JP2534492B2 - Titanium oxide fine particles and optical member - Google Patents
Titanium oxide fine particles and optical memberInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐候性（耐光性）、耐薬品性、耐摩耗性の
すぐれた塗料の成分として有用な新規な酸化チタン微粒
子とそれを用いた光学部材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a novel titanium oxide fine particle useful as a component of a coating having excellent weather resistance (light resistance), chemical resistance and abrasion resistance, and the use thereof. Related to the optical member.
本発明は、塗料添加物として有用な酸化チタン化合物
において、微粒子化した酸化チタン微結晶中に、特定の
金属原子を含有させることにより、酸化チタンの光活性
を抑え、耐候性を向上させたものである。The present invention, in a titanium oxide compound useful as a paint additive, by containing a specific metal atom in finely divided titanium oxide microcrystals, the photoactivity of titanium oxide is suppressed, and weather resistance is improved. Is.
酸化チタンは、紫外線吸収能に優れ、また、微粒子を
用いた塗料は、赤外線の反射膜としても可能性が大き
く、種々の検討がなされている。Titanium oxide has an excellent ability to absorb ultraviolet rays, and a coating material using fine particles has a great potential as a reflection film for infrared rays, and various studies have been conducted.
また、実用的には、白色顔料や紫外線遮蔽用の塗料混
入用として用いられている。In addition, it is practically used as a mixture of white pigments and ultraviolet shielding paint.
また、酸化チタンは光に対して活性であるが化学的に
安定である。この性質を透明な塗膜に応用することも検
討されている。この例としては、米国特許第4275118号
が挙げられる。Further, titanium oxide is chemically active although it is active with respect to light. Applying this property to a transparent coating film is also under study. An example of this is U.S. Pat. No. 4,275,118.
これらの例では、酸化チタンによる耐光性低下をおさ
えるために、酸化チタン粒子表面を光学的に安定な二酸
化ケイ素で被覆する、あるいは、シリコン系カップリン
グ剤およびコロイダルシリカをバインダとして用い、特
性向上をはかっている。In these examples, in order to suppress the deterioration of light resistance due to titanium oxide, the surface of titanium oxide particles is coated with optically stable silicon dioxide, or a silicon-based coupling agent and colloidal silica are used as a binder to improve the characteristics. I'm thinking.
しかし、これらの従来技術のうち、酸化チタン粒子表
面を二酸化ケイ素で被覆する方法では、酸化チタン粒子
径が数百ミクロン以上のものについては効果的である
が、本発明で述べる微粒子の場合、表面積が大きく、粒
子表面を充分被覆出来ないという問題点を有する。However, among these conventional techniques, the method of coating the surface of titanium oxide particles with silicon dioxide is effective for titanium oxide particles having a diameter of several hundreds of microns or more, but in the case of the fine particles described in the present invention, the surface area is Has a problem that the particle surface cannot be sufficiently covered.
また、後者の例では、シリコン系カップリング剤の一
部の劣化、および、基材が合成樹脂の場合、基材との界
面が光により劣化し、塗膜剥れが発生するという問題を
有する。In the latter example, there is a problem that a part of the silicon-based coupling agent is deteriorated, and when the base material is a synthetic resin, the interface with the base material is deteriorated by light and peeling of the coating film occurs. .
そこで本発明は、このような問題点を解決するもの
で、その目的とするところは、耐摩耗性、紫外線遮蔽、
耐薬品性を有し、且つ、耐候性あるいは耐光性に優れた
酸化チタン微粒子を提供することである。Therefore, the present invention is to solve such a problem, and the purpose thereof is wear resistance, ultraviolet shielding,
An object of the present invention is to provide titanium oxide fine particles having chemical resistance and excellent weather resistance or light resistance.
更には、光学的に透明な塗膜および樹脂組成物に混合
し、上に述べた機能を発現するものである。Further, it is mixed with an optically transparent coating film and a resin composition to exhibit the above-mentioned function.
