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公開番号2024051854
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022158222
出願日2022-09-30
発明の名称光触媒活性が低い粒子およびその製造方法、並びに粒子の分散液、塗布液、膜付基材の製造方法
出願人日揮触媒化成株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類C01G 23/00 20060101AFI20240404BHJP(無機化学)
要約【課題】酸化チタンの含有率が高く、光触媒活性が低い粒子を提供することにある。
【解決手段】本発明の粒子は、酸化チタンを含むコアが酸化チタンと添加元素を含むシェルで覆われており、添加元素は酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素である。シェルに含まれる添加元素(M)とチタン(Ti)の重量比(M/Ti)は0.001～0.5である。粒子は酸化チタンをTiO₂換算で80重量%以上含む。シェルに含まれるスズとチタンの比(Sn/Ti)を0.005以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化チタンを含むコアが酸化チタンと添加元素を含むシェルで覆われている粒子であり、
前記添加元素は酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素であり、
前記コアには前記添加元素の酸化物が０．０１重量％未満しか含まれておらず、
前記シェルに含まれる前記添加元素とチタンの比（Ｍ／Ｔｉ）が０．００１～０．５であり、
酸化チタンをＴｉＯ
２
換算で８０重量％以上含む粒子。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
酸化スズと酸化チタンを含むコアが酸化チタンと添加元素を含むシェルで覆われている粒子であり、
前記添加元素は酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素であり、
前記コアと前記シェルの結晶構造がルチル型であり、
前記コアに含まれるスズ（Ｓｎ）とチタン（Ｔｉ）の比（Ｓｎ／Ｔｉ）が０．０１～０．２であり、
前記シェルに含まれるスズ（Ｓｎ）とチタン（Ｔｉ）の比（Ｓｎ／Ｔｉ）が０．００５以下であり、
前記シェルに含まれる前記添加元素（Ｍ）とチタン（Ｔｉ）の比（Ｍ／Ｔｉ）が０．００１～０．５であり、
酸化チタンをＴｉＯ
２
換算で８０重量％以上含む粒子。
【請求項３】
前記添加元素として、鉄またはニッケルの少なくとも一方と、ジルコニウムまたはマグネシウムの少なくとも一方と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の粒子。
【請求項４】
前記シェルの厚さが１～５ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の粒子。
【請求項５】
Ｘ線構造解析により測定した結晶子径が７ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の粒子。
【請求項６】
請求項１または２に記載の粒子と、溶媒と、を含む分散液。
【請求項７】
チタンとスズを除く添加元素とチタンとを含む添加元素含有化合物の第一分散液を準備する工程と、
酸化チタンを含むコアの第一ゾルを準備する工程と、
前記第一分散液と、前記第一ゾルと、を混合することにより、第一混合液を調製する工程と、
前記第一混合液を８０℃以上にする工程と、を備え、
前記添加元素は酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素であることを特徴とする粒子の製造方法。
【請求項８】
請求項１と２に記載の粒子と、請求項７に記載の製造方法により得られた粒子のうち少なくとも一つと、表面処理剤と、バインダと、溶媒と、を含む塗布液。
【請求項９】
請求項８に記載の塗布液を用いて基材上に膜を形成することを特徴とする膜付基材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒活性が低い粒子とその製造方法等に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、屈折率の高い酸化物粒子は高屈折率膜等に利用されている。粒子や膜の屈折率は、粒子中に存在する元素やその含有率に依る。例えば、酸化チタン粒子を含む膜は屈折率が高いことが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
酸化チタン粒子は光触媒活性が高い。酸化チタン粒子を含む膜に光が当たると、光触媒活性により膜が損傷し易い（すなわち、膜の耐光性が低くなる）。そのため、光触媒活性の低い粒子が求められている。鉄等の元素を酸化チタン粒子に添加することにより、粒子の光触媒活性が低くなることが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－４２９４７号公報
国際公開第２０１８／１８１２４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、酸化チタン粒子を用いて膜を形成しているが、酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素が酸化チタン粒子に含まれていない。粒子表面に光触媒活性の低い酸化物を被複することにより、酸化チタン粒子の光触媒活性を低くしているものの、被複した酸化物の分だけ粒子の屈折率が低くなってしまう。
【０００６】
特許文献２では、鉄や珪素等を含む酸化チタン粒子を調製しているので、酸化チタン粒子の光触媒活性は低い。しかし、チタン以外の元素の含有率が高いため、酸化チタン粒子の屈折率が低くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、酸化チタンの含有率が高く、光触媒活性が低い粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の粒子は、酸化チタンを含むコアが酸化チタンと添加元素を含むシェルで覆われており、添加元素は酸化チタンの光触媒活性を低下させる元素である。シェルに含まれる添加元素（Ｍ）とチタン（Ｔｉ）の重量比（Ｍ／Ｔｉ）は０．００１～０．５である。粒子は酸化チタンをＴｉＯ
２
換算で８０重量％以上含む。シェルに含まれるスズとチタンの比（Ｓｎ／Ｔｉ）を０．００５以下である。
【０００９】
本発明の粒子の製造方法は、添加元素とチタンとを含む添加元素含有化合物の水分散液を準備する工程と、酸化チタンを含むコアの水分散液を準備する工程と、これらの水分散液を混合することにより、第一混合液を調製する工程と、第一混合液を８０℃以上にする工程と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
粒子のコアシェル構造の模式図
コア１とシェル２の間に中間層３がある粒子の模式図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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