JPH10182152A - 酸化チタンゾル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明に係る酸化チタンゾルは、粒子の
長軸の長さＬが４〜500mμであり、短軸の長さＤが４〜
100mμであるような酸化チタン粒子が分散媒中に分散さ
れ、ＬとＤの比L/D の平均値を[L/D] _A としたとき、(1
±0.3) x[L/D] _A の範囲に全粒子の 60%以上が存在する
酸化チタンゾルであって、TiO₂濃度を0.005 重量% に調
製したときに370 〜600 ｎｍの波長領域での光透過率が
95% 以上であることを特徴とする。 【効果】 本発明に係る酸化チタンゾルは、特定の形状
を有し、大きさの揃った酸化チタン微粒子が水などの分
散媒に分散されており、分散性、長期安定性、耐光性等
に優れる他、紫外線遮蔽効果に優れるとともに、特に透
明性が著しく高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、酸化チタンゾルに関し、
さらに詳しくは、特定の形状を有し、かつ大きさが揃っ
た粒子が分散されてなる酸化チタンゾルに関する。

【０００２】

【発明の技術的背景ならびにその問題点】近年、酸化チ
タン粒子は、その化学的特性を利用した用途が広がりつ
つある。たとえば酸化チタンは、酸素と適当な結合力を
有するとともに耐酸性をも有するため、酸化還元触媒と
して用いられたり、あるいは紫外線の遮断力を利用して
化粧材料またはプラスチックの表面コート材として用い
られたり、また高屈折率を利用して反射防止コート材と
して用いられたり、さらにはこれらの効果を組み合せて
機能性ハードコート材などとして用いられている。

【０００３】上記のように酸化チタンは多くの用途に用
いられているが、いずれの場合であっても酸化チタンに
は多くの機能が要求される。たとえば、触媒として酸化
チタンを用いる場合には、主反応に対する活性だけでな
く、選択性、機械的強度、耐熱性、耐酸性あるいは耐久
性が求められ、また化粧材料として酸化チタンを用いる
場合には、紫外線の遮蔽効果だけではなく、円滑性、肌
ざわり、透明性などが求められている。さらにコート材
として酸化チタンを用いる場合には、透明性、高屈折率
に加えて、さらに優れた被膜形成性、密着性、被膜硬
度、機械的強度、耐摩耗性などが求められている。

【０００４】このように酸化チタン粒子を種々の用途に
用いるには、酸化チタン粒子は、それぞれの用途に応じ
て種々の特性を有することが求められるが、どのような
用途に用いるにしても、超微粒子であることが好まし
い。しかも酸化チタン粒子に透明性が要求される場合に
は、この粒子は粒子形状および大きさが揃っているばか
りでなく、配合時に媒体中に高分散することが求められ
る。これらの特性を満たすような酸化チタン粒子を製造
するには、高分散したコロイド状酸化チタン（酸化チタ
ンゾル）を用いることが特に好ましい。

【０００５】このような酸化チタンゾルの製造方法とし
ては、従来チタン塩水溶液を加水分解して得られるメタ
チタン酸を中和した後洗浄して得られるゲルを酸で解膠
することによって得る方法、あるいはチタン塩水溶液を
イオン交換樹脂などで脱イオンすることによってゾルを
得る方法などが知られている。

【０００６】しかしながら、上記のような酸化チタンゾ
ルの製造方法には、以下のような問題点があった。 ゾルの分散粒子は、球状あるいは擬球状をした凝集体
であり、粒径も不均一であるため、白濁し透明性に劣
る。

【０００７】ゾルの生成条件によっては粒径の小さい
透明性に優れたゾルを得ることは可能であるが、この場
合には安定剤として多量の酸を必要とする。 ゾルは酸性領域(pＨ３以下）でしか安定でなく、中性
やアルカリ性では沈殿が生じたりあるいはゲル化を起こ
すため、使用範囲が限定される。

【０００８】ゾルをアルコールなどの有機溶媒と混合
したり、有機溶媒で溶媒置換を行なうと、不安定となっ
て沈殿が生成するため、プラスチックなどの表面へのハ
ードコート剤などとして用いにくい。