本発明の酸化チタン微粒子は粒径が１乃至50ミリミク
ロンの酸化チタン微粒子内に、Ｖ、Mn、Ｗ、Pt、Hg、Pb
及びBiの１種又は２種以上の元素から選ばれた金属原子
をTiに対し、1ppm乃至10,000ppmの範囲で含むことを特
徴とする。また本発明の光学部材は、Ｖ、Mn、Ｗ、Pt、
Hg、Pb及びBiの１種又は２種以上の元素から選ばれた金
属原子をTiに対し、1ppm乃至10,000ppmの範囲で含む粒
径が１乃至50ミリミクロンの酸化チタン微粒子を樹脂ま
たは前記樹脂の表面に設けられた塗装膜中に分散させた
ことを特徴とする ここで、前記酸化チタン微粒子は、微結晶性粒子であ
り、添加金属原子は結晶構造を形成しているチタン原子
の一部を置換する形、あるいは、結晶格子間に閉じこめ
られた形で存在するものと考えられる。The titanium oxide fine particles of the present invention contain V, Mn, W, Pt, Hg, Pb in titanium oxide fine particles having a particle size of 1 to 50 mm.
And a metal atom selected from one or more elements of Bi in the range of 1 ppm to 10,000 ppm with respect to Ti. Further, the optical member of the present invention includes V, Mn, W, Pt,
Resin or the above-mentioned resin containing titanium oxide fine particles having a particle size of 1 to 50 millimicrons and containing a metal atom selected from one or more elements of Hg, Pb and Bi in the range of 1 ppm to 10,000 ppm relative to Ti Characterized in that it is dispersed in a coating film provided on the surface of the titanium oxide fine particles, wherein the titanium oxide fine particles are microcrystalline particles, and the added metal atoms are a part of the titanium atoms forming the crystal structure. It is considered that they exist in the form of substituting for or confined between crystal lattices.
また、前記酸化チタン微粒子は、水、アルコールおよ
びその他の溶剤中に分散したコロイドゾルの形が望まし
い。Further, the titanium oxide fine particles are preferably in the form of a colloid sol dispersed in water, alcohol and other solvents.
ここで、粒径は１ないし50ミリミクロンが必要だが、
塗膜への応用を例にとると、用いる粒径が１ミリミクロ
ン以下では、充分な耐摩耗性、紫外線遮蔽効果が得られ
ず、また、粒径が50ミリミクロン以上では、得られた塗
膜は白濁し、透明性が低下すると同時に、耐光性が低下
する。Here, the particle size should be 1 to 50 millimicrons,
Taking application to coatings as an example, if the particle size used is less than 1 millimicron, sufficient abrasion resistance and UV shielding effect are not obtained, and if the particle size is more than 50 millimicrons, the obtained coating is obtained. The film becomes cloudy and the transparency is lowered, and at the same time, the light resistance is lowered.
また、酸化チタン微粒子は、気相合成、粉砕等が可能
であるが、分散性の問題から、液相で粒子成長により得
る方法が好ましい。Further, fine particles of titanium oxide can be subjected to vapor phase synthesis, pulverization and the like, but from the viewpoint of dispersibility, a method of obtaining by fine particle growth in a liquid phase is preferable.
液相法として、（ｉ）チタンアルコラート等の有機チ
タン化合物の加水分解・縮合反応による生成、（ii）チ
タン酸水溶液の中和・脱水縮合による粒子生成、等の方
法が一般的である。この合成途中に、V,Mn、Ｗ、Pt、H
g、Pb及びBiの塩化物・酸塩化物等のハロゲン化物や硝
酸塩・硫酸塩等の塩類、アセチルアセトネート等の配位
したキレート性化合物やアルコラート等の形で添加でき
る。特に、（ii）のチタン酸から導くケースでは上記金
属の水酸化物や、強酸塩であることが望ましい。As the liquid phase method, methods such as (i) generation by hydrolysis / condensation reaction of an organic titanium compound such as titanium alcoholate, (ii) particle generation by neutralization / dehydration condensation of an aqueous titanic acid solution are generally used. During this synthesis, V, Mn, W, Pt, H
It can be added in the form of halides such as chlorides and acid chlorides of g, Pb and Bi, salts such as nitrates and sulfates, coordinated chelating compounds such as acetylacetonate and alcoholates. Particularly, in the case of (ii) derived from titanic acid, a hydroxide or strong acid salt of the above metal is preferable.
