JPWO2019146783A1 - 二酸化チタン水性分散体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
高い分散性を有し、凝集や粗粒の少ない二酸化チタン水性分散体及びその製造方法を提供する。高級脂肪酸又はその塩等の疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、アルカノールアミン等の塩基性化合物とを含み、pHが8.5〜13の範囲である。疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを混合して、前記水性分散体のpHを8.5〜13の範囲とする工程を有する。
Description
本発明は、二酸化チタン粒子の水性分散体及びその製造方法に関する。
粒子径が3〜200nm程度の二酸化チタン粒子は、可視光透過性、紫外線遮蔽性に優れ、且つ、高い安全性を有することから、化粧料、塗料、インキ、化学繊維、研磨用組成物などに用いられる。
このような微細な二酸化チタンは一次粒子が凝集し易いという性質があり、凝集した状態では、上記特性(可視光透過性、紫外線遮蔽性など)が低下してしまう。そこで、二酸化チタン粒子を分散媒に予め分散させたもの(分散体)を用意し、この分散体を、二酸化チタン粒子を各種用途に適用するために用いている。
例えば、特許文献1には、ステアリン酸などで疎水化処理された超微粒子二酸化チタンと、非イオン性界面活性剤とを含む水性分散体が記載されている。当該特許文献には、このような水性分散体は、電解質成分を含む組成物(化粧料など)に適用した場合でも、超微粒子二酸化チタンの凝集を抑制し、十分な可視光透過性と紫外線遮蔽性とを実現することができることが記載されている。
また、特許文献2には、シリコーンなどで撥水処理した紡錘状の超微粒子二酸化チタンと、HLB値が10〜17の分散剤とを含み、超微粒子二酸化チタン、分散剤及び水の含有量が分散体全量に対して80質量%以上である水性分散体が記載されている。当該特許文献には、このような水性分散体は、撥水処理した超微粒子二酸化チタンを水性分散媒中に均一に分散させることができ、この水性分散体を配合したO/W型乳化化粧料において、みずみずしい感触と優れた使用感を実現できることが記載されている。
また、特許文献2には、シリコーンなどで撥水処理した紡錘状の超微粒子二酸化チタンと、HLB値が10〜17の分散剤とを含み、超微粒子二酸化チタン、分散剤及び水の含有量が分散体全量に対して80質量%以上である水性分散体が記載されている。当該特許文献には、このような水性分散体は、撥水処理した超微粒子二酸化チタンを水性分散媒中に均一に分散させることができ、この水性分散体を配合したO/W型乳化化粧料において、みずみずしい感触と優れた使用感を実現できることが記載されている。
近年、化粧料の分野では、二酸化チタン水性分散体の更なる可視光透過性、紫外線遮蔽性の向上が求められており、これを実現するために、二酸化チタン一次粒子の凝集を更に抑制した高分散の二酸化チタン粒子の水性分散体が求められている。化粧料の分野に限らず、超微粒子酸化チタンの水分散体を用いる各種分野においても、高分散の水分散体の要請は存在する。このような要請には、上述したような従来の超微粒子二酸化チタンの水性分散体によって対応することが困難である。
本発明者らは、上記要請に対応すべく鋭意検討した結果、疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、所定の分散剤とを含む水性分散体において、そのpHを特定の範囲に設定することで、凝集や粗粒の少ない高分散の二酸化チタン水性分散体とすることができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本願発明は、
(1)疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを含み、pHが8.5〜13の範囲である、二酸化チタン水性分散体、
(2)前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、(1)に記載の二酸化チタン水性分散体、
(3)前記疎水性化合物は高級脂肪酸又はその塩である、(1)又は(2)に記載の二酸化チタン水性分散体、
(4)前記二酸化チタン粒子が不純物として鉛を含み、その鉛の含有量が3ppm以下である、(1)乃至(3)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(5)前記二酸化チタン粒子のアスペクト比が3以下の球状粒子である、(1)乃至(4)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(6)前記二酸化チタン粒子が、亜鉛、チタン、セリウム、鉄、珪素、及びアルミニウムの少なくとも一種の酸化物又は水酸化物で被覆されている二酸化チタン粒子の表面に疎水性化合物を有する、(1)乃至(5)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(7)疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを混合して、前記水性分散体のpHを8.5〜13の範囲とする工程を有する二酸化チタン水性分散体の製造方法、
(8)前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、(7)に記載の二酸化チタン水性分散体の製造方法、などである。
(1)疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを含み、pHが8.5〜13の範囲である、二酸化チタン水性分散体、
(2)前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、(1)に記載の二酸化チタン水性分散体、
(3)前記疎水性化合物は高級脂肪酸又はその塩である、(1)又は(2)に記載の二酸化チタン水性分散体、
(4)前記二酸化チタン粒子が不純物として鉛を含み、その鉛の含有量が3ppm以下である、(1)乃至(3)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(5)前記二酸化チタン粒子のアスペクト比が3以下の球状粒子である、(1)乃至(4)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(6)前記二酸化チタン粒子が、亜鉛、チタン、セリウム、鉄、珪素、及びアルミニウムの少なくとも一種の酸化物又は水酸化物で被覆されている二酸化チタン粒子の表面に疎水性化合物を有する、(1)乃至(5)のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体、
(7)疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを混合して、前記水性分散体のpHを8.5〜13の範囲とする工程を有する二酸化チタン水性分散体の製造方法、
(8)前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、(7)に記載の二酸化チタン水性分散体の製造方法、などである。
本発明によれば、高い分散性を有し、凝集や粗粒の少ない二酸化チタン水性分散体とすることができ、優れた可視光透過性、紫外線遮蔽性等の性能を有する。また、このような本発明の水性分散体は、使用場面に応じて電解質成分や塗料成分、若しくはインキ成分を添加したり、又は水性分散体のpHを変化させたりしても、二酸化チタン粒子の分散状態を維持し易い。従って、化粧料をはじめとした、各種組成物の製造に用いることができる。
本発明の水性分散体は二酸化チタン粒子を含む。二酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、3〜200nmのものが好ましく、5〜100nmのものがより好ましく、10〜100nmのものが更に好ましい。このような粒子径を有する二酸化チタン粒子は、可視光透過性が高く、且つ、紫外線遮蔽領域が好適となる。二酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の粒子径を計測し、その粒子径の平均値として算出する(これを、本願では「電子顕微鏡写真法」とも称する。)。
二酸化チタン粒子の形状は特に限定されず、球状、棒状、針状、紡錘状、板状等の任意の形状のものを用いることができる。球状以外の形状の場合の上記平均一次粒子径については、棒状、針状、紡錘状粒子の場合は短軸側の長さの平均で規定し、板状の場合は面の対角線長さの平均で規定する。二酸化チタン粒子の長軸径/短軸径をアスペクト比といい、3以下が好ましく、1〜2がより好ましい。二酸化チタン粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の長軸径/短軸径の平均値として算出する。
二酸化チタン粒子の結晶構造についても特に限定されず、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型などのものを用いることができる。光触媒活性を抑制する観点から、ルチル型のものを用いることが好ましい。二酸化チタン粒子は、二酸化チタン(TiO2)のほかに、メタチタン酸(TiO2・nH2O)、オルトチタン酸(Ti(OH)4)で表される化合物であってもよい。
二酸化チタン粒子は、各種公知の方法によって製造することができる。上述の比較的小さな平均一次粒子径を有する二酸化チタン粒子の製造方法としては、例えば、四塩化チタン水溶液をアルカリで中和加水分解し、得られた含水二酸化チタンを焼成する方法(これを、本願では「焼成法」とも称する。)や、四塩化チタン水溶液をアルカリで中和加水分解して得られた含水二酸化チタンを水酸化ナトリウムで加熱処理し、得られた反応生成物を酸で加熱熟成する方法(これを、本願では「湿式法」とも称する。)などを用いることができる。一般に、上記焼成法では球状の二酸化チタン粒子を得ることができ、上記湿式法では紡錘状の二酸化チタン粒子を得ることができる。また、焼成法、湿式法ともに、ルチル型の二酸化チタン粒子を得ることができる。また、焼成法で得られる二酸化チタン粒子は、アスペクト比が概ね3以下であり、好ましくは1〜2の球状粒子を得ることができる。
