JP5016192B2 - Metal oxide particles and uses thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide metal oxide particles which are excellent in absorption efficiency of ultraviolet rays in a long-wavelength region and have such a characteristic that the ultraviolet absorption edge is shifted toward the longer wavelength side. <P>SOLUTION: In each metal oxide particle, a component originating in metal elements (M') except a metal element (M) is contained in the particle of the oxide of the metal element (M). The metal element (M) is at least one kind selected from the group comprising Zn, Ti, Ce, In, Sn, Al and Si, and the metal elements (M') are different from the metal element (M) and at least two kinds selected from the group comprising Co, Cu, Fe, Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn, Ag, Mn, Ni and Ce. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、紫外線吸収端がより長波長側にシフトされており、長波長領域の紫外線の吸収効率にも優れる金属酸化物粒子と、これを用いた膜形成用組成物、膜および金属酸化物含有物品とに関する。   The present invention relates to metal oxide particles having an ultraviolet absorption edge shifted to a longer wavelength side and excellent in absorption efficiency of ultraviolet rays in a long wavelength region, and a film-forming composition, a film, and a metal oxide using the same. It relates to the contained article.

従来から、例えば、膜やフィルム、塗料、化粧料等の各種用途において、紫外線遮蔽性を付与するための成分としては、例えば、酸化亜鉛が有効であることが知られており、一般に粒子状で使用されている。
このような酸化亜鉛は、波長370nm以下の紫外線を完全に遮蔽する物性を有するものであるが、近年、紫外線吸収端をより長波長側にシフトさせて紫外線吸収帯をより長波長側にも広げ、広範囲の紫外線をカットし得るようにするための改良手段として、亜鉛(Zn)以外の特定の金属元素(コバルト(Co)、鉄(Fe)、銅(Cu))のいずれかを該酸化亜鉛に含有させる(ドープする)ことが提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1および非特許文献2参照。)。
特開平9−188517号公報 大塚淳,「ZnOを主要成分とする無機顔料」,セラミックス,社団法人窯業協会,1983年,18,No.11,p.958−964 坂上登,外1名,「Optical Properties of Impurities-doped Hydrothermally Grown Zinc Oxide(不純物ドープ水熱育成酸化亜鉛の光学的性質)」,窯業協会誌,社団法人窯業協会,1969年,77[9],p.309−312
Conventionally, for example, zinc oxide is known to be effective as a component for imparting ultraviolet shielding properties in various applications such as films, films, paints, and cosmetics. in use.
Such zinc oxide has the physical property of completely shielding ultraviolet rays having a wavelength of 370 nm or less, but recently, the ultraviolet absorption edge is shifted to the longer wavelength side to broaden the ultraviolet absorption band to the longer wavelength side. As an improved means for cutting a wide range of ultraviolet rays, any one of specific metal elements (cobalt (Co), iron (Fe), copper (Cu)) other than zinc (Zn) is used as the zinc oxide. It has been proposed to be included (doped) in (see, for example, Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2).
JP-A-9-188517 Satoshi Otsuka, “Inorganic pigment containing ZnO as main component”, Ceramics, Ceramic Association, 1983, 18, No. 11, p. 958-964 Noboru Sakagami, 1 other, “Optical Properties of Impurities-doped Hydrothermally Grown Zinc Oxide”, Journal of Ceramic Industry Association, Association of Ceramic Industry, 1969, 77 [9], p. 309-312

しかしながら、上記特定の金属元素(Co、Fe、Cu)を単独で含有させるのみでは、紫外線吸収端の長波長側へのシフト効果がまだ十分ではなく、長波長領域の紫外線(波長370nmを越える紫外線)の吸収効率は未だ十分と言えるものではなかった。
また、可視光のなかでも短波長領域の可視光は、高エネルギーであるためにプラスチックの劣化や人体への悪影響をもたらすことが懸念されるため、近年では、紫外線は勿論のこと、短波長領域の可視光(波長380〜450nmの可視光)をも遮断しうることが望ましいと考えられている。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、紫外線吸収端がより長波長側にシフトされており、長波長領域の紫外線の吸収効率にも優れる金属酸化物粒子と、これを用いた膜形成用組成物、膜および金属酸化物含有物品とを提供することにある。
However, if the specific metal element (Co, Fe, Cu) is contained alone, the effect of shifting the ultraviolet absorption edge toward the long wavelength side is not yet sufficient, and ultraviolet rays in the long wavelength region (ultraviolet rays exceeding the wavelength of 370 nm) are not obtained. ) Absorption efficiency was still not sufficient.
Moreover, since visible light in the short wavelength region among visible light is high energy, there is a concern that it may cause deterioration of plastics and adverse effects on the human body. It is considered desirable to be able to block visible light (visible light having a wavelength of 380 to 450 nm).
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the ultraviolet absorption edge is shifted to the longer wavelength side, and the metal oxide particles having excellent absorption efficiency of ultraviolet rays in the long wavelength region, and film formation using the same It is to provide a composition, a film and a metal oxide-containing article.

なお、本発明において遮蔽対象(遮断対象)とする紫外線の波長域は、従来一般的に言われている380nm以下にとどまらず、可視光の中でも高エネルギーであるためにプラスチックの劣化や人体への悪影響といった点で、その遮断が要望される可視光短波長領域、具体的には380〜450nmの波長領域も含むものとする。以下、紫外線、ならびに、紫外線遮蔽(遮断)および紫外線吸収における紫外線、としては、上記範囲(450nm以下)の波長の光を意味するものとする。   In the present invention, the wavelength range of ultraviolet rays to be blocked (blocked) is not limited to 380 nm or less, which is generally referred to heretofore, and is high energy in visible light. In view of adverse effects, the visible light short wavelength region for which blocking is desired, specifically, a wavelength region of 380 to 450 nm is included. Hereinafter, ultraviolet rays and ultraviolet rays in ultraviolet shielding (blocking) and ultraviolet absorption mean light having a wavelength in the above range (450 nm or less).

本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、紫外線吸収能が期待できる特定の金属酸化物(Zn、Ti、Ce、In、Sn、AlおよびSiからなる群より選ばれる金属元素の酸化物)に対して、さらに、特定の金属元素(Co、Cu、Fe、Bi、In、Al、Ga、Ti、Sn、Ag、Mn、NiおよびCeからなる群より選ばれる金属元素)を2種以上組み合わせて含有させた金属酸化物からなる金属酸化物粒子であれば、前述した課題を解決できることを見出した。また、前記金属酸化物粒子とともに、特定の金属元素(Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる金属元素)を金属成分として含む金属酸化物粒子および/またはCu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子を組み合わせれば、短波長領域の可視光の遮断効果をより高めることができることを見出した。本発明はこれらの知見により完成したものである。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, with respect to a specific metal oxide (an oxide of a metal element selected from the group consisting of Zn, Ti, Ce, In, Sn, Al and Si) that can be expected to absorb ultraviolet light, a specific metal element A metal composed of a metal oxide containing a combination of two or more (metal elements selected from the group consisting of Co, Cu, Fe, Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn, Ag, Mn, Ni, and Ce). It has been found that the above-described problems can be solved by using oxide particles. In addition to the metal oxide particles, metal oxide particles and / or Cu, Ag, Au, and platinum containing a specific metal element (a metal element selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag, and Bi) as a metal component It has been found that the effect of blocking visible light in the short wavelength region can be further enhanced by combining ultrafine metal particles having at least one selected from the group consisting of group metal elements as a metal element. The present invention has been completed based on these findings.

したがって、本発明にかかる金属酸化物粒子は、金属元素(M)の酸化物からなる粒子内に該金属元素(M)以外の金属元素(M’)に由来する成分が含有されている金属酸化物粒子において、前記金属元素(M)はZn、Ti、Ce、In、Sn、AlおよびSiからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、前記金属元素(M’)は前記金属元素(M)と異なる金属元素であってCo、Cu、Fe、Bi、In、Al、Ga、Ti、Sn、Ag、Mn、NiおよびCeからなる群より選ばれる少なくとも2種である、ことを特徴とする。
本発明にかかる膜形成用組成物は、金属酸化物粒子と分散溶媒および/またはバインダーとを必須構成成分とし、前記金属酸化物粒子が前記本発明の金属酸化物粒子を必須とする。
Therefore, the metal oxide particle according to the present invention includes a metal oxide in which a component derived from a metal element (M ′) other than the metal element (M) is contained in a particle composed of an oxide of the metal element (M). In the product particles, the metal element (M) is at least one selected from the group consisting of Zn, Ti, Ce, In, Sn, Al, and Si, and the metal element (M ′) is the metal element (M). And at least two metal elements selected from the group consisting of Co, Cu, Fe, Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn, Ag, Mn, Ni, and Ce.
The film-forming composition according to the present invention contains metal oxide particles and a dispersion solvent and / or a binder as essential components, and the metal oxide particles essentially use the metal oxide particles of the present invention.

本発明にかかる膜は、金属酸化物を必須構成成分としてなり、前記金属酸化物が前記本発明の金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶を必須とする。
本発明にかかる金属酸化物含有物品は、金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶を含む物品であって、前記金属酸化物粒子が、請求項1から6までのいずれかに記載の金属酸化物粒子と、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子との組み合わせを必須とする。
The film according to the present invention includes a metal oxide as an essential constituent, and the metal oxide includes the metal oxide particles of the present invention and / or metal oxide crystals derived from the particles.
The metal oxide-containing article according to the present invention is an article including metal oxide particles and / or metal oxide crystals derived from the particles, wherein the metal oxide particles are any one of claims 1 to 6. And metal oxide particles having at least one selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag and Bi as metal elements, and / or Cu, Ag, Au, and platinum group metal elements A combination with ultrafine metal particles containing at least one selected from the group consisting of metal elements is essential.

本発明によれば、紫外線吸収端がより長波長側にシフトされており、長波長領域の紫外線の吸収効率にも優れる金属酸化物粒子と、これを用いた膜形成用組成物、膜および金属酸化物含有物品を、容易に提供することができる。   According to the present invention, the metal oxide particles having an ultraviolet absorption edge shifted to the longer wavelength side and excellent in the absorption efficiency of ultraviolet rays in the long wavelength region, and a film-forming composition, film and metal using the same Oxide-containing articles can be easily provided.

以下、本発明について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
〔金属酸化物粒子〕
本発明にかかる金属酸化物粒子は、前述したように、特定の金属元素(M)の酸化物(以下単に「特定金属酸化物」と称することもある)からなる粒子内に該金属元素(M)以外の特定の金属元素(M’)(以下「異種金属元素」と称することもある。)に由来する成分が2種以上含有されたものであることを特徴とする。詳しくは、本発明において、前記異種金属元素に由来する成分を含有するとは、本発明の金属酸化物粒子を構成する金属酸化物が前記異種金属元素を含む金属酸化物であればよく、前記異種金属元素がいかなる存在形態で含有されているかは問わない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and modifications other than the following examples can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
[Metal oxide particles]
As described above, the metal oxide particles according to the present invention include the metal element (M) in particles made of an oxide of a specific metal element (M) (hereinafter also referred to simply as “specific metal oxide”). ), A component derived from a specific metal element (M ′) (hereinafter sometimes referred to as “foreign metal element”). Specifically, in the present invention, the phrase “containing a component derived from the different metal element” means that the metal oxide constituting the metal oxide particles of the present invention may be a metal oxide containing the different metal element. It does not matter in what form the metal element is contained.

本発明の金属酸化物粒子を構成する金属酸化物において、前記異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))の存在形態の具体例としては、例えば、(I)異種金属元素が特定金属酸化物の結晶に固溶して存在している形態、(II)異種金属元素が特定金属酸化物の金属成分として含有された状態(好ましくは複合酸化物)で存在している形態、(III)異種金属元素が特定金属酸化物の結晶表面に吸着している形態、(IV)異種金属元素が金属として粒子状または膜状で特定金属酸化物の表面に付着している形態、などが例示される。なかでも、特定金属酸化物の結晶中に原子状(イオン状態を含む)で均一に分散されている固溶の形態が、異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))によりもたらされる効果、すなわち、紫外線遮蔽性に優れる点で好ましい。   In the metal oxide constituting the metal oxide particle of the present invention, as a specific example of the form of the different metal element (two or more metal elements (M ′)), for example, (I) a different metal element is specified. (II) a form in which a different metal element is contained as a metal component of a specific metal oxide (preferably a composite oxide), III) The form in which the different metal element is adsorbed on the crystal surface of the specific metal oxide, (IV) The form in which the different metal element is attached to the surface of the specific metal oxide in the form of particles or film as a metal, etc. Illustrated. Among them, the form of a solid solution that is uniformly dispersed in an atomic form (including an ionic state) in a crystal of a specific metal oxide is brought about by different metal elements (two or more metal elements (M ′)). It is preferable in terms of the effect, that is, the excellent ultraviolet shielding property.

本発明の金属酸化物粒子においては、前記異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))の分散状態としては、(i)粒子中に均一に分散して含有されていてもよく、あるいは、(ii)部分的に含有(偏析という意味ではなく、1個の粒子についてみたときに、局部的に高濃度で含有されているということ。)されていてもよい。上記(i)の場合としては、例えば、前記(I)の形態において、金属元素(M)の酸化物の結晶中に、均一に(表面層から結晶子内部まで)固溶している場合が挙げられる。上記(ii)の場合としては、金属元素(M)の酸化物の結晶の表面に表面層として、異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))が固溶した金属酸化物固溶体相(前記(I)の形態)、あるいは、異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))と金属元素(M)との複合酸化物相(前記(II)の形態)を形成している場合、が挙げられる。   In the metal oxide particles of the present invention, the dissimilar metal element (two or more kinds of metal elements (M ′)) may be dispersed uniformly in the particles (i), Alternatively, (ii) it may be partially contained (not segregated, but locally contained at a high concentration when viewed with respect to one particle). As the case of (i) above, for example, in the form of (I), there is a case where it is uniformly dissolved (from the surface layer to the inside of the crystallite) in the oxide crystal of the metal element (M). Can be mentioned. In the case of (ii) above, a metal oxide solid solution phase in which different metal elements (two or more metal elements (M ′)) are dissolved as a surface layer on the surface of the oxide crystal of the metal element (M). (Form (I)) or a composite oxide phase (form (II)) of a dissimilar metal element (two or more metal elements (M ′)) and a metal element (M) is formed. If there is.

なお、一般に、金属酸化物は、結晶性を示すもの(結晶体)と、結晶性を示さないもの(非結晶体)とに分類される。上記結晶体とは、規則的な原子配列が周期性をもって認められる結晶子からなる金属酸化物であると定義することができ、電子線回折学的および/またはX線回折学的に、格子定数および/または回折パターンから金属酸化物の同定ができるものを言い、そうでないものは非結晶体であると定義できる。紫外線吸収能などに優れる点では、結晶体であることが好ましく、本発明の金属酸化物粒子を構成する金属酸化物についても同様である。
上記結晶体については、単結晶体であっても多結晶体であってもよく、これらを構成する結晶子の形状としては、例えば、球状、楕円球状、立方体状、直方体状、多面体状、ピラミッド状、柱状、チューブ状、りん片状、(六角)板状等の薄片状や、過飽和度の高い条件下で結晶の稜や角が優先的に伸びて生成した樹枝状、骸晶状などが挙げられる。結晶子の配向性については、限定はされず、全ての結晶子の配向性が揃っていても、ランダムであっても、一部が同じ配向性で残りがランダムであってもよく、限定はされない。
In general, metal oxides are classified into those showing crystallinity (crystals) and those showing no crystallinity (non-crystals). The crystal body can be defined as a metal oxide composed of crystallites in which a regular atomic arrangement is recognized with periodicity, and has a lattice constant in electron diffraction and / or X-ray diffraction. And / or refers to what can identify a metal oxide from a diffraction pattern, otherwise it can be defined as amorphous. In terms of excellent ultraviolet absorbing ability, it is preferably a crystal, and the same applies to the metal oxide constituting the metal oxide particles of the present invention.
The crystal body may be a single crystal body or a polycrystal body, and examples of the shape of the crystallite constituting the crystal body include a spherical shape, an elliptical spherical shape, a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a polyhedral shape, and a pyramid. , Columnar, tube-like, flake-like, (hexagonal) plate-like flakes, dendrites, skeletons, etc. produced by preferentially extending crystal edges and corners under conditions of high supersaturation Can be mentioned. The orientation of the crystallites is not limited, and even if all the orientations of the crystallites are uniform or random, some of them may be the same orientation and the rest may be random. Not.

本発明の金属酸化物粒子の形状は、限定はされないが、例えば、球状(真球状)、楕円球状、立方体状、直方体状、ピラミッド状、針状、柱状、棒状、筒状、りん片状、(六角)板状等の薄片状などが挙げられる。
本発明の金属酸化物粒子の大きさについては、超微粒子や微粒子と称されるものまですべて含むこととし、限定はされないが、通常、1次粒子の平均粒子径が1〜100nmであることが好ましく、より好ましくは5〜30nm、さらに好ましくは5〜20nm、特に好ましくは10〜20nmである。1次粒子の平均粒子径が100nmを超えると、透明性が低下するおそれがある。なお、ここで、1次粒子の平均粒子径とは、結晶子径(Dw)または比表面積径(Ds)を意味するものであり、結晶子径(Dw)と比表面積径(Ds)のいずれか一方が前記範囲になることが好ましいのである。より詳しくは、結晶子径(Dw)とは、X線回折学的に結晶の場合に適用されるものであり、シェラー法により求められた結晶子の大きさのことである。該結晶子径(Dw)は、通常、金属酸化物粒子の粉末X線回折パターンを測定し、3強線(ピークが最も大きい回折線(1)、2番目に大きい回折線(2)、3番目に大きい回折線(3))について、それぞれの半値巾または積分巾よりシェラーの式から回折線(1)〜(3)に帰属される回折面に垂直方向の結晶子径D1、D2、D3を求め、これらの平均値((D1+D2+D3)/3)を結晶子径(Dw)として算出することができる。他方、比表面積径(Ds)は、金属酸化物粒子の粉末の真比重と比表面積を測定し、下記式により算出することができる。
The shape of the metal oxide particles of the present invention is not limited. Examples include a hexagonal plate shape and the like.
The size of the metal oxide particles of the present invention includes all the so-called ultrafine particles and fine particles, and is not limited. Usually, the average particle size of the primary particles is 1 to 100 nm. More preferably, it is 5-30 nm, More preferably, it is 5-20 nm, Most preferably, it is 10-20 nm. When the average particle diameter of the primary particles exceeds 100 nm, the transparency may be lowered. Here, the average particle diameter of the primary particles means the crystallite diameter (Dw) or the specific surface area diameter (Ds), and either the crystallite diameter (Dw) or the specific surface area diameter (Ds). It is preferable that either one falls within the above range. More specifically, the crystallite diameter (Dw) is applied in the case of crystal in X-ray diffraction, and is the size of the crystallite obtained by the Scherrer method. The crystallite diameter (Dw) is usually determined by measuring a powder X-ray diffraction pattern of metal oxide particles. Three strong lines (diffractive line having the largest peak (1), second largest diffraction line (2), 3 For the second largest diffraction line (3)), the crystallite diameters D1, D2, and D3 in the direction perpendicular to the diffraction planes assigned to the diffraction lines (1) to (3) from the Scherrer formula from the respective half widths or integral widths. The average value ((D1 + D2 + D3) / 3) can be calculated as the crystallite diameter (Dw). On the other hand, the specific surface area diameter (Ds) can be calculated by the following formula by measuring the true specific gravity and specific surface area of the powder of metal oxide particles.

Ds(nm)=6000/(ρ×S)
但し、ρ:粒子の真比重(無次元)
S:B.E.T.法で測定される粒子の比表面積(m/g)
前記金属元素(M)の酸化物が酸化亜鉛結晶である場合、透明性と紫外線吸収性の両方に優れる点でX線回折測定による結晶子径のうち、格子面(002)に垂直方向の結晶子径が30nm以下、格子面(110)に垂直方向の結晶子径が10nm以上であることが好ましい。より好ましくは、格子面(002)に垂直方向の結晶子径は20nm以下である。具体的には、格子面(002)に垂直方向(光軸方向)の結晶子径は、紫外線吸収性能にさほど大きな影響は及ぼさず、透明性を高める点では小さい方が好ましい。他方、格子面(002)の方向(光軸に対して垂直方向)の結晶子径、例えば、格子面(110)に垂直方向の結晶子径は、小さすぎると紫外線吸収性能を低下させることになる。なお、各格子面に垂直方向の結晶子径は、粉末X線回折測定を行い、シェラー解析を行うことにより求めることができる。
Ds (nm) = 6000 / (ρ × S)
Where ρ is the true specific gravity of the particle (dimensionless)
S: B. E. T.A. Specific surface area (m 2 / g) of particles measured by the method
When the oxide of the metal element (M) is a zinc oxide crystal, the crystal perpendicular to the lattice plane (002) out of the crystallite diameter by X-ray diffraction measurement is excellent in both transparency and ultraviolet absorption. The crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (110) is preferably 10 nm or more. More preferably, the crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (002) is 20 nm or less. Specifically, the crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (002) (optical axis direction) does not significantly affect the ultraviolet absorption performance, and is preferably smaller in terms of enhancing transparency. On the other hand, if the crystallite diameter in the direction of the lattice plane (002) (perpendicular to the optical axis), for example, the crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (110) is too small, the ultraviolet absorption performance is deteriorated. Become. The crystallite diameter perpendicular to each lattice plane can be determined by performing powder X-ray diffraction measurement and Scherrer analysis.