この金属原子は１種あるいは２種以上を、１ないし1
0,000ppmの範囲で含有する必要がある。即ち、1ppm以下
では、添加の効果がなく10,000ppm以上の添加は技術的
にも困難で酸化チタンの特性が損われる為好ましくな
い。This metal atom may be 1 type or 2 types or more and 1 to 1
It must be contained in the range of 0.00000 ppm. That is, if it is 1 ppm or less, the effect of addition is not obtained, and addition of 10,000 ppm or more is technically difficult and the characteristics of titanium oxide are impaired, which is not preferable.
このようにして得られる酸化チタン微粒子の応用につ
いて述べる。The application of the titanium oxide fine particles thus obtained will be described.
塗膜に応用する場合、この酸化チタン微粒子を溶剤お
よびバインダビヒクルに分散させて用いる。バインダビ
ヒクルとして用いる材料としては、シランカップリング
剤、酸化ケイ素ゾルや合成高分子、天然高分子、変成天
然高分子等がある。また、増粘剤、フローコントロール
剤、レベリング剤、溶剤、塗料等から構成される。この
中でもシランカップリング剤は、有用であり、官能性の
有機基を有するシラン化合物が利用可能である。When applied to a coating film, the fine particles of titanium oxide are dispersed in a solvent and a binder vehicle before use. Materials used as the binder vehicle include silane coupling agents, silicon oxide sols, synthetic polymers, natural polymers, and modified natural polymers. Further, it is composed of a thickener, a flow control agent, a leveling agent, a solvent, a paint and the like. Among them, the silane coupling agent is useful, and a silane compound having a functional organic group can be used.
例としては、 テトラメトキシシラン， メチルトリメトキシシラン， ビニルトリメトキシシラン， γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン， γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン， γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン， γ−アミノプロピルトリメトキシシラン， γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン， Ｎ−フエニルアミノプロピルトリメトキシシラン等の三
官能シランや、前記三官能シランの一部がメチル基、エ
チル基、ビニル基に置換したシラン化合物が挙げられ
る。Examples include tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane. Examples include trifunctional silanes such as methoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, and N-phenylaminopropyltrimethoxysilane, and silane compounds in which a part of the trifunctional silane is substituted with a methyl group, an ethyl group, or a vinyl group. To be
また、高分子体の例では、セルロース類、石油樹脂
類、キチン類、グルコース類等の天然高分子や、ポリビ
ニルアルコール、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリウレタン、ポリスチレン等の合成高分子が挙げ
られる。Examples of the polymer include natural polymers such as celluloses, petroleum resins, chitins and glucoses, and synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, epoxy resins, polyacrylates, polyurethanes and polystyrenes. .
また、反応性モノマーあるいは、オリゴマーの例とし
ては、光硬化可能なアクリレートや、エチレングリコー
ルジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物、ラクトン
等の開環重合性モノマー、イソシアネート類の反応性モ
ノマーを挙げることができる。Examples of reactive monomers or oligomers include photo-curable acrylates, epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether, ring-opening polymerizable monomers such as lactones, and reactive monomers such as isocyanates. .
また、溶剤としては、種々のアルコール類、エテル
類、ケトン類、セロソルブ類、ホルムアミド類、水等が
有用である。As the solvent, various alcohols, ethers, ketones, cellosolves, formamides, water and the like are useful.
塗膜用途以上に、樹脂への混合分散し用いることも出
来る。この方法としては、水性エマルジョン樹脂と混合
し、ソリッド化する方法、樹脂へ混練し分散し成形する
方法等公知の方法でブレンドすることができる。これら
の樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、
塩ビ、ナイロン等がある。It can also be used by being mixed and dispersed in a resin for more than coating film applications. As this method, known methods such as a method of mixing with an aqueous emulsion resin to solidify it, a method of kneading and dispersing into a resin and molding can be used for blending. These resins include acrylic resin, polycarbonate,
PVC, nylon, etc.
塗膜、樹脂、何れの場合にも、以上述べたような透明
性材料用途に用いる。In both cases of coating film and resin, it is used for the transparent material application as described above.
このようにして得られる酸化チタン微粒子は、 イ 耐光性の向上 ロ 透明性の確保 に効果があるが、その作用につき説明する。 The titanium oxide fine particles thus obtained are effective in improving the light resistance and the transparency. The action will be described below.