焼成法で得られる球状の二酸化チタン粒子は、焼成によって結晶性が向上し、光触媒活性が高度に抑制される。従って、光触媒活性を抑えることが求められる用途(例えば、化粧料など)においては、焼成法で得られる球状の二酸化チタン粒子を用いることが好ましい。
二酸化チタン粒子は、製造上不可避の各種不純物を含んでいてもよい。不純物元素としては、Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Zn、Zr、Ag、Pb、Cl、Nbなどが挙げられる。ここで、不純物元素のうち、鉛(Pb)の含有量は、TiO2の質量基準で3ppm以下であることが好ましい。鉛(Pb)をはじめとした不純物元素の含有量の測定は、原子吸光分光光度計を用いる。
本発明の二酸化チタン水性分散体を化粧料に用いる場合、鉛の含有量を非常に小さく(3ppm以下)とすることで、人体への影響を少なくすることができる。また、化粧料以外の用途で、本発明の二酸化チタン水性分散体を自然環境に放出するような使い方をする場合(例えば研磨用組成物など、使い捨てされるものに用いる場合)、環境に対する負荷を低減することができる。
本発明の二酸化チタン水性分散体を化粧料に用いる場合、鉛の含有量を非常に小さく(3ppm以下)とすることで、人体への影響を少なくすることができる。また、化粧料以外の用途で、本発明の二酸化チタン水性分散体を自然環境に放出するような使い方をする場合(例えば研磨用組成物など、使い捨てされるものに用いる場合)、環境に対する負荷を低減することができる。
鉛(Pb)の含有量が上記範囲である二酸化チタン粒子を効率よく得ることができる方法としては、上述の四塩化チタンを出発物質とした焼成法、あるいは湿式法などが挙げられる。
二酸化チタン粒子は、その粒子表面をその他の無機化合物で被覆したものであってもよい。被覆材料は公知の無機表面処理材料を用いることができ、例えば、亜鉛、チタン、セリウム、鉄、珪素、及びアルミニウムの内の少なくとも一種の酸化物又は水酸化物などを用いることができる。被覆量は、TiO2の質量基準で1%〜30%が好ましい。二酸化チタン粒子は、光触媒活性を有しているが、無機化合物を被覆すると光触媒活性を抑えることができ、そのような用途(例えば、化粧料など)においては、無機化合物を被覆したものが好ましい。
本発明の水性分散体における二酸化チタン粒子は、表面に疎水性化合物を有する。疎水性化合物は、二酸化チタン粒子の表面に存在して、二酸化チタン粒子と水との親和性を低下させるものであり、分子内に炭化水素基をもつ化合物がその代表である。疎水性化合物としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチル水素ポリシロキサン、有機変性シリコーンオイルなどのシロキサン類、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、フッ素系カップリング剤などのカップリング剤、高級脂肪酸又はその塩、高級アルコール、高級アルキル基を有するアミン等を用いることができる。
疎水性化合物としては、高級脂肪酸(炭素数C12以上の一価カルボン酸)又はその塩が好ましい。高級脂肪酸を用いることで、水性分散体中での二酸化チタン粒子の分散性をより向上させることができる。高級脂肪酸としては、飽和脂肪酸(ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸など)、不飽和脂肪酸(オレイン酸など)が挙げられるが、中でもステアリン酸が好ましい。高級脂肪酸の塩としては、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩が好ましい。
疎水性化合物の被覆量は、二酸化チタン粒子を均一に被覆できる程度であることが好ましい。具体的には、TiO2質量基準で0.5〜12%が好ましく、0.5〜8%がより好ましく、2〜5%がより一層好ましい。こうすることで、二酸化チタン粒子を均一に被覆することができ、水性分散体における十分な分散性及び経時安定性を確保することができる。また、被覆量が過剰とならないようにすることで、余分の疎水性化合物が遊離して、水性分散体に発泡が生ずることを防ぐことができる。疎水性化合物を二酸化チタン粒子の表面に被覆するには、疎水性化合物と二酸化チタン粒子を混合するなどして行うことができる。
上記疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子は、水性分散体中に10〜70質量%の割合で含ませることが好ましい。10質量%以上とすることで、本発明の水性分散体を各種水性組成物に配合する際の配合量を抑制することができ、70質量%以下とすることで、水性分散体の流動性を確保し、各種水性組成物に配合し易くすることができる。上限値は60質量%であることがより好ましく、55質量%以下であることが更に好ましい。また、下限値は、15質量%であることがより好ましく、20質量%であることが更に好ましい。更に水性分散体の生産効率の観点からすれば、下限値は25質量%であることがより一層好ましい。
本発明の水性分散体における疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子は、水性分散媒に分散させる。本発明における水性分散媒とは、水を主成分とするもの、すなわち、水の含有量が50質量%以上のものであり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは100質量%である。水は、二酸化チタン粒子の分散性向上の観点から純水が好ましい。水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の水に溶解する有機溶媒が挙げられる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤を含む。HLB(Hydrophilic−Lipophilic Balance)値とは、界面活性剤の水と油(水に不溶性の有機化合物)への親和性の程度を表す値であり、HLB値が10以上であると親水性が高くなる。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンヒマシ油、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油、ポリオキシアルキレンソルビトールテトラ脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン誘導体、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサン、ポリグリセリン基を有するオルガノポリシロキサン、糖鎖を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。本発明における非イオン性界面活性剤は、上に列挙した各種非イオン性界面活性剤のうち、HLB値が10以上、すなわち10〜20の範囲のものをいう。含有した非イオン性界面活性剤の疎水性基が二酸化チタン粒子の疎水性化合物と結合し、非イオン性界面活性剤の親水性基が水性分散媒の水分子のOH−と結合するなどの相互作用をして、二酸化チタン粒子を水性分散体中に均一且つ良好に分散させることができる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサン、ポリオキシアルキレン誘導体、又は、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを用いることが好ましい。例えば、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサンとしては、ポリエチレングリコールメチルエーテルジメチコン、ポリエチレングリコールジメチコンが挙げられる。ポリオキシアルキレン誘導体としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテルなどが挙げられる。ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとしては、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートなどが挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンヒマシ油、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油、ポリオキシアルキレンソルビトールテトラ脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン誘導体、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサン、ポリグリセリン基を有するオルガノポリシロキサン、糖鎖を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。本発明における非イオン性界面活性剤は、上に列挙した各種非イオン性界面活性剤のうち、HLB値が10以上、すなわち10〜20の範囲のものをいう。含有した非イオン性界面活性剤の疎水性基が二酸化チタン粒子の疎水性化合物と結合し、非イオン性界面活性剤の親水性基が水性分散媒の水分子のOH−と結合するなどの相互作用をして、二酸化チタン粒子を水性分散体中に均一且つ良好に分散させることができる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサン、ポリオキシアルキレン誘導体、又は、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを用いることが好ましい。例えば、ポリオキシアルキレン基を有するオルガノポリシロキサンとしては、ポリエチレングリコールメチルエーテルジメチコン、ポリエチレングリコールジメチコンが挙げられる。ポリオキシアルキレン誘導体としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテルなどが挙げられる。ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとしては、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートなどが挙げられる。