【０００９】ゾルの粒子は球状あるいは擬球状である
ため、たとえばベース樹脂に混合して塗膜として用いた
場合、塗膜中の酸化チタン粒子は密には存在せず酸化チ
タン粒子間に空隙が残存して、密度を高めることはでき
ず、塗膜としての特性あるいは塗膜強度に劣る。

【００１０】

【発明の目的】本発明者らは、上記のような問題点を解
決すべく鋭意研究したところ、特定の方法によって酸化
チタンゾルを製造すれば、従来の酸化チタンゾルの製造
方法では得られなかったような特定形状で大きさの揃っ
た酸化チタン粒子が分散媒中に分散されてなる酸化チタ
ンゾルが得られ、この酸化チタンゾルから得られる酸化
チタン粒子は種々の優れた特性を有していることを見出
して、本発明を完成するに至った。

【００１１】

【発明の概要】本発明に係る酸化チタンゾルは、粒子の
長軸の長さＬが４〜５００ｍμであり、短軸の長さＤが
４〜１００ｍμであるような酸化チタン粒子が分散媒中
に分散され、ＬとＤの比Ｌ／Ｄの平均値を〔Ｌ／Ｄ〕_A
としたとき、（１±０．３）×〔Ｌ／Ｄ〕_A の範囲に全
粒子の６０％以上が存在する酸化チタンゾルであって、
ＴｉＯ₂ 濃度を０．００５重量％に調整したときに３７
０〜６００ｎｍの波長領域での光透過率が９５％以上で
あることを特徴とする。

【００１２】本発明に係る酸化チタンゾルは、特定の形
状を有し、大きさの揃った酸化チタン微粒子が水などの
分散媒に分散されており、分散性、長期安定性、耐光性
に優れるとともに広い pＨ領域で安定で凝集することが
なく、紫外線領域の波長の光の吸光度が高く紫外線遮蔽
効果に優れる他、特に可視光領域の波長の光の透過率に
優れており、透明性が著しく高い。

【００１３】

【発明の具体的説明】以下本発明に係る酸化チタンゾル
についてより具体的に説明する。本発明に係る酸化チタ
ンゾル中の酸化チタン微粒子は、その長軸の長さをＬと
し、短軸の長さをＤとしたとき、Ｌ＝４〜５００ｍμ、
Ｄ＝４〜１００ｍμの特定形状の微粒子であり、凝集体
ではなく、約４０〜６００Åの大きさのアナターゼ結晶
粒子が成長したものあるいは結晶粒子の集合した多結晶
体である。

【００１４】これらの微粒子の電子顕微鏡写真の投影図
によれば、正方形、長方形、楕円形等の非球状粒子が観
察され、その具体的形状としては、立方体状、直方体
状、円柱状、角柱状、紡錘状、偏平板状、繊維状および
針状など種々の形状を例示できる。

【００１５】酸化チタン粒子の長軸の長さＬおよび短軸
の長さＤは、以下のようにして決定される。すなわち酸
化チタンゾル中の酸化チタン粒子を電子顕微鏡で観察し
て、その最も長い長手方向の長さをＬとし、また長手方
向の長さのＬ／２の個所での長手方向と直交する方向の
長さを短軸の長さＤとする。

【００１６】本発明に係る酸化チタンゾルにおいて、水
などの分散媒中に分散されている酸化チタン粒子の長手
方向の長軸の長さＬと短軸の長さＤは、後述するように
酸化チタンゾルの製造条件に応じて変化するが、本発明
に規定する製造条件に従えば大きさの揃った、いわゆる
粒径の揃った酸化チタン粒子が分散したゾルが得られ
る。

【００１７】すなわち、得られた酸化チタンゾル中の酸
化チタン粒子のＬ／Ｄ値の平均値を［Ｌ／Ｄ］_Aとする
と、（１±０．３）×［Ｌ／Ｄ］_Aの値を有する酸化チ
タン粒子が全粒子の６０％以上、好ましくは６５％以上
さらに好ましくは７０％以上存在するようなゾルが得ら
れる。

【００１８】本発明に係る酸化チタンゾルは、上記のよ
うに形状が揃っている上に、その大きさも揃っており、
酸化チタン粒子が分散性良く分散媒中に分散しているた
め、長期安定性および耐光性に優れている他、形状およ
び大きさの均一性が高いことと関連して以下のような光
学的特性を有している。