即ち、イの耐光性については、詳細な原理は不明であ
るが、酸化チタンの光触媒効果が幾つか報告されている
（例えば、G.N.Schrauzer and T.D.Guth,J,Am.Chem.So
c.,99,7189（1977））。本発明は、酸化チタン微粒子に
光触媒活性をもつ活性点があると考え、各種金属種を添
加し、特に効果のあった金属を見出したものである。従
って、メカニズムとしてはこれらの金属が酸化チタンの
光活性点の近く、あるいは、弱い結合を伴って塗膜中に
存在し、光触媒能、すなわち光エネルギーの化学エネル
ギーへの変換を妨げていると推測出来る。言い換えれ
ば、酸化チタンのもつ光触媒能は、光エネルギーを化学
エネルギーに変換し、化学的な活性種を作りだすもので
あり、これが、酸化チタンを含む塗膜のビヒクルの化学
結合を切断、変質させるものであったと考えられる。そ
して、本発明は、酸化チタンのもつ光エネルギーの化学
エネルギーへの変換過程の抑制か、または、変換された
光エネルギーを熱エネルギーとすることにより、酸化還
元能を抑制したものと考えられる。即ち、酸化チタン中
のチタン原子の光励起に要するエネルギーレベルは、紫
外可視域にあるが、添加原子のドーピングにより励起あ
るいは、エネルギー放出過程のレベルが、熱運動レベル
かあるいは遠紫外域へシフトしたものと考えられる。こ
こで、有機物の基本骨格である炭素〜炭素結合や、炭素
〜水素結合、炭素〜酸素の結合エネルギーは約80〜100K
cal/molであり、光エネルギーに換算すると、ちょうど
可視・紫外域に相当する。本発明の構成の主な作用は、
このエネルギーレベルを変更することにより樹脂や塗膜
へ応用した場合、光エネルギー伝達機構を変えることに
より光に対する耐久性を増したものである。That is, regarding the light resistance of (i), although the detailed principle is unknown, some photocatalytic effects of titanium oxide have been reported (for example, GN Schrauzer and TDGuth, J, Am. Chem. So.
c., 99 , 7189 (1977)). In the present invention, it is considered that titanium oxide fine particles have active sites having photocatalytic activity, and various metal species are added, and a particularly effective metal is found. Therefore, as a mechanism, it is presumed that these metals exist near the photoactive point of titanium oxide or in the coating film with weak bonds, and prevent photocatalytic ability, that is, conversion of light energy into chemical energy. I can. In other words, the photocatalytic ability of titanium oxide converts light energy into chemical energy and creates chemically active species, which breaks and modifies the chemical bonds of the vehicle of the coating film containing titanium oxide. It is thought that it was. It is considered that the present invention suppresses the redox ability by suppressing the conversion process of the light energy of titanium oxide into chemical energy or by converting the converted light energy into heat energy. That is, the energy level required for the photoexcitation of titanium atoms in titanium oxide is in the UV-visible range, but the level of the excitation or energy emission process shifted to the thermal kinetic level or the far-UV range by the doping of the added atoms. it is conceivable that. Here, the carbon-carbon bond, the carbon-hydrogen bond, and the carbon-oxygen bond energy, which is the basic skeleton of the organic substance, are about 80 to 100K.
Cal / mol, which is equivalent to the visible / ultraviolet region when converted to light energy. The main operation of the configuration of the present invention is
When it is applied to a resin or a coating film by changing this energy level, the durability against light is increased by changing the light energy transmission mechanism.
ロ 透明性の確保については、酸化チタンの粒径を50ミ
リミクロン以下にすることにより、粒子表面の乱反射を
抑え透明性を増すことができた。透過率を高めようとす
る光の波長と粒径は、コロイド化学において相関性が見
出されている（例えば、H.Weller et,al.,Chem.Phvs.Le
tters,124,557（1986））。(B) To secure transparency, by controlling the particle size of titanium oxide to 50 mm or less, it was possible to suppress irregular reflection on the particle surface and increase transparency. The wavelength and the particle size of the light to increase the transmittance have been found to be correlated in colloid chemistry (eg, H. Weller et, al., Chem. Phvs. Le.
tters, 124 , 557 (1986)).