非イオン性界面活性剤のHLB値は、13〜19の範囲であることが好ましく、13〜16の範囲であることがより好ましい。このようなHLB値の非イオン性界面活性剤を用いることで、より分散性の高い水性分散体を実現することができる。
本発明におけるHLB値は、下記(1)式によって算出できる。
HLB値=20×親水部の式量の総和/非イオン性界面活性剤の分子量・・・(1)
尚、ポリオキシエチレン基のみを親水部として有する非イオン性界面活性剤の場合、式(1)は、下記式(2)のように言い換えることもできる。
HLB値=ポリオキシエチレン基の質量%/5・・・(2)
本発明におけるHLB値は、下記(1)式によって算出できる。
HLB値=20×親水部の式量の総和/非イオン性界面活性剤の分子量・・・(1)
尚、ポリオキシエチレン基のみを親水部として有する非イオン性界面活性剤の場合、式(1)は、下記式(2)のように言い換えることもできる。
HLB値=ポリオキシエチレン基の質量%/5・・・(2)
上記非イオン性界面活性剤は、水性分散体中に1〜10質量%の割合で含まれていることが好ましい。このような範囲とすることで、コストを抑制しつつ、二酸化チタン粒子を十分に水(水性分散媒)に分散させることができる。
本発明の水性分散体は、更に塩基性化合物を含む。本発明における塩基性化合物とは、少なくともその一部が水性分散体中で電離することにより、水性分散体のpHをアルカリ側にシフトさせる作用を有するものである。すなわち、本発明の塩基性化合物は、塩基性化合物そのものとして水性分散体中に存在するだけでなく、塩基性化合物が電離したイオンの形態や、その反応生成物の形態などで存在しうる。
このような塩基性化合物としては、塩基性の無機化合物や塩基性の有機化合物を用いることができる。塩基性の無機化合物としては、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、各種塩(炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、酢酸塩、あるいは塩化物)、アンモニア、アンモニウム塩などが挙げられる。具体的には、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。
塩基性の有機化合物としては、例えば、アルキルアミン、アルカノールアミン、第四級アンモニウム化合物などが挙げられる。アルキルアミンとしては、プロピルアミンなどが挙げられる。アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。第四級アンモニウム化合物としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどの水酸化物又は、塩化物、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの塩などが挙げられ、具体的には、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムなどの水酸化テトラアルキルアンモニウム、炭酸テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。
塩基性の有機化合物としては、例えば、アルキルアミン、アルカノールアミン、第四級アンモニウム化合物などが挙げられる。アルキルアミンとしては、プロピルアミンなどが挙げられる。アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。第四級アンモニウム化合物としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどの水酸化物又は、塩化物、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの塩などが挙げられ、具体的には、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムなどの水酸化テトラアルキルアンモニウム、炭酸テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、そのpHが8.5〜13の範囲であることを特徴とする。疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子、水性分散媒、及び非イオン性界面活性剤を含む水性分散体は、通常、中性付近のpH(pH6〜8程度)になるが、上記塩基性化合物を含有させて、そのpHが所定の範囲(8.5〜13)になるように調整する。すなわち、水性分散体に塩基性化合物が含まれることは、水性分散体のpHが8.5〜13の範囲内であることによって確認することができる。水性分散体のpHは、HORIBA社製 pHメータ D−51を用いて、20℃の温度条件下で測定する。塩基性化合物の濃度や添加量については特に限定されず、水性分散体のpHを上記範囲に調整可能な濃度、添加量であればよい。二酸化チタン水性分散体のpHは、8.5〜11の範囲であることが好ましく、二酸化チタン粒子の高い分散性を実現できる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、pHが上記の範囲であることにより、中性付近のpHを有する従来の水性分散体に対して、高い分散性を実現するものである。本発明の水性分散体の分散性は、水性分散体中での二酸化チタン粒子(二次粒子)の累積50%径(D50)や、粒子径が1μm以上であるものの累積頻度(これを、本願では「粗粒累積頻度」とも称する。)などを指標として、評価する。これらD50や粗粒累積頻度は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製:LA−950A2)を用いて測定した水性分散体中における二酸化チタン粒子の粒度分布から算出することができる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、二次粒子の累積50%径(D50)が75nm以下であることが好ましく、70nm以下であることがより好ましい。また、二次粒子の粒子径が1μm以上であるものの累積頻度(粗粒累積頻度)が10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、4.5%以下であることが更に好ましい。
特に、本発明の二酸化チタン水性分散体は、二次粒子の累積50%径(D50)が75nm以下であり、かつ、粗粒累積頻度が4.5%以下であることが好ましく、D50が70nm以下であり、かつ、粗粒累積頻度が3%以下であることがより好ましい。
また、本発明の二酸化チタン水性分散体は、電解質(塩)添加時に、二次粒子の粒子径が1μm以上であるものの累積頻度(粗粒累積頻度)が8%以下であることが好ましい。
特に、本発明の二酸化チタン水性分散体は、二次粒子の累積50%径(D50)が75nm以下であり、かつ、粗粒累積頻度が4.5%以下であることが好ましく、D50が70nm以下であり、かつ、粗粒累積頻度が3%以下であることがより好ましい。
また、本発明の二酸化チタン水性分散体は、電解質(塩)添加時に、二次粒子の粒子径が1μm以上であるものの累積頻度(粗粒累積頻度)が8%以下であることが好ましい。
一般に、水性分散体に含まれる二酸化チタン粒子の濃度が大きくなるほど、上記の累積50%径(D50)や粗粒累積頻度を小さく抑えることが困難となる。これに対して、本発明の二酸化チタン水性分散体では、二酸化チタン粒子の表面を疎水性化合物で処理すること、分散剤としてHLB値が10以上の非イオン性界面活性剤用いること、及び塩基性化合物を用いて分散体のpHを8.5〜13に調整することの組み合わせの効果によって、二酸化チタン粒子が比較的高濃度で含まれる場合(具体的には、25質量%〜55質量%程度)であっても、D50や粗粒累積頻度を上記の好ましい数値範囲に維持することができる。従って、高分散の二酸化チタン水性分散体を効率よく製造することが可能である。
また、本発明の二酸化チタン水性分散体は、電子顕微鏡法による平均一次粒子径(Da)と、二次粒子の累積50%径との比(D50/Da)の値が5以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、2以下であることが更に好ましい。
二酸化チタン水性分散体のpHを上記範囲に調整するための塩基性化合物としては、アルカノールアミンを用いることが好ましい。アルカノールアミンは、アルカン骨格にヒドロキシル基とアミノ基とを有する化合物のことをいう。アルカノールアミンを用いた場合、疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子と、特定の非イオン性界面活性剤とを含む水性分散体において、特に高い分散性を実現することができる。具体的には、上述の粗粒累積頻度を1%以下とすることができる。水性分散体中に塩基性化合物としてアルカノールアミンが含まれていることは、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS)によって確認することができる。
本発明の水性分散体は、疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子、上記の非イオン性界面活性剤、及び塩基性化合物に加え、消泡剤や防腐剤などの各種の添加剤を含有させることができる。消泡剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステルのソルゲン(登録商標)30(第一工業製薬社製)、エマルジョン型消泡剤のKM−73、KM−73A、KM−73E、KM−70、KM−72、KM−72F、KM−72S、KM−72FS(何れも信越化学社製)、シリコーン系消泡剤のBYK−044(BYK社製)等が挙げられる。中でもソルゲン(登録商標)30が好ましい。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを混合して、水性分散体のpHを8.5〜13の範囲とすることによって製造することができる。
