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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



/TiO

(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



に換算し、酸化チタンをTiO

に換算し、シリカをSiO

に換算したときの重量比Fe



/TiO

が0.0005以上0.005未満の範囲にあり、重量比SiO

/(Fe



+TiO

)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、Acta Crystallographica.(1976).A32,Pages751~767に記載された「Crystal Radius」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/Release 2012 RDB)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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