本発明は、バインダビヒクルに均等に酸化チタンを分散
させた場合可視光の波長域で透明性に問題のないレベル
を検討し見出したもので、引用例では、10ミリミクロン
以下の粒径が必要とあるが、酸化チタン粒子を所定の粒
径とし、且つバインダ中へ均質に分散させることによ
り、粒子と高分子の界面の反射が、許容出来る範囲を見
出したものである。The present invention has been found by studying a level where there is no problem in transparency in the wavelength range of visible light when titanium oxide is evenly dispersed in a binder vehicle, and in the cited example, a particle size of 10 millimicron or less is required. However, it has been found that when the titanium oxide particles have a predetermined particle size and are uniformly dispersed in a binder, the reflection at the interface between the particles and the polymer is within an allowable range.
以下実施例により本発明を更に詳しく説明するが、こ
れは本発明を限定するものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
尚、実施例中、部は重量部を表わす。 In the examples, “part” means “part by weight”.
実施例１ マグネット攪拌子による攪拌装置を有するガラス製フ
ラスコ内に、イソプロピルアルコール200部、アセチル
アセトン２部、ｘ−テトラブトキシチタン85部を入れ均
一な溶液とした。続いて該溶液を強攪しつつ、0.1規定
塩酸水９部をゆっくり滴下した。滴下終了後、昇温し、
２時間還流を実施したのち室温下一晩熟成を行った。Example 1 200 parts of isopropyl alcohol, 2 parts of acetylacetone, and 85 parts of x-tetrabutoxytitanium were placed in a glass flask having a stirrer with a magnetic stirrer to prepare a uniform solution. Then, 9 parts of 0.1N hydrochloric acid water was slowly added dropwise while vigorously stirring the solution. After dripping, raise the temperature,
After refluxing for 2 hours, it was aged overnight at room temperature.
次に、オキシ塩化バナジウム0.15部を、４部の濃塩酸
に溶解し、ここに200部の水を加え希釈した。先に得ら
れたチタン溶液を攪拌しつつ、このバナジウムを含む水
溶液を滴下した。このようにして得られた混合液500部
を更に二昼夜熟成を行った。Next, 0.15 parts of vanadium oxychloride was dissolved in 4 parts of concentrated hydrochloric acid, and 200 parts of water was added and diluted. The aqueous solution containing vanadium was added dropwise while stirring the titanium solution obtained above. 500 parts of the thus obtained mixed solution was further aged for two days and nights.
次に前記溶液を攪拌しつつ昇温し、イソプロピルアル
コールを主に含む留分を留去した。留出温度が95℃とな
ったところで留去を終了した。この留分は、約300部で
あり、イソプロピルアルコール、水、ブタノールを主と
するものであった。Next, the temperature of the solution was raised with stirring to distill off a fraction mainly containing isopropyl alcohol. The distillation was terminated when the distillation temperature reached 95 ° C. This fraction was about 300 parts and was mainly composed of isopropyl alcohol, water and butanol.
この液を40℃で１週間熟成することにより、チタン原
子に対し、500ppmのバナジウムを含む酸化チタン微粒子
分散液を得た。この固型分濃度は約10％であった。また
粒径は、電顕より10ミリミクロンであることが確認され
た。The liquid was aged at 40 ° C. for 1 week to obtain a titanium oxide fine particle dispersion liquid containing 500 ppm of vanadium with respect to titanium atoms. The solid content concentration was about 10%. The particle size was confirmed by electron microscopy to be 10 millimicrons.
耐光性の評価は、この液５部に酸化発色剤0.05部を加
え、ガラスプレート上で乾燥させたテスト試料に、キセ
ノンランプによる光照射を50時間行い、その呈色の程度
を目視検査した。この評価結果を第１表に示す。To evaluate the light resistance, 0.05 part of an oxidative coloring agent was added to 5 parts of this solution, and a test sample dried on a glass plate was irradiated with light from a xenon lamp for 50 hours, and the degree of coloration was visually inspected. Table 1 shows the evaluation results.
実施例２ ガラス製フラスコ内に、〔Ti(OH)4・xH2O〕nで示され
るチタン酸ゲル60部を10.0部の濃塩酸に加えた。次に、
塩化鉛0.09部を加えたのち、加熱還流を２時間行い半透
明の水溶液とした。続いて、水を100部加えたのち窒素
気流中、攪拌を行い70℃で60時間反応させた。このよう
にして、鉛原子を含む酸化チタン微粒子の水性ゾル200
部を得た。この固型分濃度は約10％であった。この粒径
は、電顕によると約15ミリミクロンであった。Example 2 60 parts of titanic acid gel represented by [Ti (OH) 4 .xH 2 O] n was added to 10.0 parts of concentrated hydrochloric acid in a glass flask. next,
After adding 0.09 part of lead chloride, the mixture was heated under reflux for 2 hours to obtain a semitransparent aqueous solution. Subsequently, 100 parts of water was added, and the mixture was stirred in a nitrogen stream and reacted at 70 ° C. for 60 hours. In this way, an aqueous sol of titanium oxide fine particles containing lead atoms 200
Got a part. The solid content concentration was about 10%. The particle size was about 15 millimicrons by electron microscopy.