本製造方法に用いる、二酸化チタン粒子、その粒子表面に存在させる疎水性化合物、水性分散媒、及びHLB値が10以上の非イオン性界面活性剤については、上述のものを用いることができる。また、塩基性化合物としても、上述のものを用いることができる。中でも、塩基性化合物としてアルカノールアミンを用いた場合、疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子と、特定の非イオン性界面活性剤とを含む水性分散体において、特に高い分散性を実現することができるので、本製造方法では、塩基性化合物としてアルカノールアミンを用いることが望ましい。
塩基性化合物の濃度や添加量については特に限定されず、上記pH範囲を実現できる濃度、添加量であればよい。また、水性分散体の調製にあたり、上記のものを混ぜる順番は特に限定されず、混ぜ方についても、公知の方法や機器を用いることができる。
本発明の水性分散体に対しては、二酸化チタン粒子の分散性を向上させる目的で、湿式粉砕処理を施してもよい。湿式粉砕処理は、ビーズミルやサンドミルなど、各種公知の湿式粉砕機を用いることができる。粉砕メディアとしては、ガラスビーズやジルコンビーズなどを用いることができる。
上記のようにpHの範囲を調整した二酸化チタン水性分散体は、これを適用する組成物の用途に応じて、適宜pHを再調整してもよい。例えば、本発明の水性分散体を化粧料に適用する場合、酸性化合物(硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、炭酸、シュウ酸、リン酸など)を用いて、pHを弱酸性〜弱アルカリ性(pH4.5〜8.5)に調整してもよい。本発明の二酸化チタン水性分散体は、pHを再調整した場合も再調整前の分散状態を高度に維持することができる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、非常に高い分散性を有し、且つ、電解質(塩)を添加したりpHを変化させたりした場合でも、その高い分散状態を維持する。従って、高い分散性が求められる各種組成物(化粧料、塗料、インキ、繊維、医薬品、研磨用組成物など)に配合するための水性分散体として、好適に用いることができる。
本発明の二酸化チタン水性分散体を用いた化粧料は、水性分散体と、任意の化粧料原料とを混合することによって製造できる。任意の化粧料原料としては、例えば、油剤、界面活性剤、保湿剤、高級アルコール、金属イオン封鎖剤、天然及び合成高分子、水溶性及び油溶性高分子、紫外線遮蔽剤、各種抽出液、顔料や有機染料等の色剤、防腐剤、酸化防止剤、色素、増粘剤、pH調整剤、香料、冷感剤、制汗剤、殺菌剤、皮膚賦活剤、各種粉体等の成分を用いることができる。これらを混合したものを、ローション状、クリーム状、ペースト状、スティック状、乳液状などの各種形態とすることができる。
本発明の水性分散体を用いた塗料は、二酸化チタン水性分散体と、各種の樹脂(例えば、ポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル−スチレン共重合体、繊維素樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂など)や溶媒、水などを混合することによって製造できる。
本発明の水性分散体を用いた研磨用組成物は、二酸化チタン水性分散体と、水性分散媒、研磨用組成物のpHを調整するための添加剤(酸又はその塩や、塩基又はその塩)、研磨対象物の表面を酸化させる酸化剤、研磨対象物の表面や砥粒表面に作用する水溶性高分子、研磨対象物の腐食を抑制する防食剤やキレート剤、その他の機能を有する防腐剤、防黴剤等などを混合することによって製造できる。
本発明を、実施例に基づいて更に詳細に説明する。本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子として、球状の超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−55(C))を準備した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が40nmであり、アスペクト比は1.3であった。
この二酸化チタン粒子は、その粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆したものであり、水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で3%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で3%であった。尚、このような二酸化チタン粒子の製造方法の詳細については、特開平7−247119号の実施例1に記載のとおりである。
また、この二酸化チタン粒子について、下記測定方法にて鉛の含有量を測定したところ、その含有量は3ppm未満であった。
疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子として、球状の超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−55(C))を準備した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が40nmであり、アスペクト比は1.3であった。
この二酸化チタン粒子は、その粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆したものであり、水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で3%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で3%であった。尚、このような二酸化チタン粒子の製造方法の詳細については、特開平7−247119号の実施例1に記載のとおりである。
また、この二酸化チタン粒子について、下記測定方法にて鉛の含有量を測定したところ、その含有量は3ppm未満であった。
<鉛含有量の測定方法>
1)秤量:試料(二酸化チタン粒子)0.500gを量りとり、硫酸アンモニウム15gを入れた500mlのトールビーカーに移し入れる。
2)溶解:少量の水を加えてスラリー状としたのち、硫酸(98%)30mlを加え、時計皿で覆い、ヒーター上で加熱して試料を溶解する。
3)希釈:放冷後、水約50mlを加えよく混合した後、全量を250mlフラスコに移し入れる。
4)定容:室温まで冷却後、標線まで水を加えてよく振りまぜる。
5)定量:この溶液について、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)を用いてファーネス法にて測定する。同時に作成した検量線よりPbを定量する。
1)秤量:試料(二酸化チタン粒子)0.500gを量りとり、硫酸アンモニウム15gを入れた500mlのトールビーカーに移し入れる。
2)溶解:少量の水を加えてスラリー状としたのち、硫酸(98%)30mlを加え、時計皿で覆い、ヒーター上で加熱して試料を溶解する。
3)希釈:放冷後、水約50mlを加えよく混合した後、全量を250mlフラスコに移し入れる。
4)定容:室温まで冷却後、標線まで水を加えてよく振りまぜる。
5)定量:この溶液について、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)を用いてファーネス法にて測定する。同時に作成した検量線よりPbを定量する。
純水42.95質量部と、分散剤としての非イオン性界面活性剤であるPEG−11メチルエーテルジメチコン(KF−6011:信越シリコーン社製、HLB値:14.5)6.75質量部とを混合した。混合液を撹拌しながら、この中に上記の疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子45.00質量部を徐々に投入し、ディスパーで十分に混合した。これに、塩基性化合物としてのモノエタノールアミン0.30質量部と、消泡剤としてのソルビタン脂肪酸エステル(ソルゲン(登録商標)30:第一工業化学社製)5.00質量部とを添加し、ビーズミル(シンマルエンタープライセズ社製 ダイノーミル MULTI LAB型)を用いて粉砕した。粉砕条件は以下のとおりである。
粉砕メディア:ジルコンビーズ(SAINT−GOBAN社製 ER120S 0.4/0.6mm)
粉砕強度:周速10m/s、流速120ml/min
以上のようにして得られた二酸化チタン水性分散体について、pHメータ(HORIBA社製 D−51)を用いて20℃の温度条件下でpHを測定したところ、pHは9.6であった。
粉砕メディア:ジルコンビーズ(SAINT−GOBAN社製 ER120S 0.4/0.6mm)
粉砕強度:周速10m/s、流速120ml/min
以上のようにして得られた二酸化チタン水性分散体について、pHメータ(HORIBA社製 D−51)を用いて20℃の温度条件下でpHを測定したところ、pHは9.6であった。
(実施例2)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤をPEG−9ジメチコン(KF−6013:信越シリコーン社製、HLB値:10.0)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤をPEG−9ジメチコン(KF−6013:信越シリコーン社製、HLB値:10.0)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
(実施例3)
実施例1において用いた塩基性化合物を17%アンモニア水溶液(0.62質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.4であった。