本発明の金属酸化物粒子を構成する金属酸化物は、単一酸化物(具体的には、金属元素(M)の酸化物)に異種金属元素(2種以上の金属元素(M’))が固溶(ドープ)されてなる固溶体金属酸化物(固溶体酸化物)であることが好ましい。また、該金属酸化物は、金属元素と酸素とが定比組成であっても不定比組成であってもよく、限定はされない。
上記固溶体酸化物については、いわゆる侵入型固溶体酸化物であってもよいし、置換型固溶体酸化物であってもよいし、これらの組み合わせたものであってもよく、限定はされない。
本発明の金属酸化物粒子において、前記金属元素(M)は、Zn(亜鉛)、Ti(チタン)、Ce(セリウム)、In(インジウム)、Sn(スズ)、Al(アルミニウム)およびSi(珪素)からなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらのなかでも、Zn、Ti、Ceは、その単独酸化物においても優れた紫外線吸収性能を発揮しうるものであるので、従来一般的に言われている380nm以下の紫外線に対する遮蔽効果が高く、しかも、金属元素(M’)による効果、すなわち、紫外線吸収端がより長波長側にシフトされるという効果を格段に発揮させることができる点で好ましい。特に、Znは、可視光に対する透明性にも優れる点で、より好ましく、酸化亜鉛系粒子が本発明の金属酸化物粒子の好ましい態様である。
The metal oxide constituting the metal oxide particles of the present invention is a single oxide (specifically, an oxide of a metal element (M)) or a different metal element (two or more metal elements (M ′)). Is preferably a solid solution metal oxide (solid solution oxide) formed by solid solution (doping). Further, the metal oxide may be a non-stoichiometric composition or a metal element and oxygen, and is not limited.
The solid solution oxide may be a so-called interstitial solid solution oxide, a substitutional solid solution oxide, or a combination thereof, and is not limited.
In the metal oxide particles of the present invention, the metal element (M) includes Zn (zinc), Ti (titanium), Ce (cerium), In (indium), Sn (tin), Al (aluminum), and Si (silicon). At least one selected from the group consisting of: Among these, Zn, Ti, and Ce are capable of exhibiting excellent ultraviolet absorption performance even in their single oxides, and thus have a high shielding effect against ultraviolet rays of 380 nm or less, which is generally referred to conventionally. And it is preferable at the point which can exhibit the effect by a metal element (M '), ie, the effect that an ultraviolet absorption edge is shifted to a longer wavelength side remarkably. In particular, Zn is more preferable in terms of excellent transparency to visible light, and zinc oxide-based particles are a preferable embodiment of the metal oxide particles of the present invention.

本発明の金属酸化物粒子において、前記金属元素(M’)は、Co(コバルト)、Cu(銅)、Fe(鉄)、Bi(ビスマス)、In(インジウム)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、Ti(チタン)、Sn(スズ)、Ag(銀)、Mn(マンガン)、Ni(ニッケル)およびCe(セリウム)からなる群より選ばれる2種以上である。ただし、前述したように、金属元素(M’)は、前記金属元素(M)とは異なる金属元素でなければならない。前記群のうちの前記金属元素(M)以外の金属元素から選ばれた2種以上であれば、2種以上の金属元素(M’)の組み合わせは、限定はされない。なお、前記金属元素(M’)として選択しうる群のうち、In、Al、Ga、Ti、CeおよびSnは、380nmおよびその近傍における吸収能を高める効果が高く、本発明では、これをn型ドーパントと称することとする。   In the metal oxide particles of the present invention, the metal element (M ′) is Co (cobalt), Cu (copper), Fe (iron), Bi (bismuth), In (indium), Al (aluminum), Ga ( Two or more selected from the group consisting of gallium), Ti (titanium), Sn (tin), Ag (silver), Mn (manganese), Ni (nickel), and Ce (cerium). However, as described above, the metal element (M ′) must be a metal element different from the metal element (M). The combination of two or more metal elements (M ′) is not limited as long as it is two or more selected from metal elements other than the metal element (M) in the group. Of the groups that can be selected as the metal element (M ′), In, Al, Ga, Ti, Ce, and Sn are highly effective in increasing the absorption capacity at 380 nm and in the vicinity thereof. It shall be called a type dopant.

前記金属元素(M’)として選択しうる群の中で、Coとしては、例えば、Co(II)およびCo(III)が挙げられる。Feとしては、例えば、Fe(II)およびFe(III)が挙げられる。Co、Feが固溶成分の場合、2価の方が3価に比べて優れた紫外線吸収性を示し、可視光透過性にも優れる。よって、3価のみよりは、2価単独もしくは2価と3価が共存して存在することが好ましい。特に、Feの場合、3価であると黄色の着色が強いが、2価であると緑味を帯びた色となる点から、Feは2価が好ましい。
前記金属元素(M’)として選択しうる群の中で、Cuとしては、例えば、Cu(0)、Cu(I)およびCu(II)が挙げられる。Biとしては、例えば、Bi(III)が挙げられる。Inとしては、例えば、In(I)およびIn(III)が挙げられる。Alとしては、例えば、Al(III)が挙げられる。Gaとしては、例えば、Ga(III)が挙げられる。Tiとしては、例えば、Ti(IV)、Ti(III)が挙げられる。Snとしては、例えば、Sn(II)、Sn(IV)が挙げられる。Agとしては、例えば、Ag(0)、Ag(I)、Ag(III)が挙げられる。Mnとしては、例えば、Mn(I)、Mn(II)、Mn(III)、Mn(IV)、Mn(V)、Mn(VI)、Mn(VII)が挙げられる。Niとしては、例えば、Ni(0)、Ni(II)、Ni(I)、Ni(III)が挙げられる。Ceとしては、例えば、Ce(IV)、Ce(III)が挙げられる。これらのうち、Cu、Ag、Niは、Cu(0)、Ag(0)、Ni(0)、すなわち金属として特定金属化合物の表面に付着していてもよい。これらのなかでも、Bi(III)、In(III)、Ag(I)、Mn(II)、Mn(III)、Ni(V)が、紫外線遮蔽性などに優れる点で好ましい。
Among the groups that can be selected as the metal element (M ′), examples of Co include Co (II) and Co (III). Examples of Fe include Fe (II) and Fe (III). In the case where Co and Fe are solid solution components, the bivalent one shows better ultraviolet absorption than the trivalent one, and the visible light permeability is also better. Therefore, it is preferable that divalent monovalent or divalent and trivalent coexist with each other rather than trivalent alone. In particular, in the case of Fe, if it is trivalent, yellow coloring is strong, but if it is divalent, Fe is preferably divalent because it gives a greenish color.
Among the groups that can be selected as the metal element (M ′), examples of Cu include Cu (0), Cu (I), and Cu (II). Examples of Bi include Bi (III). Examples of In include In (I) and In (III). Examples of Al include Al (III). An example of Ga is Ga (III). Examples of Ti include Ti (IV) and Ti (III). Examples of Sn include Sn (II) and Sn (IV). Examples of Ag include Ag (0), Ag (I), and Ag (III). Examples of Mn include Mn (I), Mn (II), Mn (III), Mn (IV), Mn (V), Mn (VI), and Mn (VII). Examples of Ni include Ni (0), Ni (II), Ni (I), and Ni (III). Examples of Ce include Ce (IV) and Ce (III). Among these, Cu, Ag, and Ni may be attached to the surface of the specific metal compound as Cu (0), Ag (0), Ni (0), that is, a metal. Among these, Bi (III), In (III), Ag (I), Mn (II), Mn (III), and Ni (V) are preferable in terms of excellent ultraviolet shielding properties.

これら、M’のうち、Cu、Ag、NiはCu(0)、Ag(0)、Ni(0)として、すなわち金属として金属酸化物粒子の表面に被着して効果を発揮することもできる。
前記金属元素(M’)として選択する2種以上の組み合わせとして好ましい態様は、Co、CuおよびFeからなる群より選ばれる少なくとも1種と、Bi、In、Al、Ga、Ti、SnおよびCeからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を必須とする組み合わせ(下記(i))と、Co、Cu、Fe、Ag、Mn、NiおよびBiからなる群より選ばれる1種を必須とする組み合わせ(下記(ii)〜(v))、である。なお、(i)〜(v)のうちの複数を組み合わせた態様がより好ましいことは言うまでもない。
Among these M ′, Cu, Ag, and Ni can be exerted as Cu (0), Ag (0), and Ni (0), that is, as a metal deposited on the surface of the metal oxide particles. .
A preferred embodiment as a combination of two or more selected as the metal element (M ′) is at least one selected from the group consisting of Co, Cu and Fe, and Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn and Ce. A combination that requires at least one selected from the group consisting of the following (i) and a combination that requires one selected from the group consisting of Co, Cu, Fe, Ag, Mn, Ni and Bi ( (Ii) to (v)) below. In addition, it cannot be overemphasized that the aspect which combined two or more of (i)-(v) is more preferable.

(i)前記金属元素(M’)として選択しうる群のうち、In、Al、Ga、Ti、SnおよびCeからなる群のみを金属元素(M)の酸化物に含有させた場合や、Co、FeおよびCuからなる群のみを金属元素(M)の酸化物に含有させた場合のいずれに比べて、両方の群の金属元素を組み合わせて金属元素(M)の酸化物に含有させた場合は、370〜450nmにおける吸収能が高まるという効果がある。このように組み合わせて含有させることにより、両方の群の金属元素に起因する作用効果が相乗的に発揮され、370〜450nmにおける吸収効率を高めているものと考えられる。例えば、金属元素(M)がZnである場合、380nmの紫外線に対する吸収能力は顕著に高くなり、より少量で充分に紫外線をカットすることができる。   (i) Of the groups that can be selected as the metal element (M ′), only the group consisting of In, Al, Ga, Ti, Sn, and Ce is included in the oxide of the metal element (M), or Co Compared to the case where only the group consisting of Fe and Cu is contained in the oxide of the metal element (M), when the metal elements of both groups are combined and contained in the oxide of the metal element (M) Has the effect of increasing the absorption capacity at 370 to 450 nm. By containing in combination in this way, it is considered that the effects resulting from both groups of metal elements are synergistically exhibited and the absorption efficiency at 370 to 450 nm is enhanced. For example, when the metal element (M) is Zn, the absorption ability with respect to 380 nm ultraviolet rays is remarkably increased, and the ultraviolet rays can be sufficiently cut with a smaller amount.

(ii)Cuを必須とする組み合わせ。Cuを必須とすることにより、380nm以下の一般に紫外線といわれる領域の光吸収性能を格段に高めることができ、しかも黄色の着色を抑制することができる。また、例えば、TiやCeを金属元素(M)とする場合、Feや、Bi、Mnを金属元素(M’)とする場合など、金属酸化物粒子が黄色の色相を示す場合においては、Cuを必須として共存させることにより、黄色を減じるか、もしくは無色化する作用をも発揮しうる点でも好ましい。Cuは、前記金属元素(M’)として選択しうる群のいずれの元素とも好ましく組み合わせることができるのであるが、該組み合わせにおいて、Cuの相手方となる金属元素(M’)として、前記n型ドーパント(なかでもIn、Al、Sn、Ce)は、380nm以下の一般に紫外線といわれる領域の光吸収性能の向上効果を相乗的により高めることができる点で、より好ましい。また、該組み合わせにおいて、Cuの相手方となる金属元素(M’)として、Co、Fe、Bi、Mn、Ag、Niは、可視光の高エネルギー領域(380〜450nm)の光吸収性能をより向上させうる点で、より好ましい。該組み合わせにおいて、Cuの相手方となる金属元素(M’)としては、Fe、Mn、Biが、金属酸化物粒子の安全性が高いので、特に好ましく、その組み合わせとしては、CuとFe、BiまたはMnを必須とする組み合わせ、もしくはCuとFeと前記n型ドーパントからなる組み合わせ、もしくはCuとMnと前記n型ドーパントからなる組み合わせ、もしくはCuとBiと前記n型ドーパントからなる組み合わせ、もしくはCuとBiとFeまたはMn、もしくはCuとBiとFeまたはMnとn型ドーパントが特に好ましい態様として挙げられる。   (ii) A combination that requires Cu. By making Cu essential, the light absorption performance of the region generally referred to as ultraviolet rays of 380 nm or less can be remarkably enhanced, and yellow coloring can be suppressed. In addition, for example, when Ti or Ce is a metal element (M), or when Fe, Bi, or Mn is a metal element (M ′), the metal oxide particles exhibit a yellow hue. By coexisting as an essential component, yellowing can be reduced or the effect of decolorizing can be exhibited. Cu can be preferably combined with any element of the group that can be selected as the metal element (M ′). In the combination, the n-type dopant is used as the metal element (M ′) as the counterpart of Cu. (In particular, In, Al, Sn, Ce) is more preferable because it can synergistically enhance the effect of improving the light absorption performance in a region generally referred to as ultraviolet rays of 380 nm or less. In this combination, Co, Fe, Bi, Mn, Ag, and Ni as metal elements (M ′) that are counterparts to Cu further improve the light absorption performance in the high energy region (380 to 450 nm) of visible light. It is more preferable at the point which can be made. In this combination, Fe, Mn, and Bi are particularly preferable as the metal element (M ′) as a counterpart to Cu because the safety of the metal oxide particles is high. As the combination, Cu and Fe, Bi, or A combination that requires Mn, a combination that includes Cu, Fe, and the n-type dopant, a combination that includes Cu, Mn, and the n-type dopant, a combination that includes Cu, Bi, and the n-type dopant, or a Cu and Bi And Fe or Mn, or Cu and Bi and Fe or Mn and an n-type dopant are particularly preferred embodiments.

(iii)Fe、Co、Ni、Mnを必須とする組み合わせ。Fe、Co、Ni、Mnを必須とすることにより、Fe、Co、Ni、Mnは可視光の高エネルギー領域(380〜450nm)の光吸収性能をより向上させることができる。特に、前述したように、Fe、Co、Ni、Mnとして少なくとも一部はFe(II)やMn(II)を必須とする場合(言い換えれば、Fe(II)単独やもしくはMn(II)単独で存在する場合、もしくはFe(II)とFe(III)とが共存する場合やMn(II)とMn(III)とが共存する場合)、可視光における吸収を抑制し、かつ、紫外線をより長波長まで吸収することができる点でより好ましい。該組み合わせにおいて、Fe、Co、Ni、Mnの相手方となる金属元素(M’)としては380nm以下の一般に紫外線といわれる領域の光吸収性能を高める、前記n型ドーパント(なかでもCe、In、Al、Sn)および/または、Cuが好ましい。   (Iii) A combination in which Fe, Co, Ni, and Mn are essential. By making Fe, Co, Ni, and Mn essential, Fe, Co, Ni, and Mn can further improve the light absorption performance in the high energy region (380 to 450 nm) of visible light. In particular, as described above, when Fe, Co, Ni, and Mn are at least partially essential to Fe (II) or Mn (II) (in other words, Fe (II) alone or Mn (II) alone When present, or when Fe (II) and Fe (III) coexist or when Mn (II) and Mn (III) coexist), absorption in visible light is suppressed, and ultraviolet rays are longer. It is more preferable at the point which can absorb to a wavelength. In this combination, the metal element (M ′) as a counterpart of Fe, Co, Ni, Mn is an n-type dopant (especially Ce, In, Al) that improves the light absorption performance in a region generally referred to as ultraviolet rays of 380 nm or less. Sn) and / or Cu.

(iv)Biを必須とする組み合わせ。Biを必須とすることにより、450nm以上の可視光の透過率を維持しながら、これよりも低波長(400〜450nm)の領域の吸収率を選択的に高めることができる。該組み合わせにおいて、Biの相手方となる金属元素(M’)としては、(1)前記n型ドーパント(なかでもIn、Al、Ce、Sn)、(2)Cu、(3)Co、Mn、Ni、Feあるいは(4)Agが好ましい。
(v))Agを必須とする組み合わせ。Agを必須とすることにより、可視光の高エネルギー領域(380〜450nm)の光吸収性能、特に410〜440nmにおける吸収性能をより向上させることができる。該組み合わせにおいて、Agの相手方となる金属元素(M’)としては、380nmの吸収能を高めるのに有効な前記n型ドーパント(なかでもIn、Al、Sn、Ce)、Cuが好ましい。
(iv) A combination that requires Bi. By making Bi indispensable, it is possible to selectively increase the absorptance in a region having a lower wavelength (400 to 450 nm) while maintaining the visible light transmittance of 450 nm or more. In this combination, Bi metal counterparts (M ′) include (1) the n-type dopant (in particular, In, Al, Ce, Sn), (2) Cu, (3) Co, Mn, Ni Fe or (4) Ag is preferred.
(V)) A combination that requires Ag. By making Ag essential, the light absorption performance in the high energy region (380 to 450 nm) of visible light, particularly the absorption performance at 410 to 440 nm can be further improved. In the combination, as the metal element (M ′) which is the counterpart of Ag, the n-type dopant (in particular, In, Al, Sn, Ce) and Cu effective for enhancing the absorption ability at 380 nm are preferable.

前記金属元素(M’)として選択する2種以上の組み合わせとしては、具体的には、例えば、Co(II)とIn(III)、Co(II)とBi(III)、Fe(II)とIn(III)、Fe(II)とBi(III)、Co(II)とIn(III)、Co(III)とBi(III)、Co(II)とAl(III)、Co(III)とGa(III)、Co(II)とTi(IV)、Fe(III)とIn(III)、Fe(III)とBi(III)、Fe(II)とAl(III)、Fe(III)とCu(II)、Fe(II)とCu(I)とIn(III)、Fe(II)とCu(II)とAl(III)、Fe(III)とCu(I)とIn(III)、Fe(III)とCu(II)とAl(III)、Fe(II)とFe(III)とAl(III)、Fe(II)とFe(III)とCu(I)、Cu(I)とIn(III)、Cu(II)とIn(III)、Cu(I)とAl(III)、Cu(II)とAl(III)、Cu(I)とSn(IV)、Cu(II)とSn(IV)、Cu(I)とTi(IV)、Cu(II)とTi(III)、Cu(I)とCe(IV)、Cu(I)とCo(III)、Cu(II)とCo(III)、Cu(I)とBi(III)、Cu(II)とBi(III)、Cu(I)とCu(II)とBi(III)、Cu(I)とCu(II)とIn(III)、Cu(I)とCu(II)とAl(III)、Cu(I)とCu(II)とSn(IV)、Cu(I)とCu(II)とSn(II)、Cu(I)とCu(II)とTi(IV)、Cu(I)とCu(II)とTi(III)、Mn(II)とBi(III)、Ag(I)とBi(III)、Ni(II)とBi(III)、Cu(I)とIn(III)とBi(III)、Cu(I)とAl(III)とMn(II)、Cu(I)とGa(III)とFe(II)、Cu(I)とIn(III)とBi(III)とFe(II)、Cu(I)とIn(III)とBi(III)とMn(II)、Sn(II)とIn(III)、Sn(IV)とAl(III)、Ce(III)とGa(III)、Ce(IV)とTi(III)、Ag(I)とIn(III)、Ag(0)とIn(III)、Ag(I)とCu(I)、Sn(II)とCe(III)、Sn(IV)とTi(IV)、Mn(III)とIn(III)、Mn(II)とAl(III)、Mn(II)とCu(I)とIn(III)などがより好ましい。   Specific examples of combinations of two or more selected as the metal element (M ′) include Co (II) and In (III), Co (II) and Bi (III), and Fe (II). In (III), Fe (II) and Bi (III), Co (II) and In (III), Co (III) and Bi (III), Co (II) and Al (III), Co (III) and Ga (III), Co (II) and Ti (IV), Fe (III) and In (III), Fe (III) and Bi (III), Fe (II) and Al (III), Fe (III) and Cu (II), Fe (II) and Cu (I) and In (III), Fe (II) and Cu (II) and Al (III), Fe (III) and Cu (I) and In (III), Fe (III) and Cu (II) and Al (III), Fe (II) and Fe (III) and Al (III), Fe (II) and Fe (III) and Cu (I), Cu (I) and In (III), Cu (II) and In (III), Cu (I) and Al (III), Cu ( II) and Al (III), Cu (I) and Sn (IV), Cu (II) and Sn (IV), Cu (I) and Ti (IV), Cu (II) and Ti (III), Cu ( I) and Ce (IV), Cu (I) and Co (III), Cu (II) and Co (III), Cu (I) and Bi (III), Cu (II) and Bi (III), Cu ( I) and Cu (II) and Bi (III), Cu (I) and Cu (II) and In (III), Cu (I) and Cu (II) and Al (III), Cu (I) and Cu ( II) and Sn (IV), Cu (I) and Cu (II) and Sn (II), Cu (I) and Cu (II) and Ti (IV), Cu (I) and Cu (II) and Ti ( III), Mn (II) and Bi (III), Ag (I) and Bi (III), Ni (II) and Bi (III), Cu (I) and In (III) and Bi (III), Cu ( I) and Al (III) and Mn (II), Cu (I) and Ga (III) and Fe (II), Cu (I) and In (III), Bi (III) and Fe (II), Cu ( I And In (III), Bi (III) and Mn (II), Sn (II) and In (III), Sn (IV) and Al (III), Ce (III) and Ga (III), Ce (IV) And Ti (III), Ag (I) and In (III), Ag (0) and In (III), Ag (I) and Cu (I), Sn (II) and Ce (III), Sn (IV) And Ti (IV), Mn (III) and In (III), Mn (II) and Al (III), Mn (II), Cu (I) and In (III) are more preferable.