【００１９】即ち、本発明に係る酸化チタンゾルは、さ
らにＴｉＯ₂ 濃度を０．００５重量％に調整して測定し
たときに３７０〜６００ｎｍの波長領域での光透過率が
９５％以上である。

【００２０】本発明の酸化チタンゾルは、その中に含ま
れている酸化チタン粒子の形状および大きさが揃ってい
ることと関連して紫外線領域の長波長側以上の波長領
域、即ち３７０〜６００ｎｍの波長領域において上述の
ような光学的特性を有しているため、従来の酸化チタン
微粒子分散液と比較して、紫外線の遮蔽効果に加えて、
特に優れた可視光線の透過性（透明性）を示す。

【００２１】なお、本発明のゾルは、アルコールなどの
有機溶媒と混合するか、これらと溶媒置換しても沈澱を
生成せず安定であるので、コート材などとしての用途が
従来の酸化チタンゾルに比べて飛躍的に増大する。

【００２２】本発明に係る酸化チタンゾルは、一般に５
〜９のｐＨを有しているが、この酸化チタンゾルに酸あ
るいはアルカリを加えても、酸化チタン粒子がゲル化し
たりあるいは沈澱が生ずることはなく、ｐＨ３〜１１と
いう広範囲のｐＨ領域において安定である。

【００２３】また酸化チタンゾル中の酸化チタン粒子の
濃度は、目的に応じて広範囲の濃度のものが安定に得ら
れるが、一般に、ＴｉＯ₂に換算して３０重量％程度と
いう高濃度に濃縮しても安定に存在し、共存塩濃度も約
０．０５重量％以下と極めて少なくすることができる。

【００２４】次にこのような本発明の酸化チタンゾルを
製造する方法について説明する。まず、従来公知の方法
によって含水チタン酸のゲルまたはゾルを調製する。含
水チタン酸ゲルは、たとえば塩化チタン、硫酸チタンな
どのチタン塩の水溶液にアルカリを加えて中和すること
によって得られる。また含水チタン酸ゾルは、チタン塩
の水溶液をイオン交換樹脂に通して陰イオンを除去する
ことによって得られる。含水チタン酸ゾルあるいはゲル
を調製するには、上記のような方法に限らず、従来公知
の方法が広く用いられ得る。ここでいう含水チタン酸と
は、上記のような方法で得られる酸化チタン水和物ある
いはチタン水酸化物を含む総称である。

【００２５】次に上記のようにして得られた含水チタン
酸ゾルまたはゲルあるいはこれらの混合物に、過酸化水
素を加えて含水チタン酸を溶解して均一な水溶液を調製
する。この際、必要に応じて約５０℃以上に加熱あるい
は攪拌することが好ましい。またこの際、含水チタン酸
の濃度が高くなりすぎると、含水チタン酸の溶解に長時
間を必要とし、さらに未溶解状態のゲルが沈澱したり、
あるいは得られる水溶液が粘稠になりすぎるため好まし
くない。このためＴｉＯ₂濃度としては約１０重量％以
下好ましくは約５重量％以下であることが望ましい。

【００２６】加えるべき過酸化水素の量はＨ₂Ｏ₂／Ｔｉ
Ｏ₂重量比で１以上であれば、含水チタン酸を完全に溶
解することができる。Ｈ₂Ｏ₂／ＴｉＯ₂比が１未満であ
ると、含水チタン酸が完全に溶解せず、未反応のゲルま
たはゾルが残存するため好ましくない。またＨ₂Ｏ₂／Ｔ
ｉＯ₂比は大きいほど、含水チタン酸の溶解速度は大き
く反応は短時間で終了するが、あまり過剰に過酸化水素
を用いると、未反応の過酸化水素が系内に大量に残存す
ることとなり、次の工程に悪影響を与えるため好ましく
ない。したがって、Ｈ₂Ｏ₂／ＴｉＯ₂比が１〜６好まし
くは２〜６程度となるような量で過酸化水素を用いるこ
とが好ましく、このような量で過酸化水素を用いると、
含水チタン酸は０．５〜２０時間程度で完全に溶解す
る。