実施例1において用いた塩基性化合物を17%アンモニア水溶液(0.62質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.4であった。
(実施例4)
実施例1において用いた塩基性化合物を20%水酸化ナトリウム水溶液(0.35質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
実施例1において用いた塩基性化合物を20%水酸化ナトリウム水溶液(0.35質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
(実施例5)
実施例1において用いた塩基性化合物をジエタノールアミン(0.52質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.3であった。
実施例1において用いた塩基性化合物をジエタノールアミン(0.52質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.3であった。
(実施例6)
実施例1において用いた塩基性化合物をトリエタノールアミン(1.1質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは8.9であった。
実施例1において用いた塩基性化合物をトリエタノールアミン(1.1質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは8.9であった。
(実施例7)
実施例1において用いた塩基性化合物をプロピルアミン(0.33質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
実施例1において用いた塩基性化合物をプロピルアミン(0.33質量部)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.6であった。
(実施例8)
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、紡錘状の超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−S−4)に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「湿式法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が15nmであり、アスペクト比は6.1であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で13.0%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で10.5%であった。
このような疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.2であった。
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、紡錘状の超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−S−4)に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「湿式法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が15nmであり、アスペクト比は6.1であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で13.0%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で10.5%であった。
このような疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.2であった。
(実施例9)
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、球状で且つ比較的小さな粒子径である超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−51(C))に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が20nmであり、アスペクト比は2.4であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で13.3%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で4.8%であった。
純水60.13質量部と、分散剤としての非イオン性界面活性剤であるPEG−11メチルエーテルジメチコン(KF−6011:信越シリコーン社製、HLB値:14.5)7.34質量部とを混合した。混合液を撹拌しながら、この中に前記の疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子24.46質量部を徐々に投入し、ディスパーで十分に混合した。これに、塩基性化合物としてのモノエタノールアミン0.25質量部と、消泡剤としてのソルビタン脂肪酸エステル(ソルゲン(登録商標)30:第一工業化学社製)7.83質量部とを添加し、ビーズミル(シンマルエンタープライセズ社製 ダイノーミル MULTI LAB型)を用いて粉砕した。粉砕条件は実施例1の場合と同条件とした。このようにして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは8.9であった。
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、球状で且つ比較的小さな粒子径である超微粒子二酸化チタン(石原産業製:TTO−51(C))に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が20nmであり、アスペクト比は2.4であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にその上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で13.3%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で4.8%であった。
純水60.13質量部と、分散剤としての非イオン性界面活性剤であるPEG−11メチルエーテルジメチコン(KF−6011:信越シリコーン社製、HLB値:14.5)7.34質量部とを混合した。混合液を撹拌しながら、この中に前記の疎水性化合物を被覆した二酸化チタン粒子24.46質量部を徐々に投入し、ディスパーで十分に混合した。これに、塩基性化合物としてのモノエタノールアミン0.25質量部と、消泡剤としてのソルビタン脂肪酸エステル(ソルゲン(登録商標)30:第一工業化学社製)7.83質量部とを添加し、ビーズミル(シンマルエンタープライセズ社製 ダイノーミル MULTI LAB型)を用いて粉砕した。粉砕条件は実施例1の場合と同条件とした。このようにして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは8.9であった。
(実施例10)
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、球状で且つ比較的大きな粒子径である超微粒子酸化チタン(石原産業製:MPT−142)に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が80nmであり、アスペクト比は1.2であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にそ上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で2.1%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で1.2%であった。
このような二酸化チタン粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.7であった。
実施例1において用いた二酸化チタン粒子を、球状で且つ比較的大きな粒子径である超微粒子酸化チタン(石原産業製:MPT−142)に変更した。この二酸化チタン粒子は、上述の「焼成法」によって製造されたものであり、結晶型はルチル型であり、電子顕微鏡写真法による平均一次粒子径が80nmであり、アスペクト比は1.2であった。また、原子吸光分光光度計(島津製作所社製 AA−7000)で測定した当該二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
この二酸化チタンの粒子表面を水酸化アルミニウム(Al(OH)3)で被覆し、更にそ上からステアリン酸で被覆した。水酸化アルミニウムの被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で2.1%であり、ステアリン酸の被覆量(被覆に用いた処理量)はTiO2質量基準で1.2%であった。
このような二酸化チタン粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.7であった。
(実施例11)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート(Tween 60:東京化成工業社製、HLB値:15.0)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例11の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.2であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート(Tween 60:東京化成工業社製、HLB値:15.0)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例11の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.2であった。