本発明の金属酸化物粒子においては、前記金属元素(M’)以外の金属元素を、該金属元素(M’)による本発明の効果を損なわない範囲で、金属元素(M)の酸化物に含有させてもよく、例えば、B、Si、Ge、Sb、Hf、Yおよびランタノイド金属元素など挙げられる。
なお、前記異種金属元素(前記金属元素(M’)や、これ以外に金属元素(M)の酸化物に含有させる金属元素)の存在確認は、後述する異種金属元素の含有率の測定方法における元素分析により、行うことができる。
本発明の金属酸化物粒子においては、前記金属元素(M’)の合計含有率が、金属元素(M)に対し0.02〜20原子%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜10原子%である。上記含有率が、0.02原子%未満であると、紫外線遮断が不十分となるおそれがあり、20原子%を超えると、可視光透過性が低下するおそれがある。
In the metal oxide particles of the present invention, a metal element other than the metal element (M ′) is converted into an oxide of the metal element (M) within a range not impairing the effect of the present invention by the metal element (M ′). For example, B, Si, Ge, Sb, Hf, Y, and a lanthanoid metal element may be included.
The presence of the different metal element (the metal element (M ′) or other metal element contained in the oxide of the metal element (M)) is confirmed by a method for measuring the content of the different metal element described later. This can be done by elemental analysis.
In the metal oxide particles of the present invention, the total content of the metal element (M ′) is preferably 0.02 to 20 atomic%, more preferably 0.2 to 0.2% with respect to the metal element (M). 10 atomic percent. When the content is less than 0.02 atomic%, there is a possibility that the ultraviolet light shielding is insufficient, and when it exceeds 20 atomic%, the visible light transmittance may be deteriorated.

前記金属元素(M’)を前記(i)の組み合わせで選択する場合、Co、CuおよびFeからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素の合計含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜20原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.2〜3原子%である。上記含有率が、0.01原子%未満であると、紫外線遮断が不十分となるおそれがあり、20原子%を超えると、可視光透過性が低下するおそれがある。一方、前記金属元素(M’)を前記(i)の組み合わせで選択する場合、Bi、In、Al、Ga、TiおよびSn、Ceからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素の合計含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.2〜3原子%である。上記含有率が、0.01原子%未満であると、Co、CuおよびFeからなる群との組み合わせによる相乗効果が十分に発揮されないおそれがあり、10原子%を超えると、逆に紫外線遮断性の向上効果が表れにくく、逆に低下してしまう場合があるほか、Biを含有する場合においては着色(黄色)の問題が生じるおそれがある。   When the metal element (M ′) is selected by the combination of (i), the total content of at least one metal element selected from the group consisting of Co, Cu and Fe is 0 with respect to the metal element (M). It is preferably 0.01 to 20 atom%, more preferably 0.1 to 5 atom%, and still more preferably 0.2 to 3 atom%. When the content is less than 0.01 atomic%, there is a possibility that the ultraviolet light shielding is insufficient, and when it exceeds 20 atomic%, the visible light transmittance may be deteriorated. On the other hand, when the metal element (M ′) is selected by the combination of (i), the total content of at least one metal element selected from the group consisting of Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn, and Ce. Is preferably from 0.01 to 10 atomic%, more preferably from 0.1 to 5 atomic%, still more preferably from 0.2 to 3 atomic%, based on the metal element (M). If the content is less than 0.01 atomic%, the synergistic effect due to the combination of Co, Cu and Fe may not be sufficiently exhibited. In addition to the fact that the improvement effect is difficult to appear and may decrease, there is a possibility that coloring (yellow) may occur when Bi is contained.

前記金属元素(M’)を前記(ii)の組み合わせで選択する場合、Cuの含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.1〜1原子%である。また、前記(ii)の組み合わせにおいて、Cu以外の金属元素(M’)(Cuの相手方となる金属元素(M’))の含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.2〜3原子%である。
前記金属元素(M’)を前記(iii)の組み合わせで選択する場合、Fe、Co、Ni、Mnの含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%である。前記金属元素(M’)を前記(iii)の組み合わせで選択する場合、Mnの含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜30原子%であることが好ましく、より好ましくは1〜20原子%、さらに好ましくは1〜10原子%である。また、前記(iii)の組み合わせにおいて、Fe、Co、Ni、Mn以外の金属元素(M’)(Fe、Co、Ni、Mnの相手方となる金属元素(M’))の含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.2〜3原子%である。
When the metal element (M ′) is selected by the combination of (ii), the Cu content is preferably 0.01 to 10 atomic%, more preferably 0.8% relative to the metal element (M). It is 1-5 atomic%, More preferably, it is 0.1-1 atomic%. Further, in the combination (ii), the content of the metal element (M ′) other than Cu (the metal element (M ′) as the counterpart of Cu) is 0.01 to 10 atoms relative to the metal element (M). %, More preferably 0.1 to 5 atomic%, still more preferably 0.2 to 3 atomic%.
When the metal element (M ′) is selected by the combination of (iii), the content of Fe, Co, Ni, and Mn is preferably 0.01 to 10 atomic% with respect to the metal element (M). More preferably, it is 0.1-5 atomic%. When the metal element (M ′) is selected by the combination of (iii), the Mn content is preferably 0.01 to 30 atomic%, more preferably 1 to 30%, based on the metal element (M). It is 20 atomic%, More preferably, it is 1-10 atomic%. Further, in the combination (iii), the content of the metal element (M ′) other than Fe, Co, Ni, and Mn (the metal element (M ′) that is the counterpart of Fe, Co, Ni, and Mn) is the metal content. It is preferable that it is 0.01-10 atomic% with respect to an element (M), More preferably, it is 0.1-5 atomic%, More preferably, it is 0.2-3 atomic%.

前記金属元素(M’)を前記(iv)の組み合わせで選択する場合、Biの含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%である。また、前記(iv)の組み合わせにおいて、Bi以外の金属元素(M’)(Biの相手方となる金属元素(M’))の含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%、さらに好ましくは0.2〜3原子%である。
前記金属元素(M’)を前記(v)の組み合わせで選択する場合、Agの含有率は、金属元素(M)に対し0.01〜10原子%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜2原子%、さらに好ましくは0.1〜1原子%である。
When the metal element (M ′) is selected by a combination of the above (iv), the Bi content is preferably 0.01 to 10 atomic% with respect to the metal element (M), and more preferably 0.8%. 1 to 5 atomic%. In the combination of (iv), the content of the metal element (M ′) other than Bi (the metal element (M ′) that is the counterpart of Bi) is 0.01 to 10 atoms relative to the metal element (M). %, More preferably 0.1 to 5 atomic%, still more preferably 0.2 to 3 atomic%.
When the metal element (M ′) is selected by the combination of (v), the Ag content is preferably 0.01 to 10 atomic%, more preferably 0.8%, relative to the metal element (M). It is 05-2 atomic%, More preferably, it is 0.1-1 atomic%.

前記異種金属元素(前記金属元素(M’)や、これ以外に金属元素(M)の酸化物に含有させる金属元素)の存在は、金属酸化物粒子の1次粒子またはそれらの集合体について、FE−TEM(透過型電子顕微鏡)によりそれらの透過像を観察しながら、粒子のほかに金属の偏析物が認められないところを探し、高分解能XMAにより元素分析を行い、各金属元素に帰属するピークを検出することで確認できる。偏析物の確認は、FE−TEMで観察される透過像において、通常、XMAで確認できないレベルであれば偏析物は無いものとする。
前記異種金属元素(前記金属元素(M’)や、これ以外に金属元素(M)の酸化物に含有させる金属元素)の含有率の測定は、蛍光X線分析、原子吸光分析およびIPC等の微量成分分析手法で行うこともできるが、上記高分解能XMAによる元素分析を所望の空間分解能(スポット径)で行い、各金属元素に帰属するピーク強度を測定し、その結果から算出するようにする手法で行うことが好ましい。上記スポット径は、プローブを絞ることにより下限を1nmφにまでできるとともに、任意に連続的に拡大することもできる。具体的には、FE−TEMによる透過像において、通常は偏析物の認められない約10個の金属酸化物粒子の集合体を選択し、これら10個の(微)粒子をすべて含むような空間分解能(スポット径)で元素分析を行うこととする。
The presence of the dissimilar metal element (the metal element (M ′) or a metal element included in the oxide of the metal element (M) other than this) is about the primary particles of the metal oxide particles or their aggregates. While observing their transmission images with FE-TEM (transmission electron microscope), look for places where no metal segregation other than particles is found, conduct elemental analysis with high resolution XMA, and attribute to each metal element This can be confirmed by detecting the peak. The confirmation of the segregated material is that there is no segregated material in a transmission image observed by FE-TEM, if it is normally at a level that cannot be confirmed by XMA.
The measurement of the content of the different metal element (the metal element (M ′) or other metal element contained in the oxide of the metal element (M)) can be performed by X-ray fluorescence analysis, atomic absorption analysis, IPC, etc. Although it can be performed by a trace component analysis method, the elemental analysis by the high resolution XMA is performed at a desired spatial resolution (spot diameter), the peak intensity attributed to each metal element is measured, and the result is calculated. It is preferable to use a technique. The spot diameter can be lowered to 1 nmφ by narrowing down the probe, and can be arbitrarily increased. Specifically, in a transmission image by FE-TEM, an aggregate of about 10 metal oxide particles, in which segregation is not normally observed, is selected, and a space including all these 10 (fine) particles. Elemental analysis is performed with resolution (spot diameter).

なお、各粒子が異種金属元素(前記金属元素(M’)や、これ以外に金属元素(M)の酸化物に含有させる金属元素)を含有しているか、あるいは、個々の粒子において粒子中に異種金属元素が均一に分散しているかについては、ビーム径を絞って(例えば1nmφ)の局所元素分析を行うことにより確認することができる。
前記FE−TEMとしては、例えば、日立製作所製の電界放射型透過型電子顕微鏡(HF−2000型、加速電圧200kV)等を用いることができる。前記高分解能XMAとしては、例えば、ケヴェックス(Kevex)社製のX線マイクロアナライザー(Sigma型、エネルギー分散型、ビーム径:空間分解能10Åφ)等を用いることができる。
Each particle contains a different metal element (the metal element (M ′) or a metal element contained in the oxide of the metal element (M) other than this), or in each particle, Whether or not the dissimilar metal elements are uniformly dispersed can be confirmed by performing local elemental analysis with the beam diameter narrowed down (for example, 1 nmφ).
As the FE-TEM, for example, a field emission transmission electron microscope (HF-2000 type, acceleration voltage 200 kV) manufactured by Hitachi, Ltd. can be used. As the high-resolution XMA, for example, an X-ray microanalyzer (Sigma type, energy dispersion type, beam diameter: spatial resolution of 10 mmφ) manufactured by Kevex can be used.

本発明の金属酸化物粒子については、該粒子および/または該粒子に由来する金属元素(M)の酸化物の結晶を必須構成成分としてなる膜にしたときに、該膜の光学特性が下記の条件を満たす粒子であることが、可視光は透過させ紫外線のみを選択的に吸収する性能に優れる点で、好ましい。ここで、該膜の形態および成膜方法等については、後述する本発明の膜に関する説明が同様に適用できる。なお、以下に示す該膜の光学特性は、後述する実施例に記載の方法により測定・評価される値であるとし、また、膜部分のみ(基材除く)についての物性であって、膜付き基材の光学特性と基材のみの光学特性とを勘案して評価されるものとする。さらに、該膜の光学特性のうち、紫外線吸収性能の指標となる波長380nmの光の透過率(%)をT380と定義するとともに、可視光透過性能の指標となる、波長500nmの光の透過率(%)をT500と、波長550nm〜700nmの光の透過率(%)の最小値をTと、TとT500との差の絶対値(|T−T500|)をΔTと、定義する。 With regard to the metal oxide particles of the present invention, when the particles and / or crystals of the oxide of the metal element (M) derived from the particles are formed as films that are essential constituents, the optical properties of the films are as follows: It is preferable that the particles satisfy the conditions because they are excellent in performance of transmitting visible light and selectively absorbing only ultraviolet rays. Here, as for the form of the film, the film forming method, and the like, the description relating to the film of the present invention described later can be similarly applied. The optical properties of the film shown below are values measured and evaluated by the methods described in the examples described later, and are the physical properties of only the film part (excluding the base material), Assume that the optical properties of the substrate and the optical properties of the substrate alone are taken into consideration. Furthermore, among the optical characteristics of the film, the transmittance (%) of light with a wavelength of 380 nm, which is an index of ultraviolet absorption performance, is defined as T 380, and transmission of light with a wavelength of 500 nm, which is an index of visible light transmission performance a ratio (%) of T 500, the transmittance of light having a wavelength of 550nm~700nm the minimum value of (%) and T 1, the absolute value of the difference between T 1 and T 500 a (| | T 1 -T 500) This is defined as ΔT.

本発明の金属酸化物粒子は、上述のように膜とする場合に、基材への単位面積あたりの塗布量(使用量)を変化させると、それに伴い、得られた膜のT380やT500やΔTの値も変化する。そこで、得られた膜の光学特性に関しては、T380の値を基準としたときの、T500およびΔTの値で評価することとし、該膜の好ましい態様((i)および(ii))を以下に示す。
(i) T380が20%以下となるように上記膜を形成したときに、ΔTが10%以下であることが好ましく、より好ましくはΔTが10%以下かつT500が90%以上であり、さらに好ましくはΔTが5%以下かつT500が90%以上である。
When the metal oxide particles of the present invention are formed into a film as described above, when the coating amount (use amount) per unit area on the substrate is changed, T 380 or T The values of 500 and ΔT also change. Therefore, with respect to the optical properties of the film obtained, when a reference value of T 380, and to evaluate the value of T 500 and [Delta] T, the membrane of the preferred embodiment ((i) and (ii)) It is shown below.
(i) When the film is formed so that T 380 is 20% or less, ΔT is preferably 10% or less, more preferably ΔT is 10% or less and T 500 is 90% or more, More preferably, ΔT is 5% or less and T500 is 90% or more.

好ましくは、(ii) T380が10%以下(より好ましくはT380が5%以下)となるように上記膜を形成したときに、ΔTが10%未満であることが好ましく、より好ましくはΔTが10%未満かつT500が70%以上であり、さらに好ましくはΔTが5%以下かつT500が80%以上である。
本発明の金属酸化物粒子においては、前記金属元素(M)の酸化物からなる粒子内に金属元素(M)に対するモル比で0.1〜14モル%のアシル基が含有されていることが、分散性に優れ、透明性に優れる膜形成用組成物や膜が得られる点で、好ましい。特に、金属元素(M)がZn、Ti、Ce、In、Snである場合には、結晶の屈折率が高くなるため可視光の散乱が起こりやすく、樹脂等のバインダーに分散させたときにヘイズの高い膜となりやすいが、前述のようなアシル基を含有する粒子であると、ヘイズの低い透明性に優れる膜となるのである。また、同様の理由で、金属元素(M)がZn、Ti、Ce、In、Snである場合には、後述する金属化合物(1)〜(3)で表面処理されてなる粒子は、透明性に優れることとなるので好ましい。
Preferably, (ii) when the film is formed so that T 380 is 10% or less (more preferably T 380 is 5% or less), ΔT is preferably less than 10%, more preferably ΔT. Is less than 10% and T 500 is 70% or more, more preferably ΔT is 5% or less and T 500 is 80% or more.
In the metal oxide particles of the present invention, 0.1 to 14 mol% of acyl groups are contained in the metal element (M) oxide particles in a molar ratio with respect to the metal element (M). In view of obtaining a film-forming composition or film having excellent dispersibility and transparency, it is preferable. In particular, when the metal element (M) is Zn, Ti, Ce, In, or Sn, the refractive index of the crystal is high, so that visible light is likely to be scattered, and haze when dispersed in a binder such as a resin. However, if the particles contain an acyl group as described above, the film has excellent transparency with low haze. For the same reason, when the metal element (M) is Zn, Ti, Ce, In, or Sn, the particles that are surface-treated with the metal compounds (1) to (3) described later are transparent. This is preferable.

本発明の金属酸化物粒子の製造方法については、限定はされず、従来公知の、金属酸化物粒子に所望の異種金属元素を含有させた(ドープした)粒子を得ることのできる方法であれば、何れの方法も採用できる。例えば、金属元素(M)化合物および/またはその加水分解縮合物と、異種金属元素(M’)化合物と、アルコールとを出発原料とし、これらの混合系を高温状態にして、金属酸化物粒子を生成させる(析出させる)工程を備える製造方法(以下、製造方法(A)と称する。)が好ましい。詳しくは、製造方法(A)は、出発原料としての、金属元素(M)化合物および/またはその加水分解縮合物、異種金属元素(M’)化合物およびアルコールを、混合すると同時かまたはその後に、該混合系を高温状態にする工程を備える方法である。このように高温状態にすることにより、反応系中に金属酸化物粒子を生成させることができる。   The method for producing the metal oxide particles of the present invention is not limited as long as it is a conventionally known method capable of obtaining (doped) particles containing a desired different metal element in the metal oxide particles. Any method can be adopted. For example, a metal element (M) compound and / or a hydrolysis condensate thereof, a heterogeneous metal element (M ′) compound, and alcohol are used as starting materials, and a mixed system thereof is brought to a high temperature state to form metal oxide particles. A production method (hereinafter referred to as production method (A)) including a step of generating (precipitating) is preferable. Specifically, in the production method (A), the metal element (M) compound and / or the hydrolysis condensate thereof, the different metal element (M ′) compound and the alcohol as the starting material are mixed with or after mixing, It is a method comprising the step of bringing the mixed system into a high temperature state. Thus, by making it a high temperature state, a metal oxide particle can be produced | generated in a reaction system.

製造方法(A)において用い得る金属元素(M)化合物としては、限定はされないが、金属元素(M)のカルボン酸塩が好ましい。また、金属元素(M)化合物の加水分解縮合物とは、該化合物を加水分解および/または縮合して得られる加水分解物および/または縮合物であり、モノマー化合物から高分子化合物までを含む(以下、「金属元素(M)化合物」は、「金属元素(M)化合物および/またはその加水分解縮合物」を意味することがある。)
上記金属元素(M)のカルボン酸塩としては、カルボキシル基の水素原子が金属元素(M)の原子で置換された置換基を分子内に少なくとも1つ有する化合物が好ましい。具体的には、飽和モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、飽和多価カルボン酸および不飽和多価カルボン酸などの鎖式カルボン酸;環式飽和カルボン酸;芳香族モノカルボン酸および芳香族不飽和多価カルボン酸などの芳香族カルボン酸;これらカルボン酸において、さらに分子内にヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、アルコキシ基、スルホン基、シアノ基およびハロゲン原子等の官能基または原子団を有する化合物;等のカルボン酸化合物中のカルボキシル基が、前記置換基となっている化合物が好ましく例示できる。
Although it does not limit as a metal element (M) compound which can be used in a manufacturing method (A), The carboxylate of a metal element (M) is preferable. Moreover, the hydrolysis condensate of a metal element (M) compound is a hydrolyzate and / or condensate obtained by hydrolyzing and / or condensing the compound, and includes a monomer compound to a polymer compound ( Hereinafter, “metal element (M) compound” may mean “metal element (M) compound and / or hydrolysis condensate thereof”.
As the carboxylate of the metal element (M), a compound having at least one substituent in the molecule in which a hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with an atom of the metal element (M) is preferable. Specifically, a chain carboxylic acid such as a saturated monocarboxylic acid, an unsaturated monocarboxylic acid, a saturated polycarboxylic acid, and an unsaturated polycarboxylic acid; a cyclic saturated carboxylic acid; an aromatic monocarboxylic acid and an aromatic noncarboxylic acid Aromatic carboxylic acids such as saturated polyvalent carboxylic acids; these carboxylic acids further have functional groups or atomic groups such as hydroxyl groups, amino groups, nitro groups, alkoxy groups, sulfone groups, cyano groups and halogen atoms in the molecule. Preferred examples include compounds in which a carboxyl group in a carboxylic acid compound such as a compound is the above substituent.

これら金属元素(M)のカルボン酸塩のなかでも、下記一般式(I):
M(O)(m−x−y−z)/2(OCOR(OH)(OR (I)
(但し、Mは金属元素(M)の原子(Zn、Ti、Ce、In、Sn、AlおよびSiからなる群より選ばれる少なくとも1種);Rは、水素原子、置換基があってもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた少なくとも1種;Rは、置換基があってもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた少なくとも1種;m、x、yおよびzは、x+y+z≦m、0<x≦m、0≦y<m、0≦z<mを満たす。)
で表される化合物(例えば、前記例示した金属元素(M)のカルボン酸塩の一部が水酸基やアルコキシ基等で置換された化合物等)、飽和カルボン酸塩、不飽和カルボン酸塩および塩基性酢酸塩がより好ましく、さらに好ましくは上記一般式(I)で表される化合物であり、最も好ましくは金属元素(M)のギ酸塩、酢酸塩およびプロピオン酸塩ならびにこれらの塩基性塩である。
Among these carboxylates of the metal element (M), the following general formula (I):
M (O) (m-x -y-z) / 2 (OCOR 1) x (OH) y (OR 2) z (I)
(However, M is an atom of metal element (M) (at least one selected from the group consisting of Zn, Ti, Ce, In, Sn, Al, and Si); R 1 is a hydrogen atom or a substituent. At least one selected from a good alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group; R 2 is at least one selected from an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group which may have a substituent; Species; m, x, y and z satisfy x + y + z ≦ m, 0 <x ≦ m, 0 ≦ y <m, 0 ≦ z <m.)
(For example, compounds in which a part of the carboxylate of the metal element (M) exemplified above is substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, etc.), saturated carboxylate, unsaturated carboxylate, and basic Acetates are more preferred, more preferred are compounds represented by the above general formula (I), and most preferred are formate, acetate and propionate of metal element (M) and basic salts thereof.

なお、金属元素(M)のカルボン酸塩は、結晶水を含むカルボン酸塩の水和物であってもよいが、無水物であることが好ましい。
上記一般式(I)で表される化合物について、さらに詳しく説明する。
一般式(I)中のRやRとしては、分散性の高い金属酸化物粒子が得られやすい点で、水素、メチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素またはメチル基、エチル基が特に好ましい。また、同様の理由で、一般式(I)中のxは、1≦x≦mを満たすことが好ましく、yは0≦x<m/2を満たすことが好ましく、zは1≦x<m/2を満たすことが好ましい。
The carboxylate of the metal element (M) may be a hydrate of carboxylate containing crystal water, but is preferably an anhydride.
The compound represented by the general formula (I) will be described in more detail.
R 1 and R 2 in the general formula (I) are preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as hydrogen and a methyl group from the viewpoint of easily obtaining highly dispersible metal oxide particles. A group and an ethyl group are particularly preferred. For the same reason, x in the general formula (I) preferably satisfies 1 ≦ x ≦ m, y preferably satisfies 0 ≦ x <m / 2, and z is 1 ≦ x <m. It is preferable to satisfy / 2.

