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公開番号2024072473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-28
出願番号2022183301
出願日2022-11-16
発明の名称酸化チタン粒子、分散液、塗膜形成用塗布液、塗膜および塗膜付基材
出願人日揮触媒化成株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類C01G 23/00 20060101AFI20240521BHJP(無機化学)
要約【課題】光触媒活性が低い酸化チタン粒子を提供すること。
【解決手段】下記(1)～(3)の構成を全て備える、酸化チタン粒子。
(1)ルチル型の結晶構造を有する。
(2)前記結晶構造の単位格子が、下記(a)および(b)の少なくとも一方を満たす。
(a)a軸が0.4594nm以上。
(b)c軸が0.2959nm以上。
(3)2.90eV以下のエネルギーギャップを有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記（１）～（３）の構成を全て備える、酸化チタン粒子。
（１）ルチル型の結晶構造を有する。
（２）前記結晶構造の単位格子が、下記（ａ）および（ｂ）の少なくとも一方を満たす。
（ａ）ａ軸が０．４５９４ｎｍ以上。
（ｂ）ｃ軸が０．２９５９ｎｍ以上。
（３）２．９０ｅＶ以下のエネルギーギャップを有する。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記結晶構造に、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｄ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、およびＨｆから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ１が固溶している、請求項１に記載の酸化チタン粒子。
【請求項３】
前記Ｍ１の含有量が、前記酸化チタン粒子に含まれるＴｉに対するモル％で、１モル％以上、２５モル％以下の範囲にある、請求項２に記載の酸化チタン粒子。
【請求項４】
前記結晶構造に、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｈ、およびＩｒから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ２が固溶している、請求項３に記載の酸化チタン粒子。
【請求項５】
前記Ｍ２の含有量が、前記酸化チタン粒子に含まれるＴｉに対するモル％で、０．０５モル％以上、５モル％以下の範囲にある、請求項４に記載の酸化チタン粒子。
【請求項６】
前記Ｍ２と前記Ｍ１とのモル比（Ｍ１／Ｍ２）が、１超である、請求項５に記載の酸化チタン粒子。
【請求項７】
前記結晶構造に、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｈ、およびＩｒから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ２が固溶している、請求項１に記載の酸化チタン粒子。
【請求項８】
前記Ｍ２の含有量が、前記酸化チタン粒子に含まれるＴｉに対するモル％で、０．０５モル％以上、５モル％以下の範囲にある、請求項７に記載の酸化チタン粒子。
【請求項９】
前記結晶構造に、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｄ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆから選ばれる少なくとも１種の元素Ｍ１が固溶している、請求項８に記載の酸化チタン粒子。
【請求項１０】
前記Ｍ１の含有量が、前記酸化チタン粒子に含まれるＴｉに対するモル％で、１モル％以上、２５モル％以下の範囲にある、請求項９に記載の酸化チタン粒子。
（【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、酸化チタン粒子に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化チタンは、光触媒、ＵＶカット材、光学基材への塗膜形成用塗布液の材料等として広く使用されている。酸化チタンの結晶構造は、アナターゼ、ルチル、ブルッカイトがよく知られており、結晶構造が違えばその性質も異なる。例えば、アナターゼ型の酸化チタン粒子は、光触媒活性が高く、消臭、防臭、防汚用の材料として使用されている。一方、ルチル型の酸化チタン粒子は、屈折率が高く、アナターゼ型のものに比べて光触媒活性が低いことから、塗膜の屈折率調整材として用いられる。例えば、基材等のハードコート層に使用されることがある。ハードコート層にはルチル型の酸化チタン以外にも有機ケイ素化合物や樹脂等の成分が含まれており、当該粒子の光触媒活性が強すぎるとこれらの成分を分解してしまい、ハードコート層にクラックが生じたり、基材とハードコート層との密着性が低下してしまう要因となったりする。このような現象は、酸化チタンを含む層が形成された基材を太陽光等の紫外光を含む光の存在下で使用する際に問題となる（耐候性）。これは、一般に、他の結晶型に対して光触媒活性が低いとされる、通常のルチル型の酸化チタンを用いた場合であっても問題となり、種々の解決方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、屈折率が高く、透明性、耐候性、基材との密着性に優れたハードコート膜形成用塗布液を提供するために、該膜形成用塗布液に酸化チタン成分と酸化鉄成分をＦｅ
２
Ｏ
３
／ＴｉＯ
２
（重量比）が０．０００５以上０．００５未満の範囲からなる複合酸化物粒子を含有させることについて開示されている。また、特許文献２には、屈折率が高く、透明性に優れ、その上耐熱水性、耐候性、耐擦傷性、耐磨耗性、染色性に優れ、かつフォトクロミック性がなく、しかも基材との密着性にも優れたハードコート膜形成用塗布液およびこのような優れた特性を有するハードコート膜が表面に形成されたハードコート膜付基材を提供するための複合酸化物粒子が開示されている。具体的には、酸化鉄、酸化チタンおよびシリカからなり、酸化鉄をＦｅ
２
Ｏ
３
に換算し、酸化チタンをＴｉＯ
２
に換算し、シリカをＳｉＯ
２
に換算したときの重量比Ｆｅ
２
Ｏ
３
／ＴｉＯ
２
が０．０００５以上０.００５未満の範囲にあり、重量比ＳｉＯ
２
／（Ｆｅ
２
Ｏ
３
＋ＴｉＯ
２
）が０．００１以上１．０以下の範囲にある複合酸化物粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０５－００２１０２号公報
特開平１１－１７２１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光触媒活性が低い酸化チタン粒子を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、下記（１）～（３）の構成を全て備える、酸化チタン粒子が提供される。
（１）ルチル型の結晶構造を有する。
（２）前記結晶構造の単位格子が、下記（ａ）および（ｂ）の少なくとも一方を満たす。
（ａ）ａ軸が０．４５９４ｎｍ以上。
（ｂ）ｃ軸が０．２９５９ｎｍ以上。
（３）２．９０ｅＶ以下のエネルギーギャップを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光触媒活性が低い酸化チタン粒子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［定義］
本明細書における「結晶半径」は、特に断りの無い限り、ＡｃｔａＣｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ．（１９７６）．Ａ３２，Ｐａｇｅｓ７５１～７６７に記載された「ＣｒｙｓｔａｌＲａｄｉｕｓ」を意味する。なお、結晶半径の値は、元素の価数および配位数で異なる。そこで、本明細書においては、原料に含まれる元素の価数を用い、配位数を６とした結晶半径を用いた。
本明細書において、「単位格子が正の方向に歪んだ」との記載は、特に断りのない限り、０１－０７８－１５０９：ＩＣＤＤ（ＰＤＦ－２／Ｒｅｌｅａｓｅ２０１２ＲＤＢ）に記載されたルチル型酸化チタンのａ軸およびｃ軸の値を基準として、少なくとも一方が増加することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例５および比較例３で得られた酸化チタンの紫外可視吸収スペクトルを表す図である。
【００１０】
本発明は、酸化チタン粒子に関する。以下、本発明の酸化チタン粒子について詳述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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