この酸化チタン微粒子の耐光性評価は実施例１と同様
に行った。その結果を第１表に示す。The light resistance of the titanium oxide fine particles was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
応用例１ 実施例２で得られた水性ゾル100部は窒素バブリング
およびイオン交換樹脂による処理を行うことにより、液
中の塩化水素量を２重量％迄減少させた。Application Example 1 100 parts of the aqueous sol obtained in Example 2 was subjected to nitrogen bubbling and treatment with an ion exchange resin to reduce the amount of hydrogen chloride in the liquid to 2% by weight.
このチタンゾル10部をフラスコに入れ、攪拌しつつ、
イソプロピルアルコール50部、水50部を加えた。続い
て、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.5
部、エチルセロソルブ20部、フローコントロール剤少量
を加え、一昼夜放置し、塗料とした。Put 10 parts of this titanium sol in a flask, while stirring,
50 parts of isopropyl alcohol and 50 parts of water were added. Then, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane1.5
Part, 20 parts of ethyl cellosolve, and a small amount of a flow control agent were added, and the mixture was allowed to stand for a day and night to obtain a paint.
この塗液を、酸素プラズマにより表面処理を行ったポ
リカーボネート製レンズに塗布を行い、120℃で２時
間、加熱し、硬化を行った。この硬化膜は、高屈折率
（ｎ＝1.75）を示した。This coating liquid was applied to a polycarbonate lens that had been surface-treated with oxygen plasma, and heated at 120 ° C. for 2 hours to cure. This cured film exhibited a high refractive index (n = 1.75).
この複合体は表面反射が増加し外観にすぐれると同時
に、良好な紫外線カット性を示した。耐候性について
は、キセノンランプによるフエードメーターで100時間
照射を行った後も膜に変化はみられなかった。This composite had an excellent appearance by increasing surface reflection and, at the same time, exhibited a good UV blocking property. Regarding the weather resistance, no change was observed in the film even after irradiation with a fade meter using a xenon lamp for 100 hours.
実施例3.〜7,比較例１〜６ 実施例２において、塩化鉛のかわりに第１表に示す化
合物を用いること以外は実施例２と同様にして、酸化チ
タン微粒子を得た。結果を第１表に示す。Examples 3 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 Titanium oxide fine particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the compounds shown in Table 1 were used instead of lead chloride. The results are shown in Table 1.
また、応用例１と同様に塗膜に応用したところ、比較
例のブランクあるいは金属原子を添加したチタン系塗膜
は、光照射により剥れおちてしまい、添加による効果が
みられなかった。Further, when it was applied to a coating film in the same manner as in Application Example 1, the blank or the titanium-based coating film to which the metal atom was added in Comparative Example was peeled off by light irradiation, and the effect of the addition was not observed.
〔発明の効果〕 本発明は、酸化チタンの結晶構造中に、バナジウム、
鉛等の特定の金属を含ませることにより、光活性のある
酸化チタンの触媒毒作用をかき出すものである。即ち、
粒径が１〜50ミリミクロンの酸化チタン微粒子内に、
Ｖ、Mn、Ｗ、Pt、Hg、Pb及びBiという特定原子を、Tiに
対し、１〜10,000ppmの範囲でドーピングすることによ
り、これらの金属原子が酸化チタンの光活性点近傍ある
いは弱い結合を伴って存在し、光エネルギーの化学エネ
ルギーへの変換を防ぐものである。 [Effect of the invention] The present invention has vanadium in the crystal structure of titanium oxide,
By including a specific metal such as lead, the catalytic poisoning effect of photoactive titanium oxide is scratched out. That is,
In titanium oxide fine particles with a particle size of 1 to 50 millimicrons,
By doping specific atoms such as V, Mn, W, Pt, Hg, Pb, and Bi in the range of 1 to 10,000 ppm with respect to Ti, these metal atoms can form near the photoactive point of titanium oxide or weak bonds. It exists with it and prevents the conversion of light energy into chemical energy.