一般式(I)で表される化合物としては、分散性の高い金属酸化物粒子が得られやすい点で、溶解速度の速いものが好ましい。溶解速度とは、反応で直接測定することもできるが、25℃において、一般式(I)で表される化合物2重量部を、25±3℃のイオン交換水(pH5〜8)200重量部に混合して撹拌したとき、完全に溶解して透明な溶液が得られるまでの時間tで定義される。一般式(I)で表される化合物の溶解速度は、2分以下が好ましく、より好ましくは1分以下、さらに好ましくは30秒以下である。
一般式(I)で表される化合物の加水分解縮合物のうち、縮合物については、金属元素(M)と酸素(O)とがメタロキサン結合した結合鎖−(M−O)(ただし、nは1以上である。)を有する化合物であることが好ましい。上記縮合物の縮合度(平均)は、限定はされないが、結晶子の大きさや形態のそろった金属酸化物粒子が得られる点で、100以下であることが好ましく、より好ましくは10以下である。
As the compound represented by the general formula (I), a compound having a high dissolution rate is preferable in that metal oxide particles having high dispersibility are easily obtained. The dissolution rate can be directly measured by reaction. At 25 ° C., 2 parts by weight of the compound represented by the general formula (I) is added to 200 parts by weight of ion-exchanged water (pH 5-8) at 25 ± 3 ° C. When the mixture is mixed and stirred, it is defined as the time t until the solution is completely dissolved and a transparent solution is obtained. The dissolution rate of the compound represented by the general formula (I) is preferably 2 minutes or less, more preferably 1 minute or less, and still more preferably 30 seconds or less.
Among the hydrolyzed condensates of the compound represented by the general formula (I), the condensate is a bonded chain-(MO) n (wherein the metal element (M) and oxygen (O) are bonded to each other). n is preferably 1 or more). The degree of condensation (average) of the condensate is not limited, but is preferably 100 or less, more preferably 10 or less, in that metal oxide particles having a uniform crystallite size and shape can be obtained. .

金属元素(M)化合物は、上述したもののうち1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。
製造方法(A)において用い得る異種金属元素(M’)の化合物としては、限定はされないが、例えば、金属カルボン酸塩類や金属アルコキシド類等が好ましく挙げられる。異種金属元素(M’)の化合物は、これらのうち1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。
上記異種金属元素(M’)の化合物としては、前述した特定の金属元素(M’)のうち、金属酸化物中に含有させようとする2種以上の金属元素(M’)の化合物を必須として用いるようにする。
As for the metal element (M) compound, only one kind of those described above may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
Although it does not limit as a compound of the different metal element (M ') which can be used in a manufacturing method (A), For example, metal carboxylates, metal alkoxides, etc. are mentioned preferably. As for the compound of the dissimilar metal element (M ′), only one of these may be used, or two or more of them may be used in combination.
As the compound of the different metal element (M ′), a compound of two or more metal elements (M ′) to be included in the metal oxide is essential among the specific metal elements (M ′) described above. To be used.

製造方法(A)において用い得るアルコールとしては、限定はされないが、例えば、例えば、脂肪族1価アルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、ステアリルアルコール等)、脂肪族不飽和1価アルコール(アリルアルコール、クロチルアルコール、プロパギルアルコール等)、脂環式1価アルコール(シクロペンタノール、シクロヘキサノール等)、芳香族1価アルコール(ベンジルアルコール、シンナミルアルコール、メチルフェニルカルビノール等)、フェノール類(エチルフェノール、オクチルフェノール、カテコール、キシレノール、グアヤコール、p−クミルフェノール、クレゾール、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾール、ドデシルフェノール、ナフトール、ノニルフェノール、フェノール、ベンジルフェノール、p−メトキシエチルフェノール等)、複素環式1価アルコール(フルフリルアルコール等)等の1価アルコール類;アルキレングリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、ピナコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等)、脂環式グリコール(シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール等)、および、ポリオキシアルキレングリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等)等のグリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート等の上記グリコール類のモノエーテルまたはモノエステル等の誘導体;グリセリンやトリメチロールエタン等の3価アルコール、エリスリトールやペンタエリスリトール等の4価アルコール、リピトールやキシリトール等の5価アルコール、ソルビトール等の6価アルコール等の3価以上の多価アルコール、ヒドロベンゾイン、ベンズピナコール、フタリルアルコール等の多価芳香族アルコール、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン等の2価フェノールや、ピロガロール、フロログルシン等の3価フェノール等の多価フェノール、および、これら多価アルコール類におけるOH基の一部(1〜(n−1)個(ただし、nは1分子当たりのOH基の数))がエステル結合またはエーテル結合となった誘導体;等を挙げることができる。アルコールは、これらのうち1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。   The alcohol that can be used in the production method (A) is not limited. For example, aliphatic monohydric alcohols (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, t-butyl alcohol, stearyl alcohol, etc.), aliphatic Unsaturated monohydric alcohols (allyl alcohol, crotyl alcohol, propargyl alcohol, etc.), alicyclic monohydric alcohols (cyclopentanol, cyclohexanol, etc.), aromatic monohydric alcohols (benzyl alcohol, cinnamyl alcohol, methylphenyl) Carbinol, etc.), phenols (ethylphenol, octylphenol, catechol, xylenol, guaiacol, p-cumylphenol, cresol, m-cresol, o-cresol, p-cresol, dodecylphenol, Monohydric alcohols such as phthalol, nonylphenol, phenol, benzylphenol, p-methoxyethylphenol), heterocyclic monohydric alcohols (furfuryl alcohol, etc.); alkylene glycols (ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1 , 4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, pinacol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc.), alicyclic glycol (cyclo Pentane-1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, etc.) and polyoxyalkylene glycols (polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc.) Cole: propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl Derivatives such as ethers and monoethers or monoesters of the above glycols such as ethylene glycol monoacetate; trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolethane; tetrahydric alcohols such as erythritol and pentaerythritol; pentavalent alcohols such as lipitol and xylitol , Trihydric or higher polyhydric alcohols such as hexahydric alcohols such as sorbitol, hydrobenzoin, benzpina Polyhydric aromatic alcohols such as chol and phthalyl alcohol, dihydric phenols such as catechol, resorcin and hydroquinone, polyhydric phenols such as trihydric phenol such as pyrogallol and phloroglucin, and OH groups in these polyhydric alcohols. And a derivative in which a part (1 to (n-1) (where n is the number of OH groups per molecule)) is an ester bond or an ether bond; Alcohol may use only 1 type in these, or may use 2 or more types together.

これらのなかでも、上記アルコールとしては、金属元素(M)化合物や異種金属元素(M’)の化合物と反応して金属酸化物粒子を生成し易いアルコールが好ましく、脂肪族アルコール、水溶性の高いアルコールが好ましく、具体的には、水に対する溶解度1重量%以上のアルコールが好ましく、水に対する溶解度10重量%以上のアルコールがより好ましい。
出発原料としての、金属元素(M)化合物、異種金属元素(M’)の化合物およびアルコールの、相互の使用割合(配合割合)については、限定はされないが、金属元素(M)化合物の金属換算原子数と異種金属元素(M’)化合物の金属換算原子数との総数に対する、アルコール中の(アルコール由来の)水酸基の数の比が、0.8〜1000であることが好ましく、より好ましくは0.8〜100、さらに好ましくは1〜50、特に好ましくは1〜20である。
Among these, the alcohol is preferably an alcohol that easily reacts with a metal element (M) compound or a compound of a dissimilar metal element (M ′) to generate metal oxide particles. Alcohol is preferable, specifically, an alcohol having a solubility in water of 1% by weight or more is preferable, and an alcohol having a solubility in water of 10% by weight or more is more preferable.
Although there is no limitation on the mutual use ratio (mixing ratio) of the metal element (M) compound, the compound of the different metal element (M ′) and the alcohol as the starting material, the metal conversion of the metal element (M) compound The ratio of the number of hydroxyl groups in the alcohol (derived from the alcohol) to the total number of atoms and the metal-converted number of atoms of the dissimilar metal element (M ′) compound is preferably 0.8 to 1000, more preferably. It is 0.8-100, More preferably, it is 1-50, Most preferably, it is 1-20.

また、金属元素(M)化合物と、異種金属金素(M’)化合物との相互の使用割合(配合割合)については、限定はされないが、金属元素(M)化合物の金属換算原子数と異種金属元素(M’)化合物の金属換算原子数との比が、前述した異種金属元素(M’)の含有率の好ましい範囲を満たすように、適宜設定すればよい。さらに、本発明では、基本的に、異種金属元素(M’)化合物を2種以上使用することになるが、これら異種金属化合物の相互の使用割合(配合割合)についても、上記同様に、前述した好ましい範囲を満たすよう、適宜調整すればよい。
前記出発原料の混合系は、ペースト状、乳濁液状、懸濁液状および溶液状などの流動性のある液状であることが好ましい。必要に応じて、後述する反応溶媒をも混合することにより、上記液状となるようにしてもよい。通常、金属元素(M)化合物および異種金属元素(M’)化合物は、該混合系においては、粒子状で分散した状態、溶解した状態、あるいは、一部が溶解した状態で残りが粒子状で分散している状態、などの状態で存在する。
In addition, the mutual use ratio (mixing ratio) of the metal element (M) compound and the dissimilar metal metal (M ′) compound is not limited. What is necessary is just to set suitably so that ratio with the metal conversion atom number of a metal element (M ') compound may satisfy | fill the preferable range of the content rate of the dissimilar metal element (M') mentioned above. Furthermore, in the present invention, two or more kinds of different metal element (M ′) compounds are basically used. The mutual use ratio (mixing ratio) of these different metal compounds is the same as described above. What is necessary is just to adjust suitably so that satisfy | filled preferable range may be satisfy | filled.
The starting material mixing system is preferably a fluid liquid such as a paste, emulsion, suspension or solution. If necessary, it may be made liquid by mixing a reaction solvent described later. Usually, in the mixed system, the metal element (M) compound and the dissimilar metal element (M ′) compound are particulately dispersed, dissolved, or partially dissolved and the remainder is particulate. It exists in a distributed state.

製造方法(A)においては、さらに反応溶媒を用いてもよい。具体的には、前記出発原料を混合するにあたり、あるいは、前記出発原料の混合系を高温状態にするにあたり、さらに反応溶媒を加えた上で行うようにしてもよい。
反応溶媒の使用量については、限定はないが、前記出発原料と反応溶媒との合計使用量に対する、前記金属元素(M)化合物および異種金属元素(M’)化合物の合計使用量の割合が、0.1〜50重量%であることが好ましく、金属酸化物粒子を経済的に得ることができる。
上記反応溶媒としては、水以外の溶媒、すなわち、非水溶媒が好ましい。非水溶媒としては、例えば、炭化水素、各種ハロゲン化炭化水素、アルコール(フェノール類や、多価アルコールおよびその誘導体で水酸基を有する化合物なども含む)、エーテルおよびアセタール、ケトンおよびアルデヒド、カルボン酸エステルおよびリン酸エステル類等のエステル、アミド類、多価アルコール類のすべての水酸基の水素がアルキル基やアシル基で置換された誘導体化合物、カルボン酸およびその無水物、シリコーン油ならびに鉱物油などを挙げることができる。反応溶媒としては、親水性溶媒が特に好ましい。具体的には、常温(25℃)において、水を5重量%以上含み溶液状態になり得る溶媒が好ましく、任意の量の水を含み均一な溶液状態になり得る溶媒がより好ましい。反応溶媒としてのアルコールとしては、出発原料となるアルコールとして先に列挙したものと同様のものが好ましく挙げられる。反応溶媒は、これらのうち1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。
In the production method (A), a reaction solvent may be further used. Specifically, the mixing of the starting materials or the mixing system of the starting materials may be performed after further adding a reaction solvent.
The amount of the reaction solvent used is not limited, but the ratio of the total amount of the metal element (M) compound and the different metal element (M ′) compound to the total amount of the starting material and the reaction solvent is It is preferable that it is 0.1 to 50 weight%, and a metal oxide particle can be obtained economically.
As the reaction solvent, a solvent other than water, that is, a non-aqueous solvent is preferable. Non-aqueous solvents include, for example, hydrocarbons, various halogenated hydrocarbons, alcohols (including phenols, polyhydric alcohols and derivatives thereof having a hydroxyl group), ethers and acetals, ketones and aldehydes, and carboxylic acid esters. And derivatives such as esters, amides, and polyhydric alcohols in which all hydroxyl groups are substituted with alkyl groups or acyl groups, carboxylic acids and their anhydrides, silicone oils and mineral oils. be able to. As the reaction solvent, a hydrophilic solvent is particularly preferable. Specifically, a solvent that can be in a solution state containing 5 wt% or more of water at room temperature (25 ° C.) is preferable, and a solvent that can be in a uniform solution state containing an arbitrary amount of water is more preferable. Preferable examples of the alcohol as the reaction solvent are the same as those listed above as the starting alcohol. Among these, the reaction solvent may be used alone or in combination of two or more.

製造方法(A)においては、前記出発原料等(必要に応じて用いる、反応溶媒も含む。)の混合系に含まれる水分が少ない方が、得られる金属酸化物粒子の欠陥が少なくなるため好ましい。具体的には、該混合系中に、出発原料として用いた金属元素(M)化合物中の金属原子に対してモル比で4未満のわずかな水分しか含有しないことが好ましく、水分がモル比で1未満であるとさらに好ましく、0.5未満であると特に好ましく、0.1未満が最も好ましい。上記水分量が多すぎると、金属酸化物の結晶子中に異種金属元素(M’)が含有されにくくなり、前述した本発明の効果を十分に発揮できる金属酸化物粒子が得られないおそれがある。上記水分量は、例えば、カールフィッシャー法により測定することができる。   In the production method (A), it is preferable that the amount of water contained in the mixed system of the starting materials and the like (including a reaction solvent used as necessary) is small because defects of the obtained metal oxide particles are reduced. . Specifically, it is preferable that the mixed system contains only a small amount of water with a molar ratio of less than 4 with respect to the metal atoms in the metal element (M) compound used as the starting material. More preferably, it is less than 1, particularly preferably less than 0.5, and most preferably less than 0.1. If the amount of water is too large, the metal oxide crystallites are less likely to contain the dissimilar metal element (M ′), and there is a possibility that the metal oxide particles that can sufficiently exhibit the effects of the present invention described above may not be obtained. is there. The water content can be measured, for example, by the Karl Fischer method.

なお、上記水分量は、一般には、遊離の水分量を意味するが、金属元素(M)化合物や異種金属元素(M’)化合物が結晶水を有する場合、その結晶水の水分量も含まれる。また、上記水分量は、出発原料等に含まれる水分(使用するアルコールおよびその他の反応溶媒成分中の遊離の水、ならびに、金属元素(M)化合物や異種金属元素(M’)化合物中の結晶水等の水の総和)に関する値であり、前記混合系を高温状態にすることによる反応において副生する水分については、考慮しないものとする。
製造方法(A)において、前記出発原料の混合系を高温状態にするとは、該混合系の温度を常温よりも高い温度であって金属酸化物粒子が生成し得る温度、またはそれ以上の温度に昇温させることである。具体的には、得ようとする金属酸化物粒子の種類(金属元素(M)や異種金属元素(M’)の種類等)等によっても異なるが、一般には、50℃以上であり、結晶性の高い金属酸化物粒子を得るためには、80℃以上が好ましく、100〜300℃がより好ましく、100〜200℃がさらに好ましく、120〜200℃が特に好ましい。なお、上記混合系の温度とは、反応容器のボトム温度であるとする。
In addition, although the said moisture content generally means the free moisture content, when a metal element (M) compound and a dissimilar metal element (M ') compound have crystallization water, the moisture content of the crystallization water is also included. . In addition, the amount of water is the amount of water contained in the starting material (free water in the alcohol used and other reaction solvent components, and crystals in the metal element (M) compound and the dissimilar metal element (M ′) compound). It is a value related to the sum of water such as water), and water generated as a by-product in the reaction caused by bringing the mixed system into a high temperature state is not considered.
In the production method (A), when the mixed system of the starting materials is brought into a high temperature state, the temperature of the mixed system is higher than room temperature and the metal oxide particles can be generated or higher. It is to raise the temperature. Specifically, although it varies depending on the type of metal oxide particles to be obtained (such as the type of metal element (M) or different metal element (M ′)), it is generally 50 ° C. or higher and is crystalline. In order to obtain high metal oxide particles, 80 ° C. or higher is preferable, 100 to 300 ° C. is more preferable, 100 to 200 ° C. is further preferable, and 120 to 200 ° C. is particularly preferable. It is assumed that the temperature of the mixing system is the bottom temperature of the reaction vessel.

上記混合系の高温状態は、金属酸化物粒子の結晶性を高め、紫外線遮蔽性等の物性に優れたものが得られる点で、所定温度を30分以上保持することが好ましく、より好ましくは2時間以上である。
生成させた金属酸化物粒子について、残存有機基の除去や、より一層の結晶成長の促進等を目的とする場合、必要に応じて、該金属酸化物粒子を300〜800℃で加熱してもよい。
上記混合系を高温状態にする際の具体的な昇温手段としては、ヒーター、温風や熱風による加熱が一般的であるが、これらに限定はされず、例えば、紫外線照射などの手段を採用することもできる。
The high temperature state of the mixed system is preferably maintained at a predetermined temperature for 30 minutes or more, more preferably 2 from the viewpoint that the crystallinity of the metal oxide particles is improved and an excellent physical property such as ultraviolet shielding property is obtained. It's over time.
When the generated metal oxide particles are intended to remove residual organic groups or promote further crystal growth, the metal oxide particles may be heated at 300 to 800 ° C. as necessary. Good.
As a specific temperature raising means for bringing the above mixed system into a high temperature state, a heater, heating with warm air or hot air is generally used, but is not limited thereto, and means such as ultraviolet irradiation is adopted. You can also

上記混合系を高温状態にする際は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれの圧力下で行ってもよく、限定はされないが、加圧下で出発原料を加熱等により高温状態にすることがより好ましい。また、出発原料や併用する反応溶媒等の沸点が、金属酸化物粒子が生成される反応温度よりも低い場合は、耐圧反応装置を用いて行うことも好ましい。通常、反応温度、反応時の気相圧は、溶媒となる成分の臨界点以下で行うが、超臨界条件で行うこともできる。
加圧下で出発原料を高温状態にする場合、加熱時の圧力(気相部の圧力)は、限定はされないが、常圧(大気圧)を1kg/cmとする絶対圧Pで示したときに、P>1kg/cmを満たすことが好ましく、より好ましくは1.5kg/cm≦P≦100kg/cmである。さらに、加圧効果が高く、かつ経済的な設備で行うことができる点で、3kg/cm≦P≦20kg/cmを満たすことが特に好ましい。加圧の方法としては、限定はされないが、例えば、アルコールの沸点より高い温度に加熱する方法や、気相部を窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスで加圧にする方法などが採用できる。
When the above mixed system is brought into a high temperature state, it may be carried out under normal pressure, under pressure, or under reduced pressure, and is not limited, but the starting material may be brought into a high temperature state by heating or the like under pressure. More preferred. Further, when the boiling point of the starting material or the reaction solvent used in combination is lower than the reaction temperature at which the metal oxide particles are generated, it is also preferable to use a pressure resistant reactor. Usually, the reaction temperature and the gas phase pressure during the reaction are carried out below the critical point of the solvent component, but it can also be carried out under supercritical conditions.
When the starting material is brought into a high temperature state under pressure, the pressure during heating (pressure in the gas phase part) is not limited, but when indicated by an absolute pressure P where the normal pressure (atmospheric pressure) is 1 kg / cm 2 Furthermore, it is preferable that P> 1 kg / cm 2 is satisfied, and more preferably 1.5 kg / cm 2 ≦ P ≦ 100 kg / cm 2 . Furthermore, it is particularly preferable that 3 kg / cm 2 ≦ P ≦ 20 kg / cm 2 is satisfied in that the pressurizing effect is high and it can be performed with economical equipment. The method of pressurization is not limited, but for example, a method of heating to a temperature higher than the boiling point of alcohol, a method of pressurizing the gas phase part with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, etc. can be adopted. .