【００２７】次いで、上記のようにして得られた含水チ
タン酸が溶解した水溶液（チタン酸水溶液）に無機化合
物を所定量混合して６０℃以上好ましくは８０℃以上に
加熱し、チタン酸を加水分解する。こうすることによっ
て前述のような特定形状の酸化チタン粒子が分散した酸
化チタンゾルが得られる。

【００２８】ここで用いられる無機化合物としては、好
ましくはＡｌなどの周期律表第III族、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓ
ｉ、Ｓｎなどの第IV族、Ｖ、Ｓｂなどの第Ｖ族、Ｗなど
の第VI族およびＦｅなどの第VIII族から選ばれた１種ま
たは２種以上の元素の無機化合物が用いられる。無機化
合物の形態としては、塩、酸化物、水酸化物またはオキ
シ酸あるいはオキシ酸塩などが用いられる。これらは固
体状で加えても良く、または水溶液として混合しても良
い。好ましい方法としては、これら無機化合物のゲルま
たはゾルを用いる。ゾルを用いる場合、分散粒子の平均
粒径は約３０ｍμ以下、好ましくは約１５ｍμ以下であ
ることが好ましい。たとえば、ケイ素の場合は、シリカ
ゲル、シリカゾルあるいはケイ酸液が用いられる。ここ
でいうケイ酸液とは、アルカリケイ酸塩水溶液をイオン
交換法などで脱アルカリして得られるケイ酸の低重合物
の溶液である。また、無機化合物として、水ガラスを用
いることもできる。

【００２９】無機化合物の混合量を増すと、得られる酸
化チタンゾルの長期安定性、耐光性が増加し、また高濃
度のゾルが得られる。しかし、これらの効果が所定のレ
ベルに達したあとは、それ以上混合量を増しても、長期
安定性、耐光性等の無機化合物の添加効果の増大がみら
れなくなるので好ましくない。

【００３０】混合量が少なくなると、得られる酸化チタ
ン粒子の大きさが不均一になったり、粒子同士の凝集が
起こるなどの問題がでてくる。上記のことを考慮する
と、混合すべき無機化合物の量としては、チタン酸水溶
液中のチタン重量をＴｉＯ₂に換算した値と、無機化合
物の重量を酸化物（ＭＯ_x）に換算した値との比ＴｉＯ₂
／ＭＯ_x（重量比）が、０．２５〜２００の範囲である
ことが好ましい。

【００３１】また、混合溶液中のＴｉＯ₂／ＭＯ_xおよび
（ＴｉＯ₂＋ＭＯ_x）によって得られる酸化チタン粒子の
形状、特にその長さが異なる。得られる粒子の長さをＬ
／Ｄで表わすと、一般にＴｉＯ₂／ＭＯ_xの値が大きい
程、Ｌ／Ｄが大きくなる傾向が認められる。たとえば、
ＴｉＯ₂／ＭＯ_x＝約１０〜３０ではＬ／Ｄ＝約３〜６の
粒子のゾルが得られ、ＴｉＯ₂／ＭＯ_x＝約５０〜１００
ではＬ／Ｄ＝約１０〜２０の長い粒子が分散したゾルが
得られる。

【００３２】ＴｉＯ₂＋ＭＯ_x濃度（ｙ）およびＴｉＯ₂
／ＭＯ_x（ｘ）と、Ｌ／Ｄとの関係とを検討した結果、
ｙ＞０．１７ｘ−１．３０の範囲であればＬ／Ｄ＝１〜
２の粒子が得られ、ｙ≦０．１７ｘ−１．３０の範囲で
あればＬ／Ｄ＞２の粒子が得られることが認められた。

【００３３】チタン酸水溶液と無機化合物の混合方法と
しては、特に制限はなく、所定量のチタン酸水溶液と無
機化合物を一時に混合しても良く、またチタン酸水溶液
と無機化合物の一部ずつを最初に混合して加熱し、反応
が進むにしたがって、両者の残りを加えても良い。

【００３４】さらには、無機化合物の全量とチタン酸水
溶液の一部を最初に混合して加熱し、その後残りのチタ
ン酸水溶液を加える方法もとり得る。また、無機化合物
の混合時期は、必ずしも含水チタン酸が過酸化水素に溶
解したのちである必要はなく、過酸化水素に溶解前のゲ
ルまたはゾルの段階で混合しても良く、さらには含水チ
タン酸のゲルまたはゾルの調製時に混合しても良い。要
するにチタン酸水溶液を加熱加水分解する際に、前述の
無機化合物が反応系に存在していればよい。