(実施例12)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシアルキレンデシルエーテル(ノイゲン(登録商標)XL−140:第一工業化学社製、HLB値:15.9)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例12の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.0であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシアルキレンデシルエーテル(ノイゲン(登録商標)XL−140:第一工業化学社製、HLB値:15.9)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例12の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.0であった。
(実施例13)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(ノイゲン(登録商標)TDS−120:第一工業化学社製、HLB値:14.8)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例13の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.0であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(ノイゲン(登録商標)TDS−120:第一工業化学社製、HLB値:14.8)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例13の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.0であった。
(実施例14)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノイゲン(登録商標)EA−177:第一工業化学社製、HLB値:15.6)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例14の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノイゲン(登録商標)EA−177:第一工業化学社製、HLB値:15.6)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例14の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。
(実施例15)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノイゲン(登録商標)EA−157:第一工業化学社製、HLB値:14.3)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例15の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノイゲン(登録商標)EA−157:第一工業化学社製、HLB値:14.3)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、実施例15の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。
(実施例16)
実施例1の二酸化チタン粒子の構成を基本として、脂肪酸による被覆をステアリン酸からラウリン酸に変更したものを下記の方法で準備した。
四塩化チタン水溶液(TiO2換算で200g/l)を室温に保ちながら、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型のチタニアゾルを得た。このゾルを濾過、洗浄し、得られた洗浄ケーキを600℃で3時間焼成し、サンドミルで湿式粉砕して、二酸化チタン粒子のスラリーとした。
このスラリーを80℃に加熱して温度を保ち、よく撹拌しながら、二酸化チタンに対してAl2O3換算で4質量%のアルミン酸ナトリウムを添加し、20質量%硫酸を用いてスラリーのpHを7.5〜8.5とすることで、二酸化チタン粒子をアルミニウムの水和酸化物(アルミナ)で被覆した。更に、20質量%硫酸を用いてスラリーのpHを5程度とし、二酸化チタンに対してラウリン酸換算で5質量%のラウリン酸ナトリウムを添加し、1時間程度撹拌し、混合した後に、スラリーの温度を50℃以下まで冷却した。これを濾過、洗浄し、乾燥したのち、ハンマータイプミルで粉砕して、ラウリン酸被覆二酸化チタン粒子を得た。この二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
実施例1の二酸化チタン粒子の構成を基本として、脂肪酸による被覆をステアリン酸からラウリン酸に変更したものを下記の方法で準備した。
四塩化チタン水溶液(TiO2換算で200g/l)を室温に保ちながら、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型のチタニアゾルを得た。このゾルを濾過、洗浄し、得られた洗浄ケーキを600℃で3時間焼成し、サンドミルで湿式粉砕して、二酸化チタン粒子のスラリーとした。
このスラリーを80℃に加熱して温度を保ち、よく撹拌しながら、二酸化チタンに対してAl2O3換算で4質量%のアルミン酸ナトリウムを添加し、20質量%硫酸を用いてスラリーのpHを7.5〜8.5とすることで、二酸化チタン粒子をアルミニウムの水和酸化物(アルミナ)で被覆した。更に、20質量%硫酸を用いてスラリーのpHを5程度とし、二酸化チタンに対してラウリン酸換算で5質量%のラウリン酸ナトリウムを添加し、1時間程度撹拌し、混合した後に、スラリーの温度を50℃以下まで冷却した。これを濾過、洗浄し、乾燥したのち、ハンマータイプミルで粉砕して、ラウリン酸被覆二酸化チタン粒子を得た。この二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
上記のラウリン酸被覆二酸化チタン粒子を用いて、実施例1と同様の方法にて実施例16の二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。尚、実施例16では、下記の通り各成分の配合量を若干変更した。
純水:60.0質量部
PEG−11メチルエーテルジメチコン:4.5質量部
二酸化チタン粒子:30.0質量部
モノエタノールアミン:0.5質量部
ソルビタン脂肪酸エステル:5.0質量部
純水:60.0質量部
PEG−11メチルエーテルジメチコン:4.5質量部
二酸化チタン粒子:30.0質量部
モノエタノールアミン:0.5質量部
ソルビタン脂肪酸エステル:5.0質量部
(実施例17)
実施例1の二酸化チタン粒子の構成を基本として、上記実施例16において用いたラウリン酸ナトリウムをオレイン酸ナトリウムに変更すること以外は、実施例16と同様にして、オレイン酸被覆に酸化チタン粒子を得た。このオレイン酸被覆二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
オレイン酸被覆二酸化チタン粒子を用いて、実施例1と同様の方法にて二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。尚、実施例17の水性分散体の各成分の配合量は、実施例16と同じである。
実施例1の二酸化チタン粒子の構成を基本として、上記実施例16において用いたラウリン酸ナトリウムをオレイン酸ナトリウムに変更すること以外は、実施例16と同様にして、オレイン酸被覆に酸化チタン粒子を得た。このオレイン酸被覆二酸化チタン粒子の鉛の含有量は3ppm未満であった。
オレイン酸被覆二酸化チタン粒子を用いて、実施例1と同様の方法にて二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは9.1であった。尚、実施例17の水性分散体の各成分の配合量は、実施例16と同じである。
(比較例1−1)
実施例1において用いた塩基性化合物(モノエタノールアミン)の添加を省略し、塩基性化合物の未添加分(0.3質量部)を純水で置き換えたこと以外は、実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは6.3であった。
実施例1において用いた塩基性化合物(モノエタノールアミン)の添加を省略し、塩基性化合物の未添加分(0.3質量部)を純水で置き換えたこと以外は、実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは6.3であった。
(比較例1−2)
実施例9において用いた塩基性化合物(モノエタノールアミン)の添加を省略し、塩基性化合物の未添加分(0.25質量部)を純水で置き換えたこと以外は、実施例9と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは5.4であった。
実施例9において用いた塩基性化合物(モノエタノールアミン)の添加を省略し、塩基性化合物の未添加分(0.25質量部)を純水で置き換えたこと以外は、実施例9と同様にして、二酸化チタン水性分散体を得た。この水性分散体のpHは5.4であった。
(比較例2)
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、HLB値の低いPEG−32メチルエーテルジメチコン(KF−6004:信越シリコーン社製、HLB値:9.0)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体の製造を試みたが、ペースト状となり分散不可能で、二酸化チタン水性分散体を得られなかった。