製造方法(A)においては、上記混合系の高温状態は、前述したように、出発原料等を混合すると同時かまたは混合した後に得られていればよく、すなわち、上記混合系を得るための出発原料等の混合と、該混合系を高温状態にするための昇温とは、別々に行ってもよいし、同時(一部同時も含む)に行ってもよく、限定はされない。詳しくは、上記混合系の昇温のための具体的手段(例えば加熱等)は、上記出発原料等の混合に関わらず任意の方法・タイミングで行うことができ、例えば、混合前の出発原料等の少なくとも一つを加熱等しておくことで混合と同時に該混合系を昇温させるようにしてもよいし、混合して得られる混合系に対して、該混合をしながらか又は該混合を終了した後で、加熱等を施し該混合系を昇温させるようにしてもよく、限定はされない。したがって、この混合と、昇温のための加熱等とのタイミングに関する実施態様としては、例えば、(i) 金属元素(M)化合物と異種金属元素(M’)化合物とアルコールとを混合しておいて、これを加熱等により昇温し高温状態にする、(ii)アルコールを所定温度に加熱等しておき、これに金属元素(M)化合物および異種金属元素(M’)化合物を混合することで、混合系を昇温させ高温状態にする、(iii)反応溶媒と、金属元素(M)化合物および異種金属元素(M’)化合物とを混合して所定温度に加熱等しておき、これにアルコールを混合することで、混合系を昇温させ高温状態にする、(iv)各成分(金属元素(M)化合物、異種金属元素(M’)化合物およびアルコール、ならびに、必要に応じて用いる反応溶媒)を別々に加熱等しておいた後、これらを混合することで、混合系を昇温させ高温状態にする、等が好ましく挙げられる。   In the production method (A), as described above, the high temperature state of the mixed system may be obtained at the same time as or after mixing the starting materials, that is, the starting for obtaining the mixed system. The mixing of the raw materials and the like and the temperature raising for bringing the mixed system into a high temperature state may be performed separately or simultaneously (including partly simultaneously), and are not limited. Specifically, specific means (for example, heating) for raising the temperature of the mixed system can be performed by any method and timing regardless of the mixing of the starting materials, for example, starting materials before mixing, etc. The temperature of the mixed system may be raised simultaneously with mixing by heating at least one of the above, or the mixing system obtained by mixing may be mixed or mixed. After the completion, heating or the like may be performed to raise the temperature of the mixed system, and there is no limitation. Therefore, as an embodiment relating to the timing of this mixing and heating for raising the temperature, for example, (i) a metal element (M) compound, a dissimilar metal element (M ′) compound and alcohol are mixed. And (ii) heating the alcohol to a predetermined temperature and mixing the metal element (M) compound and the dissimilar metal element (M ′) compound with the alcohol. And (iii) mixing the reaction solvent with the metal element (M) compound and the dissimilar metal element (M ′) compound and heating the mixture to a predetermined temperature. (Iv) Each component (metal element (M) compound, dissimilar metal element (M ′) compound and alcohol, and alcohol is used if necessary) (Reaction solvent) After had, by mixing them to a high temperature state raised the mixed system, and the like preferably.

上記実施態様(特に(ii)〜(iv)の実施態様)においては、出発原料等の混合方法は、限定はされないが、添加する方の出発原料等を、一括添加(例えば1分以内に)してもよいし、逐次添加(例えば1分間を超える時間をかけて)してもよい。逐次添加としては、連続添加(連続フィード)であってもよいし、断続添加(パルス添加)であってもよいし、これらの組み合わせであってもよく、限定はされない。断続添加(パルス添加)においては、各パルスは、連続添加でもよいし、一括添加でもよく、限定はされない。なお、上記混合方法については、添加によって生じる混合系の温度変化がより小さい方が、1次粒子径の揃った金属酸化物粒子が得られやすい点で好ましく、具体的には、混合系の温度変化が10℃以内に納まるように添加速度等を制御することが好ましい。   In the above embodiment (particularly, embodiments (ii) to (iv)), the method of mixing the starting materials is not limited, but the starting material to be added is added all at once (for example, within 1 minute). Alternatively, it may be added sequentially (for example, taking a time exceeding 1 minute). The sequential addition may be continuous addition (continuous feed), intermittent addition (pulse addition), or a combination thereof, and is not limited. In intermittent addition (pulse addition), each pulse may be continuous addition or batch addition, and is not limited. As for the above mixing method, a smaller temperature change of the mixed system caused by the addition is preferable in that metal oxide particles having a uniform primary particle diameter can be easily obtained. It is preferable to control the addition rate and the like so that the change is kept within 10 ° C.

上記実施態様(特に(ii)の実施態様)においては、金属元素(M)化合物をアルコールに添加して混合する場合の添加速度(添加されるアルコールのモル数に対する、1分あたりの金属元素(M)化合物の添加モル数の比)が、0.0001〜2であることが好ましく、より好ましくは0.0005〜1.0である。上記添加速度が0.0001未満であると、平均1次粒子が0.1μm以下のものを得ることが困難になるおそれがあり、2を超えると、前述した高温状態の温度制御が困難(特に反応スケールが大きい場合)となり、粒子径の揃った粒子を得ることが困難になるおそれがある。
製造方法(A)においては、少なくとも前記出発原料の混合系を高温状態にしている間は、該混合系を、撹拌所要動力0.0001kw/m以上で撹拌しておくことが好ましく、より好ましくは0.001kw/m以上であり、さらに好ましくは0.01〜10kw/mである。
In the above embodiment (particularly the embodiment of (ii)), the addition rate when the metal element (M) compound is added to the alcohol and mixed (the metal element per minute relative to the number of moles of the alcohol added ( M) The ratio of the number of moles of compound added) is preferably 0.0001 to 2, more preferably 0.0005 to 1.0. If the addition rate is less than 0.0001, it may be difficult to obtain particles having an average primary particle of 0.1 μm or less. If it exceeds 2, it is difficult to control the temperature in the high temperature state described above (particularly If the reaction scale is large), it may be difficult to obtain particles having a uniform particle size.
In the production method (A), it is preferable that the mixed system is stirred at a power required for stirring of 0.0001 kw / m 3 or more at least while the mixed system of the starting materials is at a high temperature. Is 0.001 kw / m 3 or more, more preferably 0.01 to 10 kw / m 3 .

製造方法(A)においては、生成させた金属酸化物粒子の分散性を高める目的で、出発原料からなる混合系を高温状態にし金属酸化物粒子を生成させるまでの過程あるいは生成させた後の任意の段階で、前記混合系または反応系に、脂肪族カルボン酸や脂肪族アミン、あるいは、下記金属化合物(1)〜(3)を添加することが好ましい。該添加により、金属酸化物粒子が2次凝集することを効果的に抑制でき、分散性に優れた粒子が得られる。なかでも、上記金属化合物を添加することが、金属酸化物粒子の結晶子径を、例えば非常に小さい粒径に制御できる等の点で、特に好ましい。上記脂肪族カルボン酸や脂肪族アミンの添加量(合計添加量)は、金属元素(M)化合物中の金属元素(M)に対し0.1〜10モル%であることが好ましい。上記金属化合物(1)〜(3)の添加量(合計添加量)は、該金属化合物中の金属元素の、金属元素(M)化合物中の金属元素(M)に対する原子比で、0.1〜10原子%であることが好ましい。   In the production method (A), for the purpose of improving the dispersibility of the generated metal oxide particles, the process until the mixed system consisting of the starting materials is brought to a high temperature state to generate the metal oxide particles or any after the generation In this stage, it is preferable to add an aliphatic carboxylic acid, an aliphatic amine, or the following metal compounds (1) to (3) to the mixed system or reaction system. By this addition, it is possible to effectively suppress the secondary aggregation of the metal oxide particles and to obtain particles having excellent dispersibility. Among these, the addition of the metal compound is particularly preferable in that the crystallite diameter of the metal oxide particles can be controlled to a very small particle diameter, for example. The addition amount (total addition amount) of the aliphatic carboxylic acid or aliphatic amine is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to the metal element (M) in the metal element (M) compound. The addition amount (total addition amount) of the metal compounds (1) to (3) is an atomic ratio of the metal element in the metal compound to the metal element (M) in the metal element (M) compound. It is preferable that it is -10 atomic%.

上記金属化合物(1)〜(3)について、以下に説明する。
金属化合物(1):テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等の、前記特定の異種金属元素(M’)以外の金属元素からなる金属アルコキシド類。
金属化合物(2):下記一般式(a)で表される有機基含有金属化合物。なお、該金属化合物中の金属元素の種類は、限定はされない。
(a)
(ただし、Yは有機官能基、Mは金属原子、Xは加水分解性基である。iおよびjは1〜(s−1)の整数であってi+j=s(sはMの原子価)を満足する。)
一般式(a)で表される有機基含有金属化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。
The metal compounds (1) to (3) will be described below.
Metal compound (1): Metal alkoxides composed of metal elements other than the specific different metal element (M ′) such as tetramethoxysilane and tetrabutoxysilane.
Metal compound (2): An organic group-containing metal compound represented by the following general formula (a). In addition, the kind of metal element in this metal compound is not limited.
Y 1 i M 1 X 1 j (a)
(Wherein, Y 1 is an organic functional group, M 1 is a metal atom, X 1 is a hydrolyzable group .i and j. 1 to (s-1) is an integer of i + j = s (s is M 1 Valence).)
As an organic group containing metal compound represented by general formula (a), the following are mentioned, for example.

がアルミニウムである有機基含有化合物としては、例えば、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムアルキルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムモノメタクリレート、アルミニウムステアレートオキサイドトリマー、イソプロポキシアルミニウムアルキルアセトアセテートモノ(ジオクチルホスフェート)等の各種アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
がケイ素である有機基含有化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’−ビス〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン等のアミノ系シランカップリング剤;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロル系シランカップリング剤;アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のアクリロキシ系シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン等のケチミン系シランカップリング剤;N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩等のカチオン系シランカップリング剤;メチルトリメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ヒドロキシエチルトリメトキシシラン等のアルキル系シランカップリング剤;(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン等のフッ素含有有機基を有するシリコン化合物;イソシアン酸プロピルトリメトキシシラン等のイソシアナト基含有有機基を有するシランカップリング剤;下記一般式(b):
R’O(CO)Si(OR”) (b)
(だだし、R’は、水素、または、メチル基等のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基およびアラルキル基から選ばれる少なくとも1種が置換されていてもよい基である。R”は、メチル基等のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基およびアラルキル基から選ばれる少なくとも1種が置換されていてもよい基である。)
で表されるシランカップリング剤;γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランやヘキサメチルジシラザン等の各種シランカップリング剤などが挙げられる。
Examples of the organic group-containing compound in which M 1 is aluminum include diisopropoxy aluminum ethyl acetoacetate, diisopropoxy aluminum alkyl acetoacetate, diisopropoxy aluminum monomethacrylate, aluminum stearate oxide trimer, and isopropoxy aluminum alkyl acetoacetate. Various aluminum-based coupling agents such as mono (dioctyl phosphate) can be used.
Examples of the organic group-containing compound in which M 1 is silicon include vinyl-based silane coupling agents such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, and vinyltriacetoxysilane; N- ( Amino silanes such as 2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N, N′-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine Coupling agent; Epoxy silane coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; Chlorine silane cup such as 3-chloropropyltrimethoxysilane Ring agent: Acryloxypropyl Acryloxy silane coupling agents such as methoxysilane and acryloxypropyltriethoxysilane; methacryloxy silane coupling agents such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxy Mercapto silane coupling agents such as silane; Ketimine silane coupling agents such as N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine; N- [2- (vinyl Benzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane / hydrochloride cationic silane coupling agent; methyltrimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, decyltriethoxysilane, hydroxyethyltrimethoxysilane, etc. Kill-based silane coupling agent; (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) silicon compound having fluorine-containing organic group such as triethoxysilane; isocyanato group-containing organic group such as propyltrimethoxysilane isocyanate A silane coupling agent having the following general formula (b):
R'O (C 2 H 4 O) n C 3 H 6 Si (OR ") 3 (b)
(However, R ′ is a group in which at least one selected from hydrogen or an alkyl group such as a methyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an acyl group, and an aralkyl group may be substituted. Is a group in which at least one selected from alkyl groups such as methyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, acyl groups and aralkyl groups may be substituted.
And various silane coupling agents such as γ-ureidopropyltriethoxysilane and hexamethyldisilazane.

がジルコニウムである有機基含有化合物としては、例えば、ジルコニウムジn−ブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、ジルコニウムトリn−ブトキシドペンタンジオネート、ジルコニウムジメタクリレートジブトキシド等の各種ジルコニウム化合物等が挙げられる。
金属化合物(3):金属アルコキシド(金属は任意)の(部分)加水分解物または縮合物や上記(2)の(部分)加水分解物または縮合物であり、例えば、下記一般式(c)で表される。
−(O−M(−R m1)(−R m2))−R (c)
(ただし、R、Rは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基およびアシル基からなる群より選ばれるいずれか1種もしくは該1種が置換されていてもよい基であり、Rは加水分解性基(上記一般式(a)中のXと同じ)または水酸基であり、RはRまたはRであり、Mは金属原子である。m1、m2は0または1〜(Mの原子価−2)までの整数であり、m1+m2は(Mの原子価−2)であり、nは2から10000までの整数である。なお、金属原子Mに結合するRおよびRの種類やその数(m1およびm2)は、金属原子Mの相互間ですべて同じであってもよいし少なくとも一部が異なっていてもよい。)
例えば、上記金属化合物(2)の加水分解縮合物であれば、上記一般式(a)中の金属原子Mに結合している加水分解性基Xの一部あるいは全部が加水分解されて該XがOH基となった化合物や、さらにM−OH間での脱水縮合等の縮合反応によりM−O−M結合を形成してなる化合物等が挙げられ、具体的には、金属化合物(2)として列挙した有機基含有化合物を、加水分解縮合および/または部分加水分解縮合してなる、線状や環状の3量体をはじめとする、線状(分岐鎖を含むものを含む)や環状の加水分解縮合物が挙げられる。
Examples of the organic group-containing compound in which M 1 is zirconium include various zirconiums such as zirconium di-n-butoxide (bis-2,4-pentanedionate), zirconium tri-n-butoxide pentanedionate, zirconium dimethacrylate dibutoxide, and the like. Compounds and the like.
Metal compound (3): (partial) hydrolyzate or condensate of metal alkoxide (metal is optional) or (partial) hydrolyzate or condensate of (2) above, for example, in the following general formula (c) expressed.
R 1 - (O-M ( -R 2 m1) (- R 3 m2)) n -R 4 (c)
(However, R 1 and R 2 are any one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an acyl group, or a group in which the one type may be substituted. R 3 is a hydrolyzable group (same as X 1 in the general formula (a)) or a hydroxyl group, R 4 is R 2 or R 3 , M is a metal atom, m 1 and m 2 are 0 or an integer from 1 to (M valence −2), m1 + m2 is (M valence −2), and n is an integer from 2 to 10000. It is bonded to the metal atom M. The types of R 2 and R 3 and the number thereof (m1 and m2) may all be the same among the metal atoms M or may be at least partially different.)
For example, in the case of the hydrolysis condensate of the metal compound (2), a part or all of the hydrolyzable group X 1 bonded to the metal atom M 1 in the general formula (a) is hydrolyzed. Examples of the compound in which X 1 is an OH group, and a compound in which an M 1 -O-M 1 bond is formed by a condensation reaction such as dehydration condensation between M 1 -OH, and the like are specifically mentioned. , Linear (including branched chains), including linear and cyclic trimers, obtained by hydrolytic condensation and / or partial hydrolytic condensation of organic group-containing compounds listed as metal compounds (2) And cyclic hydrolysis condensates.

金属化合物(3)としては、例えば、チタン(IV)テトラ−n−ブトキシドテトラマー(C−〔Ti(OCO〕−C)、和光純薬社製)や、シリコン(IV)テトラメトキシドテトラマー、メチルトリメトキシシランテトラマー、テトラメトキシシラン−メチルトリメトキシシラン共加水分解縮合物、アルミニウム(III)トリブトキシドトリマー等が挙げられる。
本発明の金属酸化物粒子は、前述したように、紫外線吸収端がより長波長側にシフトされており、長波長領域の紫外線の吸収効率に優れる粒子である。
本発明の金属酸化物粒子は、例えば、化粧品、紫外線遮断を目的とする電子材料、包装材料用等の各種フィルムやビル、家等の建築物用窓、自動車窓、サンルーフ、鉄道や飛行機の窓等に用いられるガラスやポリカーボネート等の透明プラスチックシートに含有させる粒子としてあるいは成膜し得る紫外線吸収塗料用原料粒子として有用である。
Metal compound (3) is, for example, titanium (IV) tetra -n- butoxide tetramer (C 4 H 9 - [Ti (OC 4 H 9) 2 O ] 4 -C 4 H 9), produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ), Silicon (IV) tetramethoxide tetramer, methyltrimethoxysilane tetramer, tetramethoxysilane-methyltrimethoxysilane co-hydrolysis condensate, aluminum (III) tributoxide trimer, and the like.
As described above, the metal oxide particles of the present invention are particles having an ultraviolet absorption edge shifted to the longer wavelength side and excellent in ultraviolet absorption efficiency in the long wavelength region.
The metal oxide particles of the present invention are, for example, cosmetics, various electronic films for the purpose of shielding ultraviolet rays, packaging materials, etc., windows for buildings such as buildings and houses, automobile windows, sunroofs, railway and airplane windows It is useful as a particle to be contained in a transparent plastic sheet such as glass or polycarbonate used in the above, or as a raw material particle for an ultraviolet absorbing paint that can be formed into a film.

詳しくは、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Zn、Ti、Ceの場合には、これらの酸化物粒子もしくはこれらの酸化物に単一の異種金属元素を含有させた粒子では得られなかった、優れた紫外線吸収性能や無色性や可視光透過性能を同時に満足させることができるため、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイ)、白色LEDなどの表示デバイスにおいて励起源や光源に由来する紫外線を遮断する紫外線吸収材料として、また、建築物、車両(自動車、電車など)、空輸機(飛行機、ヘリコプターなど)などの各種窓材やディスプレイ等に用いられる各種ガラス(単板ガラス、複層ガラス、合わせガラス等の無機系ガラス、およびポリカーボネート樹脂等の有機系ガラス)の紫外線吸収材料として、また、農業用フィルムや各種包装用フィルムなどの紫外線遮蔽性を要する各種フィルムの紫外線吸収材料として、有用である。   Specifically, when the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Zn, Ti, or Ce, these oxide particles or particles in which a single different metal element is contained in these oxides Because it can satisfy the excellent UV absorption performance, colorlessness and visible light transmission performance that could not be obtained in the same way, it can be excited in display devices such as LCD (liquid crystal display), PDP (plasma display), and white LED. Various kinds of glass used for various window materials and displays (such as buildings, vehicles (cars, trains, etc.), air transports (airplanes, helicopters, etc.) as UV-absorbing materials that block UV rays originating from light sources and light sources ( Single glass, multi-layer glass, inorganic glass such as laminated glass, and organic glass such as polycarbonate resin) As also as an ultraviolet-absorbing material for various films that require ultraviolet shielding property such as agricultural films, various packaging films useful.

本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Zn、Si、Alの場合には、従来から化粧品用紫外線吸収剤として主に汎用されていた酸化チタンに比べて白色度が低く透明感が高くなるため、より優れた透明感を与えうる化粧品用紫外線吸収剤として、有用である。特に、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Si、Alの場合には、とりわけ低い屈折率を有する粒子となるため、従来にはない低屈折率の紫外線遮断材料として、前記表示デバイス材料や電子材料などとしても有用である。
本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Ti、Zn、Ce、In、Snの場合には、高屈折率である粒子となるため、バインダー成分となる樹脂やシリケートなどとの配合比を制御することにより、任意の屈折率を有する膜を得ることが可能となるため、反射防止性を兼ね備えた紫外線吸収膜の原料として、有用である。
When the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Zn, Si, or Al, the whiteness is lower than that of titanium oxide, which has been mainly used as a cosmetic UV absorber. Therefore, it is useful as a UV absorber for cosmetics that can give a better transparency. In particular, when the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Si or Al, the particles have a particularly low refractive index. It is also useful as a display device material or an electronic material.
When the metal element (M) in the metal oxide particle of the present invention is Ti, Zn, Ce, In, or Sn, it becomes a particle having a high refractive index, so that it is blended with a resin or silicate as a binder component By controlling the ratio, it becomes possible to obtain a film having an arbitrary refractive index, which is useful as a raw material for an ultraviolet absorbing film having antireflection properties.

さらに、本発明の金属酸化物粒子は、紫外線遮断を目的とした用途以外にも適用可能であり、例えば、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Ti、Zn、Ce、In、Snの場合には、高屈折率である粒子となるため、樹脂、フィルム、膜などの屈折率を高めるための高屈折率フィラーとして好適も用いることができ、特に、本発明の金属酸化物粒子が超微粒子である場合、反射防止膜として好適な透明で高屈折率を有する膜やフィルムを得ることができる。
また、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Zn、Alの場合には、熱伝導性に優れる粒子となるため、熱伝導性フィラーとして有用であり、例えば、放熱性が求められる白色LED用途や電子回路基板用途などにおいて、熱伝導性の高いシート、フィルム、膜を得る際に好適に用いることができる。
Furthermore, the metal oxide particles of the present invention can be applied to applications other than the purpose of blocking ultraviolet rays. For example, the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Ti, Zn, Ce, In In the case of Sn, particles having a high refractive index can be suitably used as a high refractive index filler for increasing the refractive index of resins, films, films, and the like. When the particles are ultrafine particles, a transparent film and film having a high refractive index suitable as an antireflection film can be obtained.
Further, when the metal element (M) in the metal oxide particle of the present invention is Zn or Al, it becomes a particle having excellent thermal conductivity, and thus is useful as a thermally conductive filler. For example, heat dissipation is required. In white LED applications, electronic circuit board applications, and the like, it can be suitably used when obtaining sheets, films, and films having high thermal conductivity.

また、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Zn、Ti、In、Snの場合には、電子伝導性に優れる粒子となるため、半導体もしくは導電体として有用である。特に、本発明の金属酸化物粒子が超微粒子である場合、塗料化することにより、フィルム等の透明帯電防止膜や透明導電膜として好ましく用いることができる。
また、本発明の金属酸化物粒子は、2種以上の異種金属元素(M’)を含有するものであり、金属元素(M)の酸化物のバンドギャップ中に新たな電子準位が形成されたものとなるため、光触媒材料や蛍光体材料としても有用である。例えば、近年、太陽光利用効率の高い光触媒、いわゆる可視光作動型光触媒が求められているが、本発明の金属酸化物粒子における金属元素(M)が、Zn、Tiの場合には、該光触媒の原料としても有用である。
Further, when the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Zn, Ti, In, or Sn, the particles are excellent in electron conductivity, and thus are useful as semiconductors or conductors. In particular, when the metal oxide particles of the present invention are ultrafine particles, it can be preferably used as a transparent antistatic film such as a film or a transparent conductive film by forming a paint.
The metal oxide particles of the present invention contain two or more different metal elements (M ′), and a new electron level is formed in the band gap of the oxide of the metal element (M). Therefore, it is also useful as a photocatalytic material or a phosphor material. For example, in recent years, there has been a demand for a photocatalyst with high sunlight utilization efficiency, a so-called visible light actuated photocatalyst. When the metal element (M) in the metal oxide particles of the present invention is Zn or Ti, the photocatalyst It is also useful as a raw material.