【００３５】無機化合物が共存しないチタン酸水溶液を
加熱し、加水分解した場合には、酸化チタン濃度が希薄
であれば一応酸化チタンゾルとなるが、このものはきわ
めて不安定で、たとえばこれを濃縮するともはやゾルと
して存在することができず沈澱が生成する。

【００３６】このような酸化チタンゾルの製造方法にお
いて、チタン酸水溶液に混合する無機化合物としてチタ
ン化合物を用いる場合には、出発原料の含水チタン酸ゲ
ルまたはゾルを用いても良いし、上記チタン酸水溶液を
無機化合物を加えずにそのまま加熱加水分解して得られ
た酸化チタンゾル（またはゲル）を用いることもでき
る。これらの場合には、含水チタン酸ゲルまたはゾルを
過酸化水素で完全に溶解してチタン酸水溶液にした後
に、上記のチタン化合物を混合した方が好ましい。

【００３７】このようにして得られた酸化チタンゾル
は、そのまま目的の用途に供することができるが、減圧
蒸発、限外濾過など公知の方法で適宜の濃度まで濃縮し
て用いることもできる。また、用途によっては、イソプ
ロパノール、エチレングリコールなどの有機溶媒と混合
または溶媒置換して有機溶媒分散ゾルとすることもでき
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る酸化チタンゾルは、分散さ
れた酸化チタン微粒子の形状および大きさの均一性が高
いため、分散性に優れるとともに長期安定性、耐光性に
も優れている他、有機溶媒と混合あるいは溶媒置換して
もゲル化したり、沈澱を生ずることがない。

【００３９】また、本発明のチタンゾルは、酸化チタン
微粒子の形状および大きさの均一性が高いことと関連し
て特定の光学的特性を有しており、したがって紫外線遮
蔽効果および透明性に関しても、従来の酸化チタン微粒
子分散液と比較して、特に優れた特性を備えている。

【００４０】したがって、本発明の酸化チタンゾルをプ
ラスチックの配合剤として用いれば、プラスチックの紫
外線による変質防止など種々の効果が期待でき、食品包
装用のプラスチックシートに配合すれば、従来の包装材
に比較して長期保存が可能となる。

【００４１】また、ガラス、プラスチックなどの透明基
材の表面コート剤として用いれば、基材との密着性に優
れ、しかも透明性、紫外線遮蔽効果に優れた高屈折率の
塗膜が得られる。

【００４２】本発明に係る酸化チタンゾルは、化粧料配
合剤としても優れた効果をもっており、たとえば水分散
ゾルあるいは有機溶媒分散ゾルを、酸化物として約０．
００５重量％以上の量で化粧料に配合すれば、透明性、
紫外線遮蔽効果に優れ、仕上り感などの良好な化粧料が
得られる。

【００４３】さらに、本発明に係る酸化チタンゾル中の
分散粒子の形状の特徴を生かした分野に用いても優れた
効果が得られる。たとえば、触媒担体などの成型体に用
いる場合には、成型時に加えられる力により粒子は規則
正しく配列し非常に成型性が向上するとともに、得られ
る成型体は乾燥あるいは焼成時にクラックが発生するこ
とがなく、圧縮強度、摩耗強度が向上する。また本発明
に係る酸化チタンゾルを予め別のチタニア、シリカ、ア
ルミナなどのゾルあるいは液で処理して、これらを凝集
させた原料を用いると、細孔容積が大きく、軽質である
にもかかわらず圧縮強度、摩耗強度、衝撃強度に優れた
成型体を得ることができる。一般に本発明に係る酸化チ
タンゾルを成型体成形用に用いる場合には、Ｌ／Ｄ≧７
の粒子を含むゾルを単独で、あるいは２種以上の形状の
ゾルを用いると、その効果は大きい。

【００４４】

【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００４５】

【実施例１】硫酸チタンを純水に溶解し、ＴｉＯ₂とし
て、０．４重量％を含む水溶液を得た。この水溶液を攪
拌しながら、この水溶液に１５％アンモニア水を徐々に
添加し、ｐＨ８．５の白色スラリー液を得た。このスラ
リーを濾過した後洗浄し、固形分濃度が９重量％である
含水チタン酸ゲルのケーキを得た。