実施例1において用いた非イオン性界面活性剤を、HLB値の低いPEG−32メチルエーテルジメチコン(KF−6004:信越シリコーン社製、HLB値:9.0)に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体の製造を試みたが、ペースト状となり分散不可能で、二酸化チタン水性分散体を得られなかった。
(比較例3)
実施例16においてラウリン酸ナトリウムを添加しないこと以外は、実施例16と同様にして、二酸化チタン粒子を得た。
この二酸化チタン粒子を用いること以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体の製造を試みたが、ペースト状となり分散不可能で、二酸化チタン水性分散体を得られなかった。
実施例16においてラウリン酸ナトリウムを添加しないこと以外は、実施例16と同様にして、二酸化チタン粒子を得た。
この二酸化チタン粒子を用いること以外は実施例1と同様にして、二酸化チタン水性分散体の製造を試みたが、ペースト状となり分散不可能で、二酸化チタン水性分散体を得られなかった。
(分散性の評価)
上述の各種実施例及び比較例の二酸化チタン水性分散体の分散性を評価する目的で、分散性の指標となる各種データを下記の方法で採取した。
上述の各種実施例及び比較例の二酸化チタン水性分散体の分散性を評価する目的で、分散性の指標となる各種データを下記の方法で採取した。
(二次粒子径(D50))
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−950A2)を用いて、各種実施例及び比較例の水性分散体における二酸化チタン粒子の粒子径(二次粒子径)の粒度分布を測定した。測定にあたり、分散媒(水)の屈折率は1.33とし、二酸化チタンの屈折率は2.75とした。溶媒にイオン交換水を用い、透過率(R)が75から85%の範囲となるように実施例又は比較例の水性分散体を添加して測定用サンプルを調製し、循環速度5、撹拌強度3、超音波照射なしの条件にて測定した。
この粒度分布における体積基準での累積50%径(メディアン径)を算出し、二酸化チタン水性分散体における二次粒子径(D50)とした。二次粒子径(D50)の値が小さいほど、水性分散体での二酸化チタン粒子の分散性が良いと考えられる。
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−950A2)を用いて、各種実施例及び比較例の水性分散体における二酸化チタン粒子の粒子径(二次粒子径)の粒度分布を測定した。測定にあたり、分散媒(水)の屈折率は1.33とし、二酸化チタンの屈折率は2.75とした。溶媒にイオン交換水を用い、透過率(R)が75から85%の範囲となるように実施例又は比較例の水性分散体を添加して測定用サンプルを調製し、循環速度5、撹拌強度3、超音波照射なしの条件にて測定した。
この粒度分布における体積基準での累積50%径(メディアン径)を算出し、二酸化チタン水性分散体における二次粒子径(D50)とした。二次粒子径(D50)の値が小さいほど、水性分散体での二酸化チタン粒子の分散性が良いと考えられる。
(粗粒累積頻度)
上記方法にて測定した粒度分布において、二酸化チタン粒子の粒子径(二次粒子径)が1μm以上のものの累積頻度(%)を算出し、二酸化チタン水性分散体における粗粒累積頻度とした。粗粒累積頻度の値が小さいほど、水性分散体での二酸化チタン粒子の分散性が良いと考えられる。
上記方法にて測定した粒度分布において、二酸化チタン粒子の粒子径(二次粒子径)が1μm以上のものの累積頻度(%)を算出し、二酸化チタン水性分散体における粗粒累積頻度とした。粗粒累積頻度の値が小さいほど、水性分散体での二酸化チタン粒子の分散性が良いと考えられる。
(電解質の影響評価)
各種実施例及び比較例の水性分散体に電解質(塩)を添加した場合の分散性に対する影響を評価した。但し、実施例2と12に関する当該評価結果は、表1に示していない。
具体的には、各種実施例及び比較例の二酸化チタン水性分散体の塩濃度が4質量%となるように、水性分散体に塩化ナトリウムを添加した。塩化ナトリウム添加後の水性分散体について、上記と同じ方法にて、二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度のデータを採取した。
各種実施例及び比較例の水性分散体に電解質(塩)を添加した場合の分散性に対する影響を評価した。但し、実施例2と12に関する当該評価結果は、表1に示していない。
具体的には、各種実施例及び比較例の二酸化チタン水性分散体の塩濃度が4質量%となるように、水性分散体に塩化ナトリウムを添加した。塩化ナトリウム添加後の水性分散体について、上記と同じ方法にて、二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度のデータを採取した。
水性分散体の分散性、及び電解質の影響に関する評価結果を表1に示す。但し、実施例10と比較例2と3の評価結果は、表1に示していない。表1中の塩基性化合物のアルファベット表記のうち、MEAはモノエタノールアミン、DEAはジエタノールアミン、TEAはトリエタノールアミン、PAはプロピルアミンを表している。
表1において、まず実施例1、2及び比較例1−1に着目する。実施例1、2の二酸化チタン水性分散体では、電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)において、二次粒子径(D50)が、比較例1−1の同等以下となっていることが分かる。また、粗粒累積頻度についても、比較例1−1の水性分散体よりも小さくなっていることが分かる。このように、実施例1、2の二酸化チタン水性分散体では、比較例1−1の水性分散体と比べて分散性が向上している。このことは、水性分散体中の塩基性化合物の存在、及びこれによる水性分散体のpH(8.5〜13の範囲)に起因するものと考えられる。
中でも、実施例1の水性分散体では、電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)の粗粒累積頻度が非常に小さい値(具体的には頻度0%)となっている。このことは、実施例2との比較から、上記要因に加えて、非イオン性界面活性剤にHLB値が高め(13以上)のものを用いていることに起因すると考えられる。
また、電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)において、実施例1の水性分散体は、電解質(塩)添加前の分散状態を高度に維持していることが分かる。このことは非イオン性界面活性剤にHLB値が高め(13以上)のものを用いていることに起因すると考えられる。
中でも、実施例1の水性分散体では、電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)の粗粒累積頻度が非常に小さい値(具体的には頻度0%)となっている。このことは、実施例2との比較から、上記要因に加えて、非イオン性界面活性剤にHLB値が高め(13以上)のものを用いていることに起因すると考えられる。
また、電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)において、実施例1の水性分散体は、電解質(塩)添加前の分散状態を高度に維持していることが分かる。このことは非イオン性界面活性剤にHLB値が高め(13以上)のものを用いていることに起因すると考えられる。
実施例1と2では、非イオン性界面活性剤としてそれぞれPEG−11メチルエーテルジメチコンとPEG−9ジメチコンを用いているが、同程度のHLB値を有する他の非イオン性界面活性剤を用いた場合(実施例11〜15)であっても、同様に高い分散状態を維持することができることが分かる。また、実施例1、2では、疎水性化合物としてステアリン酸を用いているが、他の脂肪酸(ラウリン酸、オレイン酸)を用いた場合(実施例16、17)であっても同様に高い分散状態を維持することができることが分かる。事実、実施例11〜17でも、電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度が、実施例1と同様、比較例1−1の水性分散体よりも小さく(特に、粗粒累積頻度は、実施例1と同様、0%と非常に小さい)、しかも、電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度も、実施例1と同様、比較例1−1の電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)での水性分散体の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度よりも小さい。
次に、実施例1及び実施例3〜7に着目する。これらの実施例では、二酸化チタン水性分散体のpHを上記所定範囲とするための塩基性化合物に各種の化合物を用いているが、何れのものも、二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度が十分に小さな値となっており、高い分散性が得られることが分かる。この高い分散性は、電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)でも高度に維持されることが分かる。事実、実施例1及び実施例3〜7では、電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度が、比較例1−1の電解質(塩)を添加しない状態(塩添加前)の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度よりも小さく、しかも、電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度も、比較例1−1の電解質(塩)を添加した状態(塩添加時)での水性分散体の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度よりも小さい。
ここで、特に実施例1、5及び6の二酸化チタン水性分散体では、電解質(塩)添加の有無に関わらず、粗粒累積頻度が非常に小さい値(具体的には、電解質(塩)添加前では、頻度0%で、電解質(塩)添加時でも2%以下)となっている。このことは、塩基性化合物としてアルカノールアミン系の化合物を用いていることに起因するものと考えられる。