本発明の金属酸化物粒子は、液状または固体状の各種組成物として、前述した種々の用途に適用することができる。例えば、液状組成物としては、分散溶媒に粒子が分散した溶媒分散体、塗膜形成性バインダーに粒子が分散した塗料組成物、合わせガラスの中間膜や樹脂成形品の原料となる可塑剤に粒子が分散した分散体、液状樹脂に粒子が分散した分散体、アクリルモノマーなどの重合性化合物に粒子が分散した重合性組成物等が挙げられ、固体状組成物としては、前記液状組成物を原料として得られる、膜、膜つき基材、繊維状、フィルム状もしくはシート状の樹脂成形品等が挙げられる。例えば、前記液状組成物は、粉末状で得た本発明の金属酸化物粒子もしくは該金属酸化物粒子を製造した際の反応液を、各種分散媒体に従来公知の方法にて分散させることにより容易に得ることができる。以下、実用上、特に有用な膜形成用組成物(前記分類では、溶媒分散体または塗料組成物に該当する)について説明する。   The metal oxide particles of the present invention can be applied to the various uses described above as various liquid or solid compositions. Examples of liquid compositions include solvent dispersions in which particles are dispersed in a dispersion solvent, coating compositions in which particles are dispersed in a film-forming binder, particles in a plasticizer that is a raw material for laminated glass interlayer films and resin molded products. Dispersions in which particles are dispersed in a liquid resin, polymerizable compositions in which particles are dispersed in a polymerizable compound such as an acrylic monomer, and the like. As a solid composition, the liquid composition is used as a raw material. Examples thereof include a film, a substrate with a film, a fiber-shaped, film-shaped or sheet-shaped resin molded product. For example, the liquid composition can be easily obtained by dispersing the metal oxide particles of the present invention obtained in powder form or the reaction liquid when the metal oxide particles are produced in various dispersion media by a conventionally known method. Can get to. Hereinafter, practically particularly useful film-forming compositions (corresponding to the solvent dispersion or the coating composition in the above classification) will be described.

〔膜形成用組成物〕
本発明にかかる膜形成用組成物は、前述したように、前記本発明にかかる金属酸化物粒子と、分散溶媒および/またはバインダーとを必須構成成分とする組成物である。なお、本発明の組成物の必須構成成分である本発明の金属酸化物粒子については、前述した説明が同様に適用できる。
本発明の組成物の必須構成成分である、分散溶媒および/またはバインダーについては、これら(分散溶媒とバインダー)の使用量の相互割合(配合割合)については、限定はされず、必須構成成分である金属酸化物粒子の種類(組成)や使用量や、形成させる膜の形態に応じて、適宜設定することができる。
[Film-forming composition]
As described above, the film-forming composition according to the present invention is a composition comprising the metal oxide particles according to the present invention and a dispersion solvent and / or a binder as essential components. In addition, the description mentioned above is applicable similarly about the metal oxide particle of this invention which is an essential structural component of the composition of this invention.
With respect to the dispersion solvent and / or binder, which are essential constituents of the composition of the present invention, the mutual ratio (mixing ratio) of the amounts used (dispersion solvent and binder) is not limited, and is an essential constituent. It can be set as appropriate according to the type (composition) and amount of metal oxide particles used and the form of the film to be formed.

上記分散溶媒としては、例えば、水、(各種ハロゲン化)炭化水素、アルコール、エーテル、アセタール、ケトン、アルデヒド、カルボン酸エステル、アミド類およびカルボン酸(無水物)等の有機溶剤や、シリコーン油、鉱物油などが挙げられる。これらは、1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。
上記バインダーとしては、例えば、熱可塑性または熱硬化性(熱硬化性、紫外線硬化性、電子線硬化性、湿気硬化性、これらの併用等も含む)の各種合成樹脂や天然樹脂等の有機系バインダーや、無機系バインダー等を挙げることができる。合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、液状ポリブタジエン、クマロン樹脂等を挙げることができ、これらが1種または2種以上使用される。天然樹脂としては、例えば、セラック、ロジン(松脂)、エステルガム、硬化ロジン、脱色セラック、白セラック等を挙げることができ、これらが1種または2種以上使用される。合成樹脂としては、エチレン−プロピレン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム等の天然または合成のゴム等を用いてもよい。合成樹脂と併用する成分として、硝酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等を挙げることができる。
Examples of the dispersion solvent include organic solvents such as water, (various halogenated) hydrocarbons, alcohols, ethers, acetals, ketones, aldehydes, carboxylic acid esters, amides, and carboxylic acids (anhydrides), silicone oils, Examples include mineral oil. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the binder include organic binders such as various synthetic resins and natural resins that are thermoplastic or thermosetting (including thermosetting, ultraviolet curable, electron beam curable, moisture curable, and combinations thereof). And inorganic binders. Examples of synthetic resins include polyester resins, fluororesins, alkyd resins, amino resins, vinyl resins, acrylic resins, epoxy resins, polyamide resins, polyurethane resins, thermosetting unsaturated polyester resins, phenol resins, chlorinated polyolefin resins, Examples include butyral resin, silicone resin, acrylic silicone resin, fluororesin, xylene resin, petroleum resin, ketone resin, rosin-modified maleic acid resin, liquid polybutadiene, coumarone resin, and the like. The Examples of natural resins include shellac, rosin (pine resin), ester gum, hardened rosin, decolorized shellac, white shellac, and the like, and one or more of these are used. As the synthetic resin, natural or synthetic rubber such as ethylene-propylene copolymer rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber may be used. Examples of the component used in combination with the synthetic resin include cellulose nitrate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate, ethyl cellulose, hydroxypropyl methylcellulose, and hydroxyethyl cellulose.

バインダー成分の形態については、限定はなく、溶剤可溶型、水溶性型、エマルション型、分散型(水/有機溶剤等の任意の溶剤)等を挙げることができる。
水溶性型のバインダー成分としては、例えば、水溶性アルキド樹脂、水溶性アクリル変性アルキド樹脂、水溶性オイルフリーアルキド樹脂(水溶性ポリエステル樹脂)、水溶性アクリル樹脂、水溶性エポキシエステル樹脂、水溶性メラミン樹脂等を挙げることができる。
エマルション型のバインダー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキル共重合ディスパージョン;酢酸ビニル樹脂エマルション、酢酸ビニル共重合樹脂エマルション、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルション、アクリル酸エステル(共)重合樹脂エマルション、スチレン−アクリル酸エステル(共)重合樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル−シリコーンエマルション、フッ素樹脂エマルション等を挙げることができる。
The form of the binder component is not limited, and examples include a solvent-soluble type, a water-soluble type, an emulsion type, and a dispersion type (any solvent such as water / organic solvent).
Examples of water-soluble binder components include water-soluble alkyd resins, water-soluble acrylic-modified alkyd resins, water-soluble oil-free alkyd resins (water-soluble polyester resins), water-soluble acrylic resins, water-soluble epoxy ester resins, and water-soluble melamines. Examples thereof include resins.
Examples of emulsion type binder components include (meth) alkyl acrylate copolymer dispersions; vinyl acetate resin emulsions, vinyl acetate copolymer resin emulsions, ethylene-vinyl acetate copolymer resin emulsions, and acrylate (co) polymer resins. An emulsion, a styrene-acrylic ester (co) polymer resin emulsion, an epoxy resin emulsion, a urethane resin emulsion, an acrylic-silicone emulsion, a fluororesin emulsion, and the like can be given.

無機系バインダーとしては、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾルおよびセリアゾル等の金属酸化物ゾル;アルカリケイ酸;シリコンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドおよびチタンアルコキシド等の金属アルコキシドならびにこれらの(加水分解)縮合物;(ポリ)シラザン;リン酸塩等を挙げることができる。また、金属ギ酸塩、金属酢酸塩および金属シュウ酸塩等の金属カルボン酸塩ならびにこれらの塩基性塩や、金属アセチルアセトナート等のβ−ジケトン錯体といった有機金属錯体等のように、熱分解によって金属酸化物となり得る金属化合物も挙げることができる。
これら無機系バインダーは、塗布した後で熱および/または湿気によって金属酸化物や金属水酸化物となるが、これら無機系バインダーのなかでも、上記金属酸化物や金属水酸化物が紫外線吸収性に優れる点では、Ti、Ce、Znを金属元素として含む無機系バインダーが好ましく、得られる膜の化学的耐久性に優れる点では、Si、Zr、Ti、Alを金属元素として含む無機系バインダーが好ましく、金属酸化物粒子の分散性に優れる点では、金属アルコキシド類の無機系バインダーが好ましく、特に、Si、Ti、Alを金属元素として含む金属アルコキシドおよびこれらの(加水分解)縮合物が好ましい。
Examples of the inorganic binder include metal oxide sols such as silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol and ceria sol; alkali silicic acid; metal alkoxides such as silicon alkoxide, zirconium alkoxide and titanium alkoxide and their (hydrolyzed) condensates; Poly) silazane; phosphates and the like. In addition, metal carboxylates such as metal formate, metal acetate and metal oxalate, and basic salts thereof, organometallic complexes such as β-diketone complexes such as metal acetylacetonate, etc. Mention may also be made of metal compounds that can be metal oxides.
These inorganic binders are converted into metal oxides or metal hydroxides by heat and / or humidity after being applied. Among these inorganic binders, the metal oxides and metal hydroxides are UV-absorbing. In terms of superiority, inorganic binders containing Ti, Ce, Zn as metal elements are preferred, and in terms of superior chemical durability of the resulting film, inorganic binders containing Si, Zr, Ti, Al as metal elements are preferred. In terms of excellent dispersibility of the metal oxide particles, inorganic binders of metal alkoxides are preferable, and metal alkoxides containing Si, Ti, and Al as metal elements and their (hydrolyzed) condensates are particularly preferable.

本発明の組成物の必須構成成分である金属酸化物粒子は、Cu、Ag、FeおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属成分とする金属酸化物粒子、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子をも含むことが好ましい。これにより、短波長領域の可視光の遮断効果をより高めることができるのである。なお、Cu、Fe、Ag、およびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属成分とする金属酸化物粒子については、〔金属酸化物粒子の組み合わせ〕の項で前述した説明が同様に適用できる。
本発明の組成物の必須構成成分である金属酸化物粒子と、分散溶媒および/またはバインダーとの使用量については、限定はされないが、具体的には、全ての金属酸化物粒子の使用量割合が、該組成物中の全固形分量に対して、10〜90重量%であることが好ましく、より好ましくは20〜80重量%である。上記使用量割合が、10重量%未満であると、例えば該組成物を紫外線遮断膜の形成に用いる場合に、十分なUV遮断性を得るために厚い膜にする必要があり、特に該粒子以外に無機バインダーや硬化性樹脂を膜成分として用いた場合等では、得られた膜にクラックが入りやすくなるおそれがあり、90重量%を超えると、例えば該組成物を膜の形成に用いた場合に、膜の機械的強度が不十分となるおそれがある。ただし、本発明の組成物が、分散溶媒を必須構成成分とする組成物であって、これを基材に塗布し、高温に加熱して焼成(焼結)することにより膜形成を行う場合は、該組成物における金属酸化物粒子の割合は、該組成物中の全固形分量に対して90重量%を超えていてもよいし、特に100重量%であってもよい。
The metal oxide particles that are essential components of the composition of the present invention are metal oxide particles containing at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Fe and Bi as metal components, and / or Cu, Ag. It is also preferable to include ultrafine metal particles having at least one selected from the group consisting of Au, Au, and platinum group metal elements as metal elements. Thereby, the visible light blocking effect in the short wavelength region can be further enhanced. For the metal oxide particles having at least one selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag, and Bi as a metal component, the description described above in the section [Combination of metal oxide particles] can be similarly applied. .
The amount of the metal oxide particles, which are essential constituents of the composition of the present invention, and the dispersion solvent and / or binder is not limited, but specifically, the amount of all metal oxide particles used. However, it is preferable that it is 10 to 90 weight% with respect to the total solid content in this composition, More preferably, it is 20 to 80 weight%. When the amount used is less than 10% by weight, for example, when the composition is used for forming an ultraviolet blocking film, it is necessary to form a thick film in order to obtain sufficient UV blocking properties. In the case of using an inorganic binder or a curable resin as a film component, there is a possibility that cracks are likely to occur in the obtained film, and when it exceeds 90% by weight, for example, when the composition is used for film formation In addition, the mechanical strength of the film may be insufficient. However, when the composition of the present invention is a composition containing a dispersion solvent as an essential constituent, and this is applied to a substrate, heated to a high temperature and fired (sintered) to form a film. The ratio of the metal oxide particles in the composition may exceed 90% by weight, particularly 100% by weight, based on the total solid content in the composition.

本発明の組成物は、さらに他の構成成分を含むものであってもよく、例えば、分散剤や、無機バインダーおよび硬化性樹脂等を含んでいてもよい。
分散剤としては、例えば、前記金属化合物(1)〜(3)が好ましく、なかでも、金属化合物(3)が特に好ましい。上記金属化合物(1)〜(3)の添加量(合計添加量)は、該金属化合物中の金属元素の、金属元素(M)化合物中の金属元素(M)に対する原子比で、0.1〜10原子%であることが好ましい。
本発明の組成物の用途は、限定はされず、例えば、紫外線遮断膜形成用の塗布液や紫外線カット塗料として取り扱うことができる。具体的には、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイ)、白色LEDなどの表示デバイスにおいて励起源や光源に由来する紫外線を遮断するためのフィルムやガラスに紫外線遮断膜を形成する際に用いる塗布液として、また、建築物、車両(自動車、電車など)、空輸機(飛行機、ヘリコプターなど)などの各種窓材やディスプレイ等に用いられる各種ガラス(単板ガラス、複層ガラス、合わせガラス等の無機系ガラス、およびポリカーボネート樹脂等の有機系ガラス)に紫外線遮断膜を形成する際に用いる塗布液として、また、農業用フィルムや各種包装用フィルムなどの紫外線遮蔽性を要する各種フィルムに紫外線遮断膜を形成する際に用いる塗布液として、さらに、前記窓材などに用いられる合わせガラスの中間膜として紫外線遮断膜を形成する際に用いる塗布液として、有用である。また、本発明の組成物は、〔金属酸化物粒子〕の項で前述したように、該組成物に含まれる金属酸化物粒子の金属元素の種類によって、高屈折率膜、低屈折率膜、反射防止膜、熱伝導性膜、帯電防止膜、透明導電膜、光触媒膜、蛍光体膜などの各種機能膜の形成に用いる塗布液としても、有用である。特に、Znを主たる金属元素(前記金属元素(M))とする金属酸化物粒子を含む本発明の組成物は、前述した各種用途においてとりわけ良好な特性を示しうるものであり、好適である。
The composition of the present invention may further contain other components, and for example, may contain a dispersant, an inorganic binder, a curable resin, and the like.
As the dispersant, for example, the metal compounds (1) to (3) are preferable, and the metal compound (3) is particularly preferable. The addition amount (total addition amount) of the metal compounds (1) to (3) is an atomic ratio of the metal element in the metal compound to the metal element (M) in the metal element (M) compound. It is preferable that it is -10 atomic%.
The use of the composition of the present invention is not limited, and can be handled as, for example, a coating liquid for forming an ultraviolet blocking film or an ultraviolet cut paint. Specifically, for example, when forming an ultraviolet blocking film on a film or glass for blocking ultraviolet rays derived from an excitation source or a light source in a display device such as an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma display), or a white LED. Various glass (single plate glass, multi-layer glass, laminated glass) used as a coating liquid used for various window materials and displays such as buildings, vehicles (cars, trains, etc.), air transports (airplanes, helicopters, etc.) Inorganic glass such as polycarbonate and organic glass such as polycarbonate resin) UV coating on various films that require UV shielding such as agricultural films and various packaging films. As a coating solution used for forming a blocking film, a laminated glass used for the window material or the like is further used. As a coating liquid used for forming the ultraviolet blocking layer as the intermediate layer is useful. Further, as described above in the section of [Metal oxide particles], the composition of the present invention has a high refractive index film, a low refractive index film, depending on the type of metal element of the metal oxide particles contained in the composition. It is also useful as a coating liquid used for forming various functional films such as an antireflection film, a heat conductive film, an antistatic film, a transparent conductive film, a photocatalyst film, and a phosphor film. In particular, the composition of the present invention containing metal oxide particles containing Zn as the main metal element (the metal element (M)) can exhibit particularly good characteristics in the various uses described above, and is suitable.

〔膜〕
本発明にかかる膜は、前述したように、前記本発明にかかる金属酸化物粒子および/または該金属酸化物粒子に由来する金属酸化物結晶を必須構成成分として得られてなる膜である。すなわち本発明の膜は、(1)本発明にかかる金属酸化物粒子がバインダー中に分散した膜、(2)該粒子のみからなる膜、(3)該粒子を焼結して得られた膜、および、(4)これらの膜形態を組み合わせてなる膜(特に、上記(2)の膜と上記(3)の膜とを組み合わせてなる膜)など、本発明の金属酸化物粒子を含む組成物(中間組成物など)または本発明の膜形成用組成物(発明者様;ここの部分も読みにくかったので推測で記載しました。)を原料成分として用いて得られた膜を全て包含する。
〔film〕
As described above, the film according to the present invention is a film obtained by using the metal oxide particles according to the present invention and / or metal oxide crystals derived from the metal oxide particles as an essential component. That is, the film of the present invention includes (1) a film in which the metal oxide particles according to the present invention are dispersed in a binder, (2) a film made of only the particles, and (3) a film obtained by sintering the particles. And (4) a composition comprising the metal oxide particles of the present invention, such as a film formed by combining these film forms (particularly, a film formed by combining the film (2) and the film (3)). Includes all films obtained using raw materials (such as the intermediate composition) or the film-forming composition of the present invention (the inventor; this part was also difficult to read) .

上記(1)の膜は、バインダーを含む前記組成物を塗布または成形して得られる。上記(2)の膜は、溶媒分散型の前記組成物を塗布して得られる。上記(3)の膜は、上記(1)または上記(2)の膜を高温で焼成等することにより金属酸化物粒子を焼結させてなる金属酸化物結晶の膜として得られる。上記(4)の膜は、例えば、上記(2)の膜を高温で焼成等することにより一部の金属酸化物粒子を焼結させてなる、金属酸化物粒子と該粒子に由来する金属酸化物結晶との複合膜として得られる。通常、上記(1)および(2)の膜では、本発明の金属酸化物粒子が実質的にその形態を維持して存在することになるが、上記(3)の膜や、上記(4)の膜のうち上記(3)の膜の形態を取り得る部分では、粒子の結晶子径の変化等といった構造変化を伴うため、得られる膜は、もとの粒子の結晶形態とは異なる多結晶膜あるいは単結晶膜となる場合もある。なお、本発明の膜の必須構成成分(または必須原料成分)である、本発明の金属酸化物粒子については、前述した説明が同様に適用できる。   The film of (1) is obtained by applying or molding the composition containing a binder. The film (2) is obtained by applying the solvent-dispersed composition. The film of (3) is obtained as a film of metal oxide crystals formed by sintering metal oxide particles by firing the film of (1) or (2) at a high temperature. The film of (4) is obtained by, for example, sintering a part of metal oxide particles by baking the film of (2) at a high temperature, and metal oxide derived from the metal oxide particles. It is obtained as a composite film with physical crystals. Usually, in the films of the above (1) and (2), the metal oxide particles of the present invention exist substantially while maintaining the form thereof, but the film of (3) and (4) above. The portion of the film (3) that can take the form of the film is accompanied by a structural change such as a change in the crystallite diameter of the particle, so that the obtained film is a polycrystal different from the crystal form of the original particle. It may be a film or a single crystal film. In addition, the description mentioned above is applicable similarly about the metal oxide particle of this invention which is an essential structural component (or essential raw material component) of the film | membrane of this invention.

本発明の膜の好ましい態様は、前記必須構成成分である金属酸化物が、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属成分とする金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属又はこれが膜形成過程において又はその後工程において酸化されてなる金属酸化物超微粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶をも含むことである。これにより、短波長領域の可視光の遮断効果をより高めることができるのである。なお、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子については、後述する〔金属酸化物含有物品〕の項で第2の金属酸化物粒子として詳しく説明するものと同様である。   In a preferred embodiment of the film of the present invention, the metal oxide as the essential component is a metal oxide particle and / or the particle having at least one selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag and Bi as a metal component. A metal oxide crystal derived from the above and / or a metal having at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, and a platinum group metal element, or this is oxidized in the film formation process or in the subsequent process And / or metal oxide crystals derived from the particles. Thereby, the visible light blocking effect in the short wavelength region can be further enhanced. In addition, about the metal oxide particle which uses at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of Cu, Fe, Ag, and Bi as a metal element, it is mentioned as a 2nd metal oxide particle by the term of the [metal oxide containing article] mentioned later. This is the same as that described in detail.