【００４６】このケーキ５．５５kgに、３３％過酸化水
素水６．０６kgと純水１３．４kgとを加えた後、８０℃
で５時間加熱し、ＴｉＯ₂として２．０重量％の溶液２
５kgを得た。このチタン酸水溶液は、黄褐色透明で、ｐ
Ｈは８．１であった。

【００４７】次に、粒子径が７ｍμであり濃度が１５重
量％であるシリカゾル１３０ｇと、上記のチタン酸水溶
液９kgと、純水１０．８kgとを混合した後、９５℃で６
２４時間加熱した。溶液は最初黄褐色液であったが、６
２４時間後には乳白色透明なコロイド液となった。

【００４８】このようにして得られたコロイド液を真空
蒸発法で濃縮したところ、表１に示すようなゾルを得
た。表１には、ゾルの性状および分散粒子の性状を示
す。

【００４９】

【実施例２】実施例１において、シリカゾル１３０ｇと
チタン酸水溶液９kgと混合する純水の量を１．０kgと
し、加熱温度を１３０℃とし、そして加熱時間を１１時
間とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタンゾル
を製造し、表１に示すような酸化チタンゾルを得た。

【００５０】

【実施例３】実施例１のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルをＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝１．８、固形分濃度（ＴｉＯ₂
＋ＳｉＯ₂）０．１重量％となるように純水を加えて混
合し、９５℃、４８時間加熱後さらに９５℃に維持しな
がら前記のチタン酸水溶液を０．１重量％に希釈したも
のを、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝７．２になるまで６０時間か
けて逐次添加した。その後この温度を４８時間維持し
た。

【００５１】得られたゾルの濃縮後の性状を表１に示
す。また第２図にこのゾルに分散している酸化チタン粒
子の電子顕微鏡写真を示す。

【００５２】

【実施例４】実施例１のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルをＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝６．５、固形分濃度２．０重量
％となるように純水を加えて混合し、９５℃、６０時間
加熱後、さらに９５℃に維持しながら、前記のチタン酸
水溶液（２．０重量％）をＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝１５にな
るまで６０時間かけて逐次添加した。その後、この温度
を６０時間維持した。

【００５３】得られた酸化チタンゾルの濃縮後の性状を
表１に示す。

【００５４】

【実施例５】塩化チタンを純水に溶解し、ＴｉＯ₂とし
て５．０重量％を含む水溶液を得た。この水溶液を攪拌
しながら、この水溶液に１５重量％アンモニア水を徐々
に添加し、ｐＨ８．５の白色スラリー液を得た。このス
ラリーを濾過した後洗浄し、固形分濃度が１０重量％で
ある含水チタン酸ゲルのケーキを得た。

【００５５】このケーキ５．０kgに、３５％過酸化水素
水５．７１kgと純水１４．０kgとを加えた後、８０℃で
３時間加熱し、ＴｉＯ₂として２．０重量％の溶液２５k
gを得た。このチタン酸水溶液は、黄褐色透明で、ｐＨ
は８．４であった。

【００５６】次に、粒子径が７ｍμであり、濃度１５重
量％であるシリカゾル６６．７ｇと、上記チタン酸水溶
液２００ｇと、純水１，１４７ｇとを混合し、加熱温度
１５０℃、加熱時間を３００時間とした以外は、実施例
１と同様にして酸化チタンゾルを製造し、表１に示すよ
うな酸化チタンゾルを得た。

【００５７】

【実施例６】実施例５のチタン酸水溶液およびシリカゾ
ルを、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝２．５、固形分濃度１．６重
量％となるように純水を加えて混合し、１６８℃、７０
時間加熱した以外は、実施例１と同様にして、表１のよ
うな酸化チタンゾルを得た。

【００５８】

【実施例７】実施例１のチタン酸水溶液９kgと実施例１
のシリカゾル１３０ｇと純水１９１kgを混合した後、９
５℃で６０時間加熱した。その後、実施例１と同様の方
法で濃縮して表１に示すゾルを得た。また、第３図に得
られた酸化チタン粒子の電子顕微鏡写真を示す。

