チタンが得られた。光透過率は７３％、
透明感があり、干渉色があった。

（実施例３）トリエタノールアミンに代え、ジェタノールアミンＩｇ
を用いた他は実施例１と同様にして薄片状二酸化チタン
を得た。得られた二酸化チタンは厚さ０．５ｇｍ、光透
過率７８％であった。

（実施例４）引き上げ速度を６ｃｍ／ｍｉｎとした他は実施例３と同
一の処理を行ない、厚さ０．３μｍ、光透過率８４％の
薄片状二酸化チタンを得た。太陽光の下では赤っぽい干
渉色を呈していた。

（比較例１）実施例３のジェタノールアミンＩｇに代え、酢＠０．６
ｇを用いて同一の処理を行ない、厚さ０．５μｍ、粒子
径２〜５０μｍの白色の二酸化チタンを得た。光透過率
は４０％であって、透明感がない白色粉末であった。

（比較例２）実施例２のジェタノールアミンＩｇに代え、濃塩酸ｏ、
３５ｇ　（ＨＣβ換算）０．３５ｇを用いて同一の処理
を行ない、厚さ０．４μｍ、粒子径２〜５０μｍの白色
の二酸化チタンを得た。光透過率は４５％であって透明
感はなかった。

（参考例１）紫外線透過性について、次の方法で測定した。

ＮＣ−ラッカーに二酸化チタンを分散した後、ガラス基
板に厚み２２μｍに塗布し、このものの３００〜３２０
ｎｍの波長の光線の透過率を測定した。

実施例１で得た二酸化チタンを用いたときは１８％、実
施例２は２８％、実施例３は２５％、実施例４は１５％
の透過率であった。一方、比較例１のサンプルにおいて
は４５％、比較例２においては３３％であり、本発明方
法により得られた二酸化チタンは紫外線防御に効果があ
ることが判る。

（参考例２）二酸化チタン粉末を、下地に黒色のガラス板上に薄く散
布し、太陽光のもとてその干渉色をみた。実施例１〜３
で得たものは緑色、実施例４のものはピンク系の赤色が
観察された。これに対し、比較例１及び２で得られた二
酸化チタンは薄片の厚さはほぼ同じであるのに色彩は認
められず、白色のままであった。

［発明の効果Ｊ本発明方法によって得られる薄片状二酸化チタンは二酸
化チタン特有の紫外線を遮断する能力を持ち、化粧用基
材として用いたときはその優れた透明感により自然に近
い肌色を表現すること、また薄片の形状による被覆性に
富む色調の優れた二酸化チタンである。

もちろん二酸化チタンであるため、各種物質に対する不
溶性、耐光性、耐熱性に優れており、化粧用基材以外に
も印刷インキ、塗料、はうろう、歯科材料、合成樹脂充
填材などに広く用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機溶剤にチタンアルコキサイドおよび有機アル
カリ物質を溶解した溶液を平滑面上に塗布し、該塗膜を
加水分解し、乾燥、剥離、焼成することを特徴とする二
酸化チタンの製造方法。
（２）特許請求の範囲第１項において、有機アルカリ物
質がトリエタノールアミンまたはジエタノールアミンで
ある二酸化チタンの製造方法。
（３）特許請求の範囲第１項において有機アルカリ物質
をチタンアルコキサイドに対し、１〜１２重量％添加す
る二酸化チタンの製造方法。
（４）特許請求の範囲第１項によって得られた酸化チタ
ンを３００〜１１００℃の温度で大気中で焼成する薄片
状二酸化チタンの製造方法。