本発明の膜は、限定はされないが、一般には、所望の基材表面に形成され得る膜であり、その形態は、基材表面上の所望の面積部分に切れ目なく連続的に広がって存在している形態(以下、連続膜と言うことがある。)であってもよいし、基材表面上の所望の面積部分に不連続的に存在している形態(以下、不連続膜と言うことがある。)であってもよく、限定はされない。不連続膜では、膜の構成成分が基材表面に部分的に存在(点在)しているが、それらの大きさ、面積、厚みおよび形状等は、限定はされない。不連続膜の具体的な形態としては、例えば、膜の構成成分が、基材表面に微細なドット状で存在している形態や、いわゆる海島構造のように存在している形態や、縞模様状に存在している形態や、これら形態を合わせた形態等が挙げられる。   Although the film of the present invention is not limited, it is generally a film that can be formed on the surface of a desired substrate, and the form of the film exists continuously and continuously spreading over a desired area on the surface of the substrate. (Hereinafter sometimes referred to as a continuous film), or a form that exists discontinuously in a desired area on the substrate surface (hereinafter referred to as a discontinuous film). There is no limitation. In the discontinuous film, the constituent components of the film are partially present (spotted) on the surface of the substrate, but the size, area, thickness, shape, and the like are not limited. As a specific form of the discontinuous film, for example, a form in which the constituent components of the film are present in the form of fine dots on the surface of the base material, a form in which the so-called sea-island structure is present, or a striped pattern The form which exists in a shape, the form which combined these forms, etc. are mentioned.

上記連続膜および不連続膜が金属酸化物粒子のみを構成成分としてなる(金属酸化物粒子が集合してなる)場合、これら膜の構造としては、限定はされないが、具体的には、所望の大きさの空間を有する多孔質構造であってもよいし、マクロ的に見てこのような多孔質構造ではない一体的な密実構造(すなわち実質的に緻密な構造)であってもよいが、より緻密な構造である方が、UV遮断性に優れ且つ散乱による可視光に対する透明性の低下がない膜が得られる点で好ましい。なお、不連続膜においては、上述したような膜の構造は、部分的に存在している個々の膜部分のうちの、全てが備えていてもよいし、一部のみが備えていてもよい。   When the continuous film and the discontinuous film are composed only of metal oxide particles (consisting of metal oxide particles), the structure of these films is not limited. It may be a porous structure having a space of a size, or may be an integrated solid structure (that is, a substantially dense structure) that is not such a porous structure when viewed macroscopically. A denser structure is preferable in that a film having excellent UV blocking properties and no reduction in transparency to visible light due to scattering can be obtained. In the discontinuous film, the structure of the film as described above may be included in all or only a part of the individual film portions that are partially present. .

本発明の膜の実施態様としては、基材表面上に形成された膜そのものを意味する態様と、基材上に形成された膜と該基材とから構成されるものを意味する態様、とのいずれをも含むとする。
本発明の膜に用い得る上記基材としては、その材質等は限定されず、例えば、酸化物、窒化物、炭化物等のセラミクス、ガラスなどの無機物;PET、PBT、PENなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマーなどの耐熱性樹脂フィルムとして知れられる樹脂フィルム、シートのほか、従来公知の(メタ)アクリル樹脂、PVC樹脂、PVDC樹脂、PVA樹脂、EVOH樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PTFE、PVF、PGF、ETFE等のフッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等の各種樹脂からなるフィルムやシート各種樹脂高分子、および、これら各種樹脂高分子にアルミ、アルミナ、シリカなどを蒸着したフィルム等の加工品、などの有機物;各種金属類などが好ましく挙げられる。
As an embodiment of the film of the present invention, an aspect meaning the film itself formed on the surface of the base material, an aspect meaning a structure formed of the film formed on the base material and the base material, and Any of these are included.
The material of the substrate that can be used in the film of the present invention is not limited. Examples thereof include ceramics such as oxide, nitride, and carbide, inorganic materials such as glass; polyester resins such as PET, PBT, and PEN, polycarbonate Resin films known as heat-resistant resin films such as resin, polyphenylene sulfide resin, polyether sulfone resin, polyetherimide resin, polyimide resin, amorphous polyolefin resin, polyarylate resin, aramid resin, polyether ether ketone resin, liquid crystal polymer In addition to sheets, conventionally known (meth) acrylic resins, PVC resins, PVDC resins, PVA resins, EVOH resins, polyimide resins, polyamide-imide resins, PTFE, PVF, PGF, ETFE, and other fluororesins, epoxy resins, polio Organic materials such as films and sheets made of various resins such as fin resins, various resin polymers, and films such as films obtained by vapor-depositing aluminum, alumina, silica, etc. on these various resin polymers; various metals are preferred. It is done.

上記基材の形状・形態としては、例えば、フィルム状、シート状、板状、繊維状、積層体状などが挙げられるが、用途・使用目的等に応じて選択すればよく、限定はされない。また、上記基材は、機能面においても、限定はされず、例えば、光学的に透明であってもよいし、不透明であってもよく、用途・使用目的等に応じて選択すればよい。
本発明の膜については、その光学特性が以下の条件を満たすことが、可視光は透過させ紫外線のみを選択的に吸収する性能に優れる点で、好ましい。なお、以下に示す該膜の光学特性は、後述する実施例に記載の方法により測定・評価される値であるとし、また、膜部分のみ(基材除く)についての物性であって、膜付き基材の光学特性と基材のみの光学特性とを勘案して評価されるものとする。さらに、該膜の光学特性のうち、紫外線吸収性能の指標となる波長380nmの光の透過率(%)をT380と定義するとともに、可視光透過性能の指標となる、波長500nmの光の透過率(%)をT500と、波長550nm〜700nmの光の透過率(%)の最小値をTと、TとT500との差の絶対値(|T−T500|)をΔTと、定義する。
Examples of the shape and form of the base material include a film shape, a sheet shape, a plate shape, a fiber shape, and a laminated body shape, but may be selected according to the use / purpose of use, and is not limited. The base material is not limited in terms of function, and may be optically transparent or opaque, for example, and may be selected according to the intended use and purpose of use.
Regarding the film of the present invention, it is preferable that the optical characteristics thereof satisfy the following conditions in terms of excellent performance of transmitting visible light and selectively absorbing only ultraviolet rays. The optical properties of the film shown below are values measured and evaluated by the methods described in the examples described later, and are the physical properties of only the film part (excluding the base material), Assume that the optical properties of the substrate and the optical properties of the substrate alone are taken into consideration. Furthermore, among the optical characteristics of the film, the transmittance (%) of light with a wavelength of 380 nm, which is an index of ultraviolet absorption performance, is defined as T 380, and transmission of light with a wavelength of 500 nm, which is an index of visible light transmission performance a ratio (%) of T 500, the transmittance of light having a wavelength of 550nm~700nm the minimum value of (%) and T 1, the absolute value of the difference between T 1 and T 500 a (| | T 1 -T 500) This is defined as ΔT.

本発明の膜の光学特性に関しては、T380の値を基準としたときの、T500およびΔTの値で評価することとし、該膜の好ましい態様((i)および(ii))を以下に示す。
(i) T380が20%以下であるときに、ΔTは10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下であり、T500は90%以上であることが好ましく、より好ましくは95%以上である。
好ましくは、(ii) T380が10%以下であるときに、ΔTは10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%未満であり、T500は70%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上である。
Regarding the optical properties of the films of the present invention, when a reference value of T 380, and to evaluate the value of T 500 and [Delta] T, the membrane of the preferred embodiment ((i) and (ii)) the following Show.
(i) When T 380 is 20% or less, ΔT is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and T 500 is preferably 90% or more, more preferably 95%. % Or more.
Preferably, (ii) when T 380 is 10% or less, ΔT is preferably 10% or less, more preferably less than 5%, and T 500 is preferably 70% or more, more Preferably it is 80% or more.

本発明の膜を形成する方法としては、限定はされないが、例えば、前記本発明の膜形成用組成物を用いて形成する方法が好ましい。なお、この形成方法に用い得る、本発明の組成物については、前述した説明が同様に適用できる。
以下では、本発明の組成物を用いた膜の形成方法について説明する。
本発明の組成物を用いて膜を形成する方法としては、限定はされないが、該組成物を、基材表面に、バーコーター法、ロールコーター法、ナイフコーター法、ダイコーター法およびスピンコート法等の塗布法ならびにスプレー法などの従来公知の成膜方法を用いて塗布し膜形成する方法や、本発明の組成物に、基材の一部または全部を漬けた後取り出すことで塗布し膜形成する、いわゆるディッピング法が採用できる。また、本発明の組成物の必須構成成分として分散溶媒を用いた場合等では、塗布した後に高温で焼成することにより成膜することもでき、例えば、金属酸化物粒子の少なくとも一部が融合した結晶性の膜を得ることができる。
The method for forming the film of the present invention is not limited, but for example, a method of forming using the film forming composition of the present invention is preferred. In addition, the description mentioned above is applicable similarly about the composition of this invention which can be used for this formation method.
Hereinafter, a method for forming a film using the composition of the present invention will be described.
A method of forming a film using the composition of the present invention is not limited, but the composition is applied to the surface of a substrate by a bar coater method, a roll coater method, a knife coater method, a die coater method, and a spin coat method. Coating methods such as coating methods such as spraying methods and the like, and methods of forming films by using conventionally known film forming methods such as spray methods, and coating films by taking out a part or all of the substrate after dipping it in the composition of the present invention A so-called dipping method can be employed. In addition, when a dispersion solvent is used as an essential component of the composition of the present invention, it can be formed by baking at a high temperature after coating, for example, at least a part of metal oxide particles are fused. A crystalline film can be obtained.

本発明の膜は、例えば、〔金属酸化物粒子〕や〔膜成形用組成物〕の項で前述したような各種用途において用いられる紫外線遮断膜として、また、高屈折率膜、低屈折率膜、反射防止膜、熱伝導性膜、帯電防止膜、透明導電膜、光触媒膜、蛍光体膜などの各種機能膜として、有用である。さらに、紫外線遮蔽膜と前記各種機能膜のいずれかとを兼ねる2種以上の機能を備えた膜(例えば、高屈折率を有する紫外線遮蔽膜、透明導電性を有する紫外線遮蔽膜など)としても有用である。
〔金属酸化物含有物品〕
本発明の金属酸化物含有物品は、金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶を含む物品であって、前記金属酸化物粒子が、前記本発明の金属酸化物粒子と、Cu、Ag、FeおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子(以下「第2の金属酸化物粒子」と称することもある。)、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子(以下「第2の金属超微粒子」と称することもある。)との組み合わせを必須とするものである。このような組み合わせにより、本発明の金属酸化物含有物品は、紫外線のみならず、短波長領域の可視光の遮断効果にも優れたものとなるのである。
The film of the present invention is, for example, as an ultraviolet blocking film used in various applications as described above in [Metal oxide particles] and [Film forming composition], and also as a high refractive index film and a low refractive index film. It is useful as various functional films such as antireflection film, heat conductive film, antistatic film, transparent conductive film, photocatalyst film and phosphor film. Furthermore, it is also useful as a film having two or more functions that serve both as an ultraviolet shielding film and one of the various functional films (for example, an ultraviolet shielding film having a high refractive index, an ultraviolet shielding film having transparent conductivity, etc.). is there.
[Metal oxide-containing articles]
The metal oxide-containing article of the present invention is an article containing metal oxide particles and / or metal oxide crystals derived from the particles, wherein the metal oxide particles are the metal oxide particles of the present invention, Metal oxide particles containing at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Fe and Bi as metal elements (hereinafter also referred to as “second metal oxide particles”), and / or Cu, A combination with metal ultrafine particles (hereinafter sometimes referred to as “second metal ultrafine particles”) containing at least one selected from the group consisting of Ag, Au, and platinum group metal elements as metal elements is essential. Is. By such a combination, the metal oxide-containing article of the present invention has an excellent effect of blocking not only ultraviolet rays but also visible light in a short wavelength region.

第2の金属酸化物粒子のうち、Cuを金属元素とする金属酸化物粒子としては、例えば、酸化第一銅(CuO)、酸化第二銅(CuO)、銅フェライト(CuFe)、モリブデン酸銅(CuMoO)、タングステン酸銅(CuWOO)、チタン酸銅(CuTiO)、セレン酸銅(CuSeO)、亜クロム酸銅(CuCr)等の単一酸化物、複合酸化物、単一酸化物や複合酸化物の金属元素の一部が異種金属元素で一部置換された固溶体酸化物、単一酸化物や複合酸化物の酸素の一部が他の元素(例えば、窒素、硫黄、ハロゲン元素など)で一部置換された固溶体酸化物からなる粒子が挙げられる。なお、前記酸化物においては、例えば、Cu1−δOのように、化学両論組成からずれた化合物も含まれるものである。なかでも、酸化銅粒子もしくは該粒子の粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は好ましく、酸化第一銅粒子もしくは該粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は特に好ましい。 Among the second metal oxide particles, examples of the metal oxide particles containing Cu as a metal element include cuprous oxide (Cu 2 O), cupric oxide (CuO), and copper ferrite (CuFe 2 O 4). ), Copper molybdate (CuMoO 4 ), copper tungstate (CuWOO 4 ), copper titanate (CuTiO 3 ), copper selenate (CuSeO 4 ), copper chromite (CuCr 2 O 4 ) and other single oxides , Complex oxides, solid solution oxides in which some metal elements of single oxides or complex oxides are partially substituted with dissimilar metal elements, oxygens in single oxides or complex oxides are other elements Examples thereof include particles made of a solid solution oxide partially substituted with nitrogen (eg, nitrogen, sulfur, halogen element, etc.). In addition, in the said oxide, the compound which shifted | deviated from stoichiometric composition like Cu1- (delta) O is also contained, for example. Among these, copper oxide particles or particles in which an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group is bonded to the particle surface of the particles are preferable, such as cuprous oxide particles or an ethanoyl group or the like on the particle surface. Particularly preferred are particles having organic groups such as alkoxy groups such as acyl groups and ethoxy groups bonded thereto.

第2の金属酸化物粒子のうち、Feを金属元素とする金属酸化物粒子としては、例えば、酸化鉄(酸化第一鉄(FeO)、酸化第二鉄(α−Fe、γ−Fe)、四三酸化鉄(Fe)など)、水酸化鉄(III)(α−FeO(OH)、γ−FeO(OH)など)、一般式M(II)Fe(但し、該式中のMは1種または2種以上の任意の金属元素である)で表される各種フェライト化合物(例えば、マンガンフェライト、亜鉛フェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、亜鉛ニッケルフェライトなど)、チタン酸鉄(FeTiO)、モリブデン酸鉄(FeMoO)、タングステン酸鉄(FeWOO4)等の単一(水)酸化物、複合酸化物、単一(水)酸化物や複合酸化物の金属元素の一部が異種金属元素で一部置換された固溶体酸化物、単一(水)酸化物や複合酸化物の酸素の一部が他の元素(例えば、窒素、硫黄、ハロゲン元素など)で一部置換された固溶体酸化物からなる粒子が挙げられる。なお、前記(水)酸化物においては、例えば、Fe1−δOのように、化学両論組成からずれた化合物も含まれるものである。なかでも、(水)酸化鉄粒子もしくは該粒子の粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は好ましく、α−Fe粒子もしくは該粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は特に好ましい。 Among the second metal oxide particles, as the metal oxide particles containing Fe as a metal element, for example, iron oxide (ferrous oxide (FeO), ferric oxide (α-Fe 2 O 3 , γ- Fe 2 O 3 ), iron tetroxide (Fe 3 O 4 ), etc.), iron hydroxide (III) (α-FeO (OH), γ-FeO (OH), etc.), general formula M (II) Fe 2 Various ferrite compounds (for example, manganese ferrite, zinc ferrite, cobalt ferrite, nickel ferrite, barium ferrite, etc.) represented by O 4 (wherein M is one or more arbitrary metal elements) Zinc-nickel ferrite, etc.) Single (water) oxide, complex oxide, single (water) oxide such as iron titanate (FeTiO 3 ), iron molybdate (FeMoO 4 ), iron tungstate (FeWOO 4), etc. Or composite Solid solution oxides in which some of the metal elements of the compounds are partially substituted with dissimilar metal elements, and part of oxygen in the single (water) oxide or composite oxide is other elements (eg, nitrogen, sulfur, halogen elements) Etc.) and particles made of solid solution oxide partially substituted. In addition, in the said (water) oxide, the compound which shifted | deviated from stoichiometric composition like Fe1- (delta) O is also contained, for example. Among these, (water) iron oxide particles or particles in which an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group is bonded to the particle surface are preferable, α-Fe 2 O 3 particles or the particles Particles having an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group bonded to the surface are particularly preferred.

第2の金属酸化物粒子のうち、Biを金属元素とする金属酸化物粒子としては、例えば、三酸化ビスマス(III)((Bi)、チタン酸ビスマス(BiTi12)、モリブデン酸ビスマス(BiMoO)、タングステン酸ビスマス(BiWOO6)、スズ酸ビスマス(BiSn)、ジルコン酸ビスマス(2Bi・3ZrO)等の単一酸化物、複合酸化物、単一酸化物や複合酸化物の金属元素の一部が異種金属元素で一部置換された固溶体酸化物、単一酸化物や複合酸化物の酸素の一部が他の元素(例えば、窒素、硫黄、ハロゲン元素など)で一部置換された固溶体酸化物からなる粒子が挙げられる。なお、前記酸化物においては、例えば、Bi2−δのように、化学両論組成からずれた化合物も含まれるものである。なかでも、酸化物粒子もしくは該粒子の粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は好ましく、三酸化ビスマスやチタン酸ビスマスからなる粒子もしくは該粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は特に好ましい。 Among the second metal oxide particles, examples of the metal oxide particles containing Bi as a metal element include bismuth trioxide (III) ((Bi 2 O 3 ), bismuth titanate (Bi 4 Ti 3 O 12 ). Single oxidation of bismuth molybdate (Bi 2 MoO 6 ), bismuth tungstate (Bi 2 WOO 6) , bismuth stannate (Bi 2 Sn 2 O 7 ), bismuth zirconate (2Bi 2 O 3 .3ZrO 2 ), etc. Products, complex oxides, solid solution oxides in which some of the metal elements of single oxides or complex oxides are partially substituted with dissimilar metal elements, and some of the oxygen in single oxides or complex oxides Examples thereof include particles made of a solid solution oxide partially substituted with an element (for example, nitrogen, sulfur, halogen element, etc.) In the oxide, for example, Bi 2 -δ O 3 composition Among them, oxide particles or particles in which an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group is bonded to the particle surface of the particle are preferable. Particles made of bismuth or bismuth titanate or particles in which an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group is bonded to the particle surface is particularly preferred.

第2の金属酸化物粒子のうち、Agを金属元素とする金属酸化物粒子としては、例えば、酸化銀(AgO)等の単一酸化物、複合酸化物、単一酸化物や複合酸化物の金属元素の一部が異種金属元素で一部置換された固溶体酸化物、単一酸化物や複合酸化物の酸素の一部が他の元素(例えば、窒素、硫黄、ハロゲン元素など)で一部置換された固溶体酸化物からなる粒子が挙げられる。なお、前記酸化物においては、例えば、Ag2−δOのように、化学両論組成からずれた化合物も含まれるものである。なかでも、酸化物粒子もしくは該粒子の粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は好ましく、三酸化ビスマスやチタン酸ビスマスからなる粒子もしくは該粒子表面にエタノイル基等のアシル基やエトキシ基等のアルコキシ基などの有機基が結合した粒子は特に好ましい。 Among the second metal oxide particles, examples of the metal oxide particles containing Ag as a metal element include single oxides such as silver oxide (Ag 2 O), composite oxides, single oxides, and composite oxides. Solid solution oxide in which part of the metal element of the product is partially substituted with a different metal element, part of oxygen in the single oxide or composite oxide is other elements (eg, nitrogen, sulfur, halogen elements, etc.) Examples thereof include particles made of a partially substituted solid solution oxide. In addition, in the said oxide, the compound which shifted | deviated from stoichiometric composition like Ag2- (delta) O is also contained, for example. Among them, oxide particles or particles in which an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group is bonded to the particle surface are preferable. Particles having an organic group such as an acyl group such as an ethanoyl group or an alkoxy group such as an ethoxy group bonded to the surface are particularly preferred.

なお、第2の金属酸化物粒子は、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる2種以上を金属元素とするものであってもよいし、Cu、Fe、AgおよびBi以外の金属元素を含むものであってもよい。
第2の金属酸化物粒子の大きさは、特に制限されないが、優れた透明性を発現させるうえでは、1次粒子の平均粒子径が1〜100nmであることが好ましく、5〜30nmであることがより好ましく、85〜20nmであることがさらに好ましい。
第2の金属超微粒子は、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子であってもよい。また、前記したように該粒子の一部または全部が酸化されて酸化物として存在する場合も含める。該金属超微粒子としては、単一金属または合金用粒子からなるものが好ましく、1次粒子径が1〜100nm、好ましくは1〜20nmのものがよい。450nm以下にプラズモン吸収による吸収が強いものが好ましく、例えば、Cu,Agを金属元素として含むものがあげられる。
The second metal oxide particles may have two or more kinds selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag and Bi as metal elements, or metals other than Cu, Fe, Ag and Bi. It may contain an element.
The size of the second metal oxide particles is not particularly limited, but the average particle diameter of the primary particles is preferably 1 to 100 nm, and preferably 5 to 30 nm, in order to develop excellent transparency. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 85-20 nm.
The second metal ultrafine particles may be metal ultrafine particles having at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, and a platinum group metal element as a metal element. In addition, as described above, a case where part or all of the particles are oxidized and exist as an oxide is also included. The metal ultrafine particles are preferably those composed of single metal or alloy particles, and those having a primary particle diameter of 1 to 100 nm, preferably 1 to 20 nm are preferable. Those having strong absorption due to plasmon absorption at 450 nm or less are preferred, and examples include those containing Cu and Ag as metal elements.

以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下では、便宜上、「重量部」を単に「部」と、「重量%」を「wt%」と記すことがある。
実施例および比較例における測定および評価は、各実施例・比較例で特に断りのない限り、以下の方法で行った。
<金属酸化物粒子の評価>
(1)粉末試料の調製
金属酸化物粒子の生成反応により得られた反応液を遠心分離した後、沈降物の反応溶媒による洗浄(沈降物を反応溶媒に再分散させ、遠心分離すること)を3回繰り返し、その後、得られた沈降物を真空乾燥機により60℃で12時間真空乾燥することにより、金属酸化物粒子の粉末試料を得た。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. Hereinafter, for convenience, “parts by weight” may be simply referred to as “parts” and “wt%” may be referred to as “wt%”.
Measurement and evaluation in Examples and Comparative Examples were performed by the following methods unless otherwise specified in each Example and Comparative Example.
<Evaluation of metal oxide particles>
(1) Preparation of powder sample After centrifuging the reaction solution obtained by the formation reaction of metal oxide particles, washing the precipitate with a reaction solvent (redispersing the precipitate in the reaction solvent and centrifuging it). After repeating three times, the obtained precipitate was vacuum-dried at 60 ° C. for 12 hours with a vacuum dryer to obtain a metal oxide particle powder sample.