【００５９】

【実施例８】実施例１で得られたチタン酸水溶液１．０
kgと純水２００kgを混合したのち、９５℃で２時間加熱
し、ＴｉＯ₂として０．０１重量％の酸化チタンゾルを
得た。このゾルを実施例７のシリカゾルの代りに用いた
以外は、実施例７と同じ条件で加水分解したところ、表
１に示すようなゾルを得た。

【００６０】

【実施例９】酸化ジルコニウムとして０．０３６重量％
を含む塩化ジルコニウム水溶液５０kgを還流器付きフラ
スコに入れ、よく攪拌しながら０．１Ｎのアンモニア水
２．９kgを徐々に添加した。さらにこの液を９５℃で５
０時間加熱したところ、酸化ジルコニウム濃度が０．０
３４重量％であり、ｐＨ１．８の薄い乳白色ゾル液が得
られた。

【００６１】さらにこの液に０．１Ｎのアンモニア水を
混合し、ｐＨ４．８とした後、純水で濾液に塩素イオン
が検出されなくなるまで洗浄した。上記で得られたジル
コニアゾルと実施例１のチタン酸水溶液を、ＴｉＯ₂／
ＺｒＯ₂＝１０となるように混合し、さらに固形分濃度
（ＴｉＯ₂／ＺｒＯ₂）が０．１重量％になるように純水
を加えて９５℃、６０時間加熱した。得られたゾルを濃
縮したところ、表１に示すようなゾルを得た。

【００６２】

【実施例１０】硫酸チタンを純水に溶解し、ＴｉＯ₂と
して５．０重量％を含む水溶液を得た。これに硫酸第２
鉄をＴｉＯ₂／Ｆｅ₂Ｏ₃＝９７／３（重量比）になるよ
うに加え、混合溶解した。この水溶液を攪拌しながら、
この水溶液に１５重量％のアンモニア水を徐々に添加し
て、ｐＨ＝８．７の茶褐色スラリー液を得た。このスラ
リーを濾過洗浄し、固形分濃度（ＴｉＯ₂＋Ｆｅ₂Ｏ₃）
が１０重量％の含水チタン酸ゲルのケーキを得た。

【００６３】このケーキ５．０kgに３５％過酸化水素水
５．７１kgと純水１４．０kgとを加えた後、８０℃で３
時間加熱し、ＴｉＯ₂として１．９４重量％の溶液２５k
gを得た。このチタン酸水溶液は、茶褐色透明でｐＨは
８．４であった。

【００６４】次にこの溶液に水４６０kgを加え、混合し
た後、１３０℃で８時間加熱した。溶液は最初淡茶褐色
であったが、８時間後には淡黄白色透明なゾル液となっ
た。得られたゾルを濃縮したところ表１に示すようなゾ
ルを得た。

【００６５】

【実施例１１】実施例１のチタン酸水溶液およびスズ酸
カリをＴｉＯ₂／ＳｎＯ₂＝９／１（重量比）、固形分濃
度（ＴｉＯ₂／ＳｎＯ₂）０．１重量％となるように純水
を加えて混合し、１３０℃、５時間加熱した。溶液は最
初黄褐色液であったが、５時間後には乳白色透明なゾル
となった。

【００６６】このようにして得られたゾル液を濃縮し、
表１に示すようなゾルを得た。

【００６７】

【実施例１２〜１４】実施例７においてＴｉＯ₂／Ｓｉ
Ｏ₂重量比がそれぞれ２０（実施例１２）、３０（実施
例１３）、８０（実施例１４）とした以外は実施例７と
同一条件で加水分解を行なったところ、表１に示すよう
な酸化チタンゾルを得た。

【００６８】第４図に実施例１３で得られた酸化チタン
粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す。

【００６９】

【実施例１５】実施例１３で得られた濃縮前の酸化チタ
ンゾルに、実施例１で得られたチタン酸水溶液を、Ｔｉ
Ｏ₂／ＳｉＯ₂＝１３０、固形分濃度０．１重量％となる
ように加えたのち、１００℃で８４時間加熱して濃縮し
たところ、表１に示すようなゾルを得た。

