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公開番号2024019814
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-14
出願番号2022122513
出願日2022-08-01
発明の名称酸化チタン中空粒子組成物
出願人日本化薬株式会社
代理人
主分類C01G 23/053 20060101AFI20240206BHJP(無機化学)
要約【課題】
本発明は、中空酸化チタン粒子を使用し、フィルターで目詰まりを生じず、良好な濾過性を有する分散液及びインクを実現するものである。
【解決手段】
(A)酸化チタン中空粒子、及び(B)酸化チタン中実粒子を含有する組成物であって、より好ましくは前記(A)の外径をXnm、前記(B)の外径をYnmとした場合、Y/Xの値が0.65以上1.5以下である組成物、該組成物を含有する分散液、及びインクジェット用インク。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）酸化チタン中空粒子、及び（Ｂ）酸化チタン中実粒子を含有する組成物。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記（Ａ）の外径をＸｎｍ、前記（Ｂ）の外径をＹｎｍとした場合、Ｙ／Ｘの値が０．６５以上１．５以下である請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）の含有量に対する前記（Ｂ）の含有量が０．１質量％以上１００質量％以下である請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）の中空径をＺｎｍとした場合に、Ｚ／Ｘの値が０．５０以上０．９５以下である請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
前記（Ａ）の外径Ｘｎｍが５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項６】
前記（Ａ）がルチル型酸化チタンである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項７】
前記（Ａ）が、粒子中にシリカを含有する請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項８】
前記（Ａ）中のシリカの含有率が、０．５質量％以上１４．０質量％以下である請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
（Ｉ）請求項１又は２に記載の組成物、及び（ＩＩ）溶剤又は（ＩＩＩ）硬化性樹脂を含有する分散液。
【請求項１０】
更に（ＩＶ）分散剤を含有する請求項９に記載の分散液。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化チタン中空粒子組成物とそれを含有する分散液およびその用途に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
中空粒子は、内部に空孔を有する粒子である。従来、中空粒子は、空孔に種々の機能物質を内包させたマイクロカプセルとして広く利用されている。また、中空粒子は、空孔に起因する光散乱特性を有するため、紙、繊維、皮革、ガラス、金属等へのコーティング剤や、インク、塗料、化粧品などにおいて、光輝性、光沢性、不透明性、白色性等の性能を付与する光散乱剤又は光散乱助剤として有用である。さらに、中空粒子は、屈折率の調整剤、軽量化剤、遮音材、断熱材等としての利用も期待されている。例えば特許文献１、２にはシリカやアルミナを含有する中空粒子が開示されている。
【０００３】
中空粒子の中でも、シリカや、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物を含有する中空粒子は、構造安定性及び化学的安定性に優れることから工業的に有用であり、軽量化材、白色顔料としての応用が期待されている。特に、酸化チタンを含有する中空粒子は、高屈折率であること、触媒活性を有すること等の理由から、光散乱材料や触媒材料として有用とされている。特許文献３には、粒径を制御した中空酸化チタンの製造方法が開示されている。
【０００４】
しかし、先述の中空酸化チタン粒子を使用した分散液及びインクを作製した場合、フィルターで目詰まりを生じ、濾過性が著しく損なわれてしまうという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－４３７８８号公報
特開２０１０－１２０７８６号公報
国際公開２０１９／１１７０７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みたものであり、濾過性を改善した酸化チタン中空粒子の組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、（Ａ）酸化チタン中空粒子と（Ｂ）酸化チタン中実粒子を組み合わせた粒子の組成物とすることで、上記課題を解決できることを見出した。
即ち、本発明は、以下１）～１１）に関するものである。
１）
（Ａ）酸化チタン中空粒子、及び（Ｂ）酸化チタン中実粒子を含有する組成物。
２）
前記（Ａ）の外径をＸｎｍ、前記（Ｂ）の外径をＹｎｍとした場合、Ｙ／Ｘの値が０．６５以上１．５以下である上記１）に記載の組成物。
３）