本発明により得られた酸化チタン微粒子は、その優れ
た耐光性と微粒子性を活かして種々の用途がある。The titanium oxide fine particles obtained by the present invention have various uses by utilizing their excellent light resistance and fine particle properties.
第１の目的とするところは、塗膜への応用である。即
ち、樹脂成形物品の表面塗装の塗膜の成分に用い、紫外
線遮蔽 耐溶剤、耐薬品性の向上、表面の硬度向上、赤
外線反射膜や数々の光学材料の反射防止膜の為の高屈折
率膜を形成する必須成分として用いられる。この中で
も、成形物の耐久性向上とともに、特に光学用途におい
て重要な反射防止膜機能を付与できるという効果を有す
る。The first purpose is application to coatings. That is, it is used as a component of the coating film of the surface coating of resin molded articles and has a high refractive index for UV shielding, solvent resistance, chemical resistance improvement, surface hardness improvement, infrared reflection film and antireflection film for various optical materials. Used as an essential component to form a film. Among them, it has the effect of improving the durability of the molded product and imparting an antireflection film function, which is particularly important in optical applications.
第２の目的とするところは、樹脂、特に透明樹脂へ混
合し分散させることにより、樹脂の屈折率の向上、紫外
線遮蔽性向上、耐光性向上を果たすことである。The second purpose is to improve the refractive index of the resin, improve the ultraviolet shielding property, and improve the light resistance by mixing and dispersing the resin in the resin, particularly the transparent resin.
このように、透明性、耐光性、耐薬品性、あるいは高
屈折率を要求される光学材料用途において光劣化を抑え
耐光性を向上させるという効果を有する。As described above, it has an effect of suppressing photodegradation and improving light resistance in optical material applications where transparency, light resistance, chemical resistance, or high refractive index are required.
Claims (4)
微粒子内に、Ｖ、Mn、Ｗ、Pt、Hg、Pb及びBiの１種又は
２種以上の元素から選ばれた金属原子をTiに対し、1ppm
乃至10,000ppmの範囲で含むことを特徴とする酸化チタ
ン微粒子。1. A titanium oxide fine particle having a particle size of 1 to 50 millimicrons contains a metal atom selected from one or more elements selected from V, Mn, W, Pt, Hg, Pb and Bi. Against 1ppm
Titanium oxide fine particles, characterized in that they are contained in the range of up to 10,000 ppm.
結晶構造の一部の原子を置換、あるいは結晶構造の間に
閉じこめられた形で存在することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の酸化チタン微粒子。2. The metal atom is present in a form of substituting a part of atoms of the crystal structure of the titanium oxide fine particles or confined between the crystal structures. The titanium oxide fine particles described.
溶剤に分散したコロイドゾルであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の酸化チタン微粒子。3. The titanium oxide fine particles according to claim 1, wherein the titanium oxide fine particles are colloidal sols dispersed in water or an organic solvent.
構成要素とする光学部材において、Ｖ、Mn、Ｗ、Pt、H
g、Pb及びBiの１種又は２種以上の元素から選ばれた金
属原子をTiに対し、1ppm乃至10,000ppmの範囲で含む粒
径が１乃至50ミリミクロンの酸化チタン微粒子を前記樹
脂中または前記樹脂の表面に設けられた塗装膜中に分散
させたことを特徴とする光学部材。4. An optical member comprising a resin or a resin having a coating film on its surface as a constituent element, wherein V, Mn, W, Pt, H
In the resin, titanium oxide fine particles having a particle diameter of 1 to 50 millimicrons, containing a metal atom selected from one or more elements of g, Pb and Bi in the range of 1 ppm to 10,000 ppm with respect to Ti, or An optical member characterized by being dispersed in a coating film provided on the surface of the resin.
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| JP62058258A JP2534492B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Titanium oxide fine particles and optical member |
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| JP62058258A JP2534492B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Titanium oxide fine particles and optical member |
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| JPS63225532A JPS63225532A (en) | 1988-09-20 |
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- 1987-03-13 JP JP62058258A patent/JP2534492B2/en not_active Expired - Lifetime
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