【００７０】

【実施例１６】実施例１のシリカゾルおよびチタン酸水
溶液を、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂＝３０、固形分濃度１．０重
量％となるように混合し、オートクレーブ中で１３０℃
で２時間加熱して得られた乳白色ゾルを濃縮したとこ
ろ、表１に示すようなゾルを得た。

【００７１】

【実施例１７】実施例２で得られた酸化チタンゾルを純
水で希釈し、ＴｉＯ₂濃度０．００５重量％に調整した
試料（試料Ａ）、および実施例７で得られた酸化チタン
ゾルを同様に０．００５重量％に調整して試料（試料
Ｂ）について、その紫外線領域に属する波長領域（２５
０〜約３６０ｎｍ）での吸光度と、紫外線領域の高波長
側と可視光線領域とを含む波長（約３７０〜６００ｎ
ｍ）での透過率とをそれぞれ測定した。

【００７２】比較のために、塩化チタンを気相酸化して
得られた酸化チタン微粒子（デグッサ社製エアロジル、
Ｐ−２５）をＴｉＯ₂濃度が０．００５重量％となるよ
うに純水に分散した試料（試料Ｃ）について、同様の測
定を行なった。その結果を第１図に示す。図中Ａ，Ｂ，
Ｃが吸光度、Ａ' ，Ｂ' ，Ｃ' が透過率である。なお、
測定は分光光度計（日立製作所製３３０型：幅１０ｍｍ
の透明石英セルを使用）で行った。

【００７３】図示されるように、実施例２および実施例
７の酸化チタンゾルから得た試料ＡおよびＢの光透過率
Ａ’およびＢ’は、紫外線領域の長波長側にある波長３
７０ｎｍにおいて９５％以上（Ａ’；９７．５％、
Ｂ’；９５％）であり、ここから可視光線領域の波長６
００ｎｍにわたって、波長の増加とともに単調に増加し
てほぼ１００％で安定した。そして、これら試料Ａおよ
びＢは、更に紫外線領域に属する波長２８０ｎｍにおい
て１．６以上の高い吸光度ＡおよびＢを示した。

【００７４】これに対し、比較のために示された試料Ｃ
の光透過率Ｃ’は、可視光線に属する長い波長４００ｎ
ｍにあっても６７％程度の透過率を示すに過ぎず、４０
０〜６００ｎｍの可視光線の波長領域において９０％未
満であった。また、試料Ｃは、波長２８０ｎｍにおいて
１．３程度の吸光度Ｃしか示さなかった。

【００７５】

【比較例１】実施例１で得られた含水チタン酸ゲルを純
水で希釈し、ＴｉＯ₂濃度が２．０重量％であるような
懸濁液を得た。これに０．１Ｎの塩酸をゾル状となるま
で徐々に添加した。得られたゾルを８０℃で１時間加熱
安定させた後、減圧下水分を蒸発させて解膠法により濃
縮ゾルを得た。このゾルは、２０重量％まで濃縮可能で
あったが、ｐＨは１．７と低く、また塩素イオンを２．
１重量％も含んだゾルであった。このゾルの特性を表１
に示す。

【００７６】また第５図にこのゾルから得られた酸化チ
タン粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る酸化チタンゾルおよび市販の酸
化チタンゾルの吸光度曲線および透過率曲線であり、図
中Ａ，Ｂ，Ａ' ，Ｂ' は本発明に係る酸化チタンゾルに
関するものであり、図中Ｃ，Ｃ' は市販の酸化チタンゾ
ルに関するものである。

【図２】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。

【図３】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。

【図４】 本発明に係る酸化チタン粒子の電子顕微鏡写
真である。

【図５】 比較例で得られる酸化チタン粒子の電子顕微
鏡写真である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子の長軸の長さＬが４〜５００ｍμであ
   り、短軸の長さＤが４〜１００ｍμであるような酸化チ
   タン粒子が分散媒中に分散され、ＬとＤの比Ｌ／Ｄの平
   均値を〔Ｌ／Ｄ〕_A としたとき、（１±０．３）×〔Ｌ
   ／Ｄ〕_A の範囲に全粒子の６０％以上が存在する酸化チ
   タンゾルであって、ＴｉＯ₂ 濃度を０．００５重量％に
   調整して測定したときに３７０〜６００ｎｍの波長領域
   での光透過率が９５％以上であることを特徴とする酸化
   チタンゾル。