上記（Ａ）の含有量に対する前記（Ｂ）の含有量が０．１質量％以上１００質量％以下である上記１）又は２）に記載の組成物。
４）
上記（Ａ）の中空径をＺｎｍとした場合に、Ｚ／Ｘの値が０．５０以上０．９５以下である上記１）乃至３）のいずれか一項に記載の組成物。
５）
上記（Ａ）の外径Ｘｎｍが５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である上記１）乃至４）のいずれか一項に記載の組成物。
６）
上記（Ａ）がルチル型酸化チタンである上記１）乃至５）のいずれか一項に記載の組成物。
７）
上記（Ａ）が、粒子中にシリカを含有する上記１）乃至６）のいずれか一項に記載の組成物。
８）
上記（Ａ）中のシリカの含有率が、０．５質量％以上１４．０質量％以下である上記７）に記載の組成物。
９）
（Ｉ）上記１）乃至８）のいずれか一項に記載の組成物、及び（ＩＩ）溶剤又は（ＩＩＩ）硬化性樹脂を含有する分散液。
１０）
更に（ＩＶ）分散剤を含有する上記９）に記載の分散液。
１１）
上記９）に記載の分散液を含有するインクジェット用インク。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、濾過性に優れた酸化チタン中空粒子及び酸化チタン中実粒子の組成物を調製できる。また当該組成物は、例えば粉末化粧料として使用した場合に光輝性、光沢性に優れ、また着色剤として含有させた場合に隠ぺい性が良好な白インクを得ることが可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［（Ａ）酸化チタン中空粒子］
本発明の組成物に含有される（Ａ）酸化チタン中空粒子は内部に空孔が形成され、殻が酸化チタンで形成されている球状、略球状、凹凸状、異形状等の粒子であり、球状又は略球状である場合が好ましく、球状である場合が更に好ましい。また中空粒子内部の空孔は、空孔を球と見なしたときに真円度が高いものが好ましい。また該酸化チタンはルチル型である場合が好ましい。なお酸化チタン中空粒子は以下単に、中空酸化チタンとして表現される場合もある。
ルチル型酸化チタンは、光触媒機能が低い、屈折率が高いので波長に対する反射率を制御できる点において優れる。なお本明細書中においてルチル型酸化チタンとは、ルチル化率が８０質量％以上である場合と定義するが、好ましくは８５質量％～１００質量％、より好ましくは９０質量％～１００質量％である。なお当該割合はＸ線回折ピークから算出される値であり、詳細は実施例においてＦＲ値として説明する。
また本実施形態に用いるルチル型酸化チタン中空粒子は、単結晶である場合が好ましい。酸化チタンが単結晶であることは、公知の方法で確認することができる。公知の方法としては、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して、単粒子の電子回折像を測定する方法が挙げられる。本明細書において「単結晶」とは、単粒子の電子回折像がスポット像であることを意味する。
【００１０】
［シリカ］
本発明の組成物に用いられる中空酸化チタンは、その殻にシリカが併存する場合が好ましい。このシリカは結晶性であってもアモルファスであってもよいが、アモルファスであることが好ましい。シリカがアモルファスであることは、公知の方法で確認することができる。公知の方法としては、例えば、Ｘ線回折装置等を使用して、シリカ結晶（例えばα－ＳｉＯ
２
）に由来する回折ピークを測定する方法が挙げられる。本明細書において「アモルファス」とは、結晶に由来する明確な回折ピークが現れないことを意味する。
また、（Ａ）酸化チタン中空粒子中にシリカを有する場合、酸化チタンの含有率が７０．０質量％以上９９．５質量％以下であることが好ましい。酸化チタンの含有率の上限としてより好ましい値は、順に９９．０質量％、９８．５質量％であり、特に好ましくは９８．０質量％である。また下限としてより好ましい値は、７５．０質量％、８０．０質量％、８５．０質量％、９０．０質量％、９５．０質量％、９５．５質量％、９６．０質量％、９６．５質量％であり、特に好ましくは９７．０質量％である。従って、酸化チタンの含有率として最も好ましくは９７．０質量％以上９８．０質量％以下である。
また、本実施形態に係る中空粒子は、シリカの含有率が０．５質量％以上３０．０質量％以下であることが好ましい。シリカの含有率の上限としてより好ましい値は、順に２５．０質量％、２０．０質量％、１５．０質量％、１０．０質量％、５．０質量％、４．５質量％、４．０質量％、３．５質量％であり、特に好ましくは３．０質量％である。また下限としてより好ましい値は、０．５質量％、１．０質量％、１．５質量％であり、特に好ましくは２．０質量％である。従って、シリカの含有率として最も好ましくは２．０質量％以上３．０質量％である。
中空粒子が含有する酸化チタン及びシリカの含有率は、中空粒子を製造する際の酸化チタン前駆体及びシリカ前駆体が、１００％の変換率で酸化チタン及びシリカに変換されたものとして算出する。これらの含有率を算出するときは、小数点以下２桁目を四捨五入して、小数点以下１桁目までを記載する。
なお、この中空粒子は、中空構造を有する酸化チタン層とシリカ層の境界は複合酸化物となっていても良い。なおシリカがこの範囲であることにより、ブルーライトである波長４００～５００ｎｍの透過率を効率的に遮蔽することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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