ここで、特に実施例1、5及び6の二酸化チタン水性分散体では、電解質(塩)添加の有無に関わらず、粗粒累積頻度が非常に小さい値(具体的には、電解質(塩)添加前では、頻度0%で、電解質(塩)添加時でも2%以下)となっている。このことは、塩基性化合物としてアルカノールアミン系の化合物を用いていることに起因するものと考えられる。
更に、実施例8に着目すると、紡錘状など、球状以外の形状の二酸化チタン粒子を用いた場合であっても、上述の各種実施例と同様に高い分散性を発揮できることが分かる。
更に加えて、実施例9に着目すると、二酸化チタン粒子として、粒子径(平均一次粒子径)が比較的小さなものを用いた場合であっても、上述の各種実施例と同様に高い分散性が得られることが分かる。事実、実施例9では、電解質(塩)添加前の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度が、比較例1−2(実施例9と同じ小粒径の二酸化チタン粒子を用いたもの)の水性分散体の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度よりも小さく、この傾向は、電解質(塩)添加時も同様である。尚、実施例9では、電解質(塩)添加前の粗粒累積頻度が比較例1−1よりも大きくなっている。これは、実施例9で用いた二酸化チタン粒子が上述の「焼成法」で製造された球状粒子であり、かつ、比較例1−1で用いたものよりも粒子径(平均一次粒子径)が小さいことにより、溶液中で粒子が凝集しやすく粗粒が生じやすいためである。また、実施例10では、二酸化チタン粒子として、粒子径(平均一次粒子径)が比較的大きなものを用いた場合でも同様の効果が得られることが分かった(データ掲載略)。
更に加えて、実施例9に着目すると、二酸化チタン粒子として、粒子径(平均一次粒子径)が比較的小さなものを用いた場合であっても、上述の各種実施例と同様に高い分散性が得られることが分かる。事実、実施例9では、電解質(塩)添加前の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度が、比較例1−2(実施例9と同じ小粒径の二酸化チタン粒子を用いたもの)の水性分散体の二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度よりも小さく、この傾向は、電解質(塩)添加時も同様である。尚、実施例9では、電解質(塩)添加前の粗粒累積頻度が比較例1−1よりも大きくなっている。これは、実施例9で用いた二酸化チタン粒子が上述の「焼成法」で製造された球状粒子であり、かつ、比較例1−1で用いたものよりも粒子径(平均一次粒子径)が小さいことにより、溶液中で粒子が凝集しやすく粗粒が生じやすいためである。また、実施例10では、二酸化チタン粒子として、粒子径(平均一次粒子径)が比較的大きなものを用いた場合でも同様の効果が得られることが分かった(データ掲載略)。
(pH変化の影響評価)
実施例の二酸化チタン水性分散体のpHを変化させた場合の分散性に対する影響を評価した。具体的には、実施例1を代表例として、この水性分散体のpHが9、7及び3となるように、水性分散体に硫酸を添加した。各pHに調整後の水性分散体について、上記と同じ方法にて、二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度のデータを採取した。その結果を表2に示す。
実施例の二酸化チタン水性分散体のpHを変化させた場合の分散性に対する影響を評価した。具体的には、実施例1を代表例として、この水性分散体のpHが9、7及び3となるように、水性分散体に硫酸を添加した。各pHに調整後の水性分散体について、上記と同じ方法にて、二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度のデータを採取した。その結果を表2に示す。
表2に示されるように、実施例1の水性分散体は、pHを変更した場合でも、当初pHでの二次粒子径(D50)及び粗粒累積頻度を高度に維持し、高い分散性を維持することが分かる。このような傾向は、実施例1に限らず、他の実施例についても同様である(データ掲載略)。
比較例1−1、及び比較例1−2の水性分散体についても、pHを変更した場合に当初の分散性を維持することは同様である(データ掲載略)。一方で、上述したように、当初pHでの分散性は本実施例の水性分散体のほうが優れているので、pH変更後の水性分散体の分散性についても、本実施例のもののほうが優れている。
比較例1−1、及び比較例1−2の水性分散体についても、pHを変更した場合に当初の分散性を維持することは同様である(データ掲載略)。一方で、上述したように、当初pHでの分散性は本実施例の水性分散体のほうが優れているので、pH変更後の水性分散体の分散性についても、本実施例のもののほうが優れている。
(透過率特性の評価)
各種実施例及び比較例の水性分散体の可視光透過性及び紫外線遮蔽性(2つをまとめて透過率特性と呼ぶ)について、以下の方法で評価した。
各種実施例及び比較例の水性分散体について、1万倍希釈溶液を調製した。具体的にはサンプル約1gを精秤し、イオン交換水を加えて100倍に希釈し、充分に撹拌した。更にこの希釈液1gを採取し、イオン交換水を加え100倍に希釈し撹拌して試験試料とした。
これらの試料について、10mm角石英セルに入れて、分光光度計(日本分光株式会社製:V−660)を用いて、波長300nm〜750nm(可視光〜紫外光領域)の吸光度を測定した。その結果を表3に示す。表3には、可視光領域での代表的な吸光度として550nmでの吸光度(A)を示しており、紫外光A領域での代表的な吸光度として350nmでの吸光度(B)を示しており、紫外光B領域での代表的な吸光度として300nmでの吸光度(C)を示している。また、表3には、可視光領域での吸光度と紫外光領域での吸光度との比((B)/(A)及び(C)/(A))を併せて示している。
各種実施例及び比較例の水性分散体の可視光透過性及び紫外線遮蔽性(2つをまとめて透過率特性と呼ぶ)について、以下の方法で評価した。
各種実施例及び比較例の水性分散体について、1万倍希釈溶液を調製した。具体的にはサンプル約1gを精秤し、イオン交換水を加えて100倍に希釈し、充分に撹拌した。更にこの希釈液1gを採取し、イオン交換水を加え100倍に希釈し撹拌して試験試料とした。
これらの試料について、10mm角石英セルに入れて、分光光度計(日本分光株式会社製:V−660)を用いて、波長300nm〜750nm(可視光〜紫外光領域)の吸光度を測定した。その結果を表3に示す。表3には、可視光領域での代表的な吸光度として550nmでの吸光度(A)を示しており、紫外光A領域での代表的な吸光度として350nmでの吸光度(B)を示しており、紫外光B領域での代表的な吸光度として300nmでの吸光度(C)を示している。また、表3には、可視光領域での吸光度と紫外光領域での吸光度との比((B)/(A)及び(C)/(A))を併せて示している。
表3に示されているように、本実施例の二酸化チタン水性分散体(二酸化チタン粒子の濃度が比較例1−1と同じ45質量%である実施例1〜15)は、比較例1−1の水性分散体と比べて、可視光領域での吸光度(A)が低くなっており、可視光の透過性が高いことが分かる。一方で、紫外光領域での吸光度((B)又は(C))は高くなっており、紫外光の遮蔽性が高いことが分かる。このような透過率特性は、実施例における可視光領域での吸光度と紫外光領域での吸光度との比((B)/(A)及び(C)/(A))が比較例1−1よりも大きな値となっていることにも表れている。実施例16、17は、他の実施例、比較例と比べてもともとの水分散体の濃度が少し小さいので吸光度は参考値であるが、吸光度比については比較例1−1よりも大きな値となっていることが分かる。
すなわち、本発明の二酸化チタン水性分散体は、上述した高い分散性を有することにより、良好な可視光透過性と高い紫外線遮蔽性を実現していることが分かる。
すなわち、本発明の二酸化チタン水性分散体は、上述した高い分散性を有することにより、良好な可視光透過性と高い紫外線遮蔽性を実現していることが分かる。
本発明の二酸化チタン水性分散体は、高い分散性を有し、電解質(塩)を添加したりpHを変化させたりした場合でも、その高い分散状態を維持する。従って、高い分散性が求められる各種組成物に配合するための二酸化チタン水性分散体として有用である。
Claims (8)
- 疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを含み、pHが8.5〜13の範囲である、二酸化チタン水性分散体。
- 前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、請求項1に記載の二酸化チタン水性分散体。
- 前記疎水性化合物は高級脂肪酸又はその塩である、請求項1又は請求項2に記載の二酸化チタン水性分散体。
- 前記二酸化チタン粒子が不純物として鉛を含み、その鉛の含有量が3ppm以下である、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体。
- 前記二酸化チタン粒子のアスペクト比が3以下の球状粒子である、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体。
- 前記二酸化チタン粒子が、亜鉛、チタン、セリウム、鉄、珪素、及びアルミニウムの少なくとも一種の酸化物又は水酸化物で被覆されている二酸化チタン粒子の表面に疎水性化合物を有する、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の二酸化チタン水性分散体。
- 疎水性化合物を表面に有する二酸化チタン粒子と、水性分散媒と、HLB値が10以上の非イオン性界面活性剤と、塩基性化合物とを混合して、前記水性分散体のpHを8.5〜13の範囲とする工程を有する、二酸化チタン水性分散体の製造方法。
- 前記塩基性化合物はアルカノールアミンである、請求項7に記載の二酸化チタン水性分散体の製造方法。
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