(2)金属酸化物粒子の結晶同定
上記粉末試料に関し、粉末X線回折装置(理学電気株式会社製、製品名:RINT2400)を用いた粉末X線回折により、金属酸化物粒子の結晶性を評価した。以下に測定条件を示す。
X線:CuKα1線(波長:1.54056Å)/40kV/200mA
走査範囲:2θ=20〜80°
スキャンスピード:5°/min
例えば、金属酸化物粒子がZnを主金属成分とする場合においては、ZnO結晶性を有するか否かは、六方晶系ZnOに特有の3強線のピークが認められるか否かで判定した。具体的には、以下の3つの回折角(a)〜(c)の位置のすべてに回折ピークが存在する場合、ZnO結晶性を有すると判定した。
(2) Crystal Identification of Metal Oxide Particles Regarding the powder sample, the crystallinity of the metal oxide particles is evaluated by powder X-ray diffraction using a powder X-ray diffractometer (product name: RINT2400, manufactured by Rigaku Corporation). did. The measurement conditions are shown below.
X-ray: CuKα1 ray (wavelength: 1.54056Å) / 40 kV / 200 mA
Scanning range: 2θ = 20-80 °
Scan speed: 5 ° / min
For example, when the metal oxide particle has Zn as the main metal component, whether or not it has ZnO crystallinity is determined by whether or not a peak of three strong lines peculiar to hexagonal ZnO is observed. Specifically, when diffraction peaks exist at all of the following three diffraction angles (a) to (c), it was determined to have ZnO crystallinity.

(a) 2θ=31.65〜31.95°
(b) 2θ=34.30〜34.60°
(c) 2θ=36.10〜36.40°
なお、(a)の位置に存在する回折ピークは、ZnO結晶の(100)面に対する回折線に基づくものと判定し、(b)の位置に存在する回折ピークは、ZnO結晶の(002)面に対する回折線に基づくものと判定し、(c)の位置に存在する回折ピークは、ZnO結晶の(101)面に対する回折線に基づくものと判定する。
Zn以外の金属元素を主金属成分とする場合においても同様に、その金属元素の酸化物結晶に特有の3強線のピークが認められるか否かで判定した。
(a) 2θ = 31.65 to 31.95 °
(b) 2θ = 34.30 to 34.60 °
(c) 2θ = 36.10 to 36.40 °
It is determined that the diffraction peak existing at the position (a) is based on the diffraction line with respect to the (100) plane of the ZnO crystal, and the diffraction peak existing at the position (b) is the (002) plane of the ZnO crystal. The diffraction peak existing at the position (c) is determined to be based on the diffraction line for the (101) plane of the ZnO crystal.
Similarly, when a metal element other than Zn was used as the main metal component, the determination was similarly made based on whether or not a peak of three strong lines peculiar to the oxide crystal of the metal element was observed.

(3)金属酸化物粒子の結晶子径(Ds)
上記粉末試料に関し、粉末X線回折装置(理学電気株式会社製、製品名:RINT2400)を用いた粉末X線回折により、金属酸化物粒子の結晶子径(Ds)を評価した。具体的には、得られたX線回折パターンにおける各回折線の回折線幅より、シェラー法解析により結晶子径Dhkl(ここで、hklはミラー指数を表す。Dhklはミラー指数(hkl)の格子面に垂直な方向の結晶子の大きさである。なお、ミラー指数(hkl)は実施例・比較例によって異なり、それぞれの結果を示す表中に示した)を求めた。
(4)金属酸化物粒子の組成(金属元素の平均組成)
上記粉末試料に関し、蛍光X線分析により各金属元素の定量分析を行い、主たる金属元素(M)に対する2種以上の異種金属元素(M’)(以下、M1、M2とする)の含有率、および、粒子生成の際に金属化合物を添加剤として用いた場合は、主たる金属元素(M)に対する該金属化合物の金属元素(Ms)の含有率、を求めた。
(3) Crystallite diameter (Ds) of metal oxide particles
Regarding the powder sample, the crystallite diameter (Ds) of the metal oxide particles was evaluated by powder X-ray diffraction using a powder X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation, product name: RINT2400). Specifically, from the diffraction line width of each diffraction line in the obtained X-ray diffraction pattern, the crystallite diameter Dhkl (where hkl represents the Miller index. Dhkl represents the Miller index (hkl) lattice) by Scherrer method analysis. The crystallite size in the direction perpendicular to the plane was determined, and the Miller index (hkl) was different depending on the examples and comparative examples, and was shown in the table showing the results).
(4) Composition of metal oxide particles (average composition of metal elements)
With respect to the powder sample, quantitative analysis of each metal element is performed by fluorescent X-ray analysis, the content of two or more different metal elements (M ′) (hereinafter referred to as M1 and M2) with respect to the main metal element (M), And when a metal compound was used as an additive in the particle | grain production | generation, the content rate of the metal element (Ms) of this metal compound with respect to the main metal element (M) was calculated | required.

また、上記粉末試料中の個々の粒子に関し、分解能1nmφのXMA装置(X線マイクロアナライザー)を附帯してなるFE−TEM(電界放射型透過型電子顕微鏡)により観察しながら、粒子の表層部から中心部にかけての任意の各部分における局所元素分析を行い、各金属元素に帰属されるピーク強度の主たる金属元素(M)に帰属されるピーク強度に対する強度比の振れを評価し、粒子中に含有されている各金属元素が均一に分布しているか否か(分布の均一性)を判定した。また、各粒子の局所元素分析を行う際、異種金属元素(M1、M2)や金属化合物の金属元素(Ms)の偏析物の有無も評価した。
○:主たる金属元素(M)以外の金属元素(M1,M2,Ms)が均一に含有されている。
While observing with an FE-TEM (field emission transmission electron microscope) attached to an XMA apparatus (X-ray microanalyzer) having a resolution of 1 nmφ for each particle in the powder sample, from the surface layer portion of the particle Perform local elemental analysis at any part to the center, evaluate the fluctuation of the intensity ratio of the peak intensity attributed to each metal element to the peak intensity attributed to the main metal element (M), and contain in the particles It was determined whether or not each metallic element being distributed was uniformly distributed (uniformity of distribution). Moreover, when performing local elemental analysis of each particle | grain, the presence or absence of the segregated substance of the dissimilar metal element (M1, M2) and the metal element (Ms) of a metal compound was also evaluated.
○: Metal elements (M1, M2, Ms) other than the main metal element (M) are uniformly contained.

×:主たる金属元素(M)以外の金属元素(M1,M2,Ms)が均一に含有されていないか、および/または、それらの金属または化合物の偏析物が確認された。
(5)金属酸化物粒子に含有される異種金属元素の価数の評価
上記粉末試料に関し、光電子分光装置(日本電子株式会社製、製品名:JPS−90型)を用いたX線光電子分光法(XPS)により、金属酸化物粒子に含有される異種金属元素(特にCoやFe)の2p3/2スペクトルを測定し、そのピーク位置より結合エネルギー値を求め、異種金属元素の価数を判定した。
なお、結合エネルギー値は、帯電性によるエネルギーシフト等による測定値の誤差を低減するために、表面炭化水素のC1sピークの位置を基準にして補正して求めた。
X: Metal elements (M1, M2, Ms) other than the main metal element (M) were not contained uniformly and / or segregated materials of these metals or compounds were confirmed.
(5) Valence evaluation of different metal elements contained in metal oxide particles X-ray photoelectron spectroscopy using the photoelectron spectrometer (product name: JPS-90 type, manufactured by JEOL Ltd.) with respect to the powder sample. (XPS) is used to measure the 2p 3/2 spectrum of dissimilar metal elements (particularly Co and Fe) contained in metal oxide particles, determine the binding energy value from the peak position, and determine the valence of the dissimilar metal element did.
The binding energy value was obtained by correcting with reference to the position of the C1s peak of the surface hydrocarbon in order to reduce the error in the measured value due to the energy shift due to the charging property.

また、比較するための既知のデータとして、日本電子株式会社発行の「Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy」(1991年)における各種金属元素の化合物の2p3/2スペクトルのピーク位置を参考とした。
(6)金属酸化物粒子の性能
(6-1)
金属酸化物粒子分散膜状態での性能を以下のようにして評価した。すなわち、金属酸化物粒子の生成反応により得られた反応液を、加熱溶媒置換することにより、金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体を得た(反応液中の溶媒の沸点が1−ブタノールの沸点よりも高い場合には、反応液を加熱還流することにより20wt%の分散体を得、これを用いることとした。)。得られた分散体100部に、シリケートバインダー(SiO換算の固形分:51wt%)20部および触媒(n−ブチルアミン)0.5部を配合し、塗料を調製した。なお、上記粒子濃度に関しては、得られた分散体を、真空乾燥機により120℃で1時間真空乾燥したときの固形分を、粒子重量として計算した。
Further, as known data for comparison, the peak positions of 2p 3/2 spectra of compounds of various metal elements in “Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy” (1991) published by JEOL Ltd. were referred to.
(6) Performance of metal oxide particles (6-1)
The performance in the metal oxide particle dispersed film state was evaluated as follows. That is, the reaction liquid obtained by the formation reaction of the metal oxide particles was replaced with a solvent to obtain a dispersion in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt% (reaction liquid). When the boiling point of the solvent therein was higher than the boiling point of 1-butanol, the reaction solution was heated to reflux to obtain a 20 wt% dispersion, which was used. To 100 parts of the obtained dispersion, 20 parts of a silicate binder (solid content in terms of SiO 2 : 51 wt%) and 0.5 part of a catalyst (n-butylamine) were blended to prepare a paint. In addition, regarding the said particle | grain density | concentration, solid content when the obtained dispersion was vacuum-dried at 120 degreeC with the vacuum dryer for 1 hour was computed as particle weight.

得られた塗料を、無アルカリガラス(コーニングインターナショナル株式会社製、バリウムホウケイ酸ガラス、ガラスコード番号:7059、厚み:0.6mm)に、バーコーターでウエット膜厚が24μmとなるように塗布した。その後、25℃で常乾することにより、表面に金属酸化物粒子分散膜の形成されたガラスを得、この分散膜付きガラスの膜部分のみを対象にして、分光透過率曲線に基づく可視光透過特性、紫外線吸収特性および可視長波長吸収特性を評価した。なお、上記分散膜の分光透過率曲線は、粒子の分散状態にも影響されるため、透明性に関してヘイズ<3%を満たす分散膜についてのみ評価することとする。よって、塗料化する際は、分散し難い粒子の場合は分散処理を長時間行い(下記(7)の評価結果参照。)、必要に応じて他の分散方法も用いるようにする。   The obtained paint was applied to non-alkali glass (manufactured by Corning International Co., Ltd., barium borosilicate glass, glass code number: 7059, thickness: 0.6 mm) with a bar coater so that the wet film thickness was 24 μm. Then, the glass with a metal oxide particle dispersion film formed on the surface is obtained by drying at 25 ° C., and visible light transmission based on the spectral transmittance curve is performed only for the film portion of the glass with the dispersion film. Characteristics, ultraviolet absorption characteristics and visible long wavelength absorption characteristics were evaluated. Note that the spectral transmittance curve of the dispersion film is also affected by the dispersion state of the particles, so that only the dispersion film satisfying the haze <3% is evaluated with respect to transparency. Therefore, when forming a paint, in the case of particles that are difficult to disperse, a dispersion treatment is performed for a long time (see the evaluation result of (7) below), and other dispersion methods are used as necessary.

分散膜付きガラスおよび上記無アルカリガラス(基材のみ)の各々の分光透過率曲線を、積分球付き自記分光光度計((株)島津製作所製、製品名:UV−3100)を用いて測定した。
得られた分光透過率曲線より、分散膜付きガラスおよび無アルカリガラスの各々について、可視光透過特性としては、可視光の透過率(波長500nmまたは波長600nmの光の透過率(%))を評価し(参考例4−1、参考例4−2および比較例4−1〜4−3においては600nmにおける透過率(%)。その他の実施例、参考例および比較例においては500nmにおける透過率で評価した)、紫外線吸収特性としては、可視光から可視光短波長域における透過率(波長380nm、400nm、420nmにおける透過率(%)を評価した(実施例・参考例・比較例によってはこれら波長のうち380nmのみ、もしくは380nmと400nmのみにおける透過率を評価した))。また、可視長波長吸収特性としては、550〜700nmにおける吸収性能に関して、下記式:
Δ(%)=〔|T500−T|/T500〕×100
(ただし、Tは550〜700nmにおける透過率(%)の最小値であり、T500は500nmにおける透過率(%)である。)
によりΔ(%)を求め、その値について以下の基準により評価した。
The spectral transmittance curves of the dispersion-coated glass and the alkali-free glass (base material only) were measured using a self-recording spectrophotometer with an integrating sphere (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: UV-3100). .
From the obtained spectral transmittance curve, the visible light transmittance (transmittance (%) of light having a wavelength of 500 nm or 600 nm) is evaluated as the visible light transmission property for each of the glass with a dispersion film and the non-alkali glass. (In Reference Example 4-1, Reference Example 4-2 and Comparative Examples 4-1 to 4-3, the transmittance (%) at 600 nm. In other Examples , Reference Examples and Comparative Examples, the transmittance at 500 nm. As an ultraviolet absorption characteristic, transmittance from visible light to visible light in a short wavelength region (transmittance (%) at wavelengths of 380 nm, 400 nm, and 420 nm was evaluated (depending on the examples , reference examples, and comparative examples, these wavelengths). Among them, the transmittance was evaluated only at 380 nm or only at 380 nm and 400 nm)). In addition, as the visible long wavelength absorption characteristic, the following formula is given regarding the absorption performance at 550 to 700 nm:
Δ (%) = [| T 500 −T 1 | / T 500 ] × 100
(However, T 1 is the minimum value of transmittance (%) at 550 to 700 nm, and T 500 is the transmittance (%) at 500 nm.)
Δ (%) was obtained by the following, and the value was evaluated according to the following criteria.

A: Δ(%)<10%
B: 10%≦Δ(%)
なお、膜部分のみについての上記各種透過率は、下記式により求められる。
膜部分のみについての各種透過率(%)
=〔分散膜付きガラスの各種透過率(%)/無アルカリガラスの各種透過率(%)〕×100
(ただし、上記評価方法により求められる無アルカリガラスの各種透過率(%)は、380nm、400nm、420nmおよび500nmにおける透過率、および、550〜700nmにおける透過率のいずれについても91%である。)
(6-2)
上記(6-1)の評価方法において、バーコ−ターによる塗料のウエット膜厚が66μmとなるようにして分散膜付きガラスを得た以外は、上記(6-1)と同様にして、同様の評価を行った。なお、この評価は、実施例中に明示した金属酸化物粒子についてのみ行った。
A: Δ (%) <10%
B: 10% ≦ Δ (%)
The various transmittances for only the membrane portion can be obtained by the following formula.
Various transmittances (%) for only the membrane part
= [Various transmittances of glass with dispersion film (%) / various transmittances of non-alkali glass (%)] × 100
(However, various transmittances (%) of alkali-free glass obtained by the above evaluation method are 91% for all of the transmittances at 380 nm, 400 nm, 420 nm, and 500 nm, and the transmittance at 550 to 700 nm.)
(6-2)
In the evaluation method of (6-1) above, the same method as in (6-1) above except that a glass with a dispersion film was obtained so that the wet film thickness of the paint by a bar coater was 66 μm. Evaluation was performed. This evaluation was performed only for the metal oxide particles specified in the examples.

(6-3)
得られた反応液を希釈溶媒として1−ブタノールを用いて微粒子濃度0.1wt%となるように希釈したものを試料として用い、積分球付き自記分光光度計(島津製作所製「UV−3100」)を用いて、紫外および可視領域における分光透過率曲線を測定した。
紫外線遮断性:380nm、400nm、420nmにおける透過率で評価した。
可視光透過性:600nmにおける透過率で評価した。
なお、成膜品における分光透過曲線についても、上記と同様、積分球付き自記分光光度計(島津製作所製「UV−3100」)を用いて、紫外および可視領域における分光透過率曲線を測定した。
(6-3)
The reaction solution obtained was diluted with 1-butanol as a diluent solvent to a fine particle concentration of 0.1 wt% as a sample, and a self-spectrophotometer with an integrating sphere (“UV-3100” manufactured by Shimadzu Corporation) Was used to measure spectral transmittance curves in the ultraviolet and visible regions.
Ultraviolet ray blocking property: evaluated by transmittance at 380 nm, 400 nm, and 420 nm.
Visible light transmittance: Evaluated by transmittance at 600 nm.
As for the spectral transmission curve of the film-formed product, the spectral transmission curves in the ultraviolet and visible regions were measured using a self-recording spectrophotometer with an integrating sphere (“UV-3100” manufactured by Shimadzu Corporation) in the same manner as described above.

(6-4)透明性、色相の評価
微粒子分散膜を形成して評価した。すなわち、金属酸化物粒子の生成反応により得られた反応液を、加熱溶媒置換することにより、金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体を得た。得られた分散体100部に、シリケートバインダー(SiO換算の固形分:51wt%)20部および触媒(n−ブチルアミン)0.5部を配合し、塗料を調製した。なお、上記粒子濃度に関しては、得られた分散体を、真空乾燥機により120℃で1時間真空乾燥したときの固形分を、粒子重量として計算した。
(6-4) Evaluation of transparency and hue Evaluation was performed by forming a fine particle dispersion film. That is, the reaction liquid obtained by the formation reaction of the metal oxide particles was replaced with a solvent by heating to obtain a dispersion in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%. To 100 parts of the obtained dispersion, 20 parts of a silicate binder (solid content in terms of SiO 2 : 51 wt%) and 0.5 part of a catalyst (n-butylamine) were blended to prepare a paint. In addition, regarding the said particle | grain density | concentration, solid content when the obtained dispersion was vacuum-dried at 120 degreeC with the vacuum dryer for 1 hour was computed as particle weight.

得られた塗料を、アルカリガラスにバーコーターでウエット膜厚が24μmとなるように塗布した。その後、25℃で常乾することにより、表面に金属酸化物粒子が分散した分散膜の形成されたガラスを得た。
そして、上記分散膜付きガラスを試料として、透明性および色相を評価した。すなわち、透明性については、濁度計(日本電色工業社製「NDH−1001 DP」)を用いて測定したヘイズ値にて評価した。色相については、外観を目視にて観察した。なお、基材としたアルカリガラスにおけるヘイズ値は0%であった。
なお、成膜品における透明性および色相についても、上記と同様、透明性は、濁度計(日本電色工業社製「NDH−1001 DP」)を用いて測定したヘイズ値にて評価し、色相は、外観を目視にて観察した。
The obtained paint was applied to alkali glass with a bar coater so that the wet film thickness was 24 μm. Then, the glass in which the dispersion film in which the metal oxide particles were dispersed was formed on the surface by performing normal drying at 25 ° C.
Then, the transparency and hue were evaluated using the glass with a dispersion film as a sample. That is, the transparency was evaluated by a haze value measured using a turbidimeter (“NDH-1001 DP” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The appearance of the hue was visually observed. In addition, the haze value in the alkali glass used as the base material was 0%.
In addition, as for the transparency and hue in the film-formed product, the transparency was evaluated by a haze value measured using a turbidimeter (“NDH-1001 DP” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), The appearance of the hue was visually observed.

(7)金属酸化物粒子の分散のし易さ(分散性)
上記(6)と同様にして、金属酸化物粒子を含む塗料を調製し、表面に金属酸化物粒子分散膜の形成されたガラスを得たときに、この分散膜付きガラスのヘイズ値が3%未満となるための分散条件によって、金属酸化物粒子の分散のし易さを評価する。具体的には、塗工前の塗料に対して、超音波ホモジナイザーを用いた分散処理を行ったときに、この分散処理時間(超音波照射時間)がどの程度であれば上記ヘイズ値(3%未満)を満たす分散膜付きガラスが得られるか、を以下の基準で評価した。
○:5分未満
△:5分以上、10分未満
×:10分以上
(8)アシル基の同定・結合量
粉末試料1gを、0.1N水酸化ナトリウム水溶液に添加し、24時間攪拌した後、イオンクロマトグラフィーによりアシル基の同定および結合量の定量を行った。
(7) Ease of dispersion of metal oxide particles (dispersibility)
In the same manner as in (6) above, when a paint containing metal oxide particles was prepared and a glass having a metal oxide particle dispersion film formed on the surface was obtained, the haze value of the glass with the dispersion film was 3%. The ease of dispersion of the metal oxide particles is evaluated according to the dispersion condition for becoming less. Specifically, when a dispersion treatment using an ultrasonic homogenizer is performed on the paint before coating, what is the haze value (3%) of this dispersion treatment time (ultrasonic irradiation time)? Or less) was evaluated based on the following criteria.
○: Less than 5 minutes Δ: 5 minutes or more and less than 10 minutes ×: 10 minutes or more (8) Acyl group identification / binding amount After adding 1 g of powder sample to 0.1N sodium hydroxide aqueous solution and stirring for 24 hours The acyl group was identified and the amount of binding was determined by ion chromatography.

<膜形成用組成物の評価>
(1)分散安定性
得られた分散体の分散安定性を、以下の基準により評価した。
A:静置後1週間経っても、2層分離や沈降物の発生が認められない。
B:静置後1週間で、沈降物が微量に発生した。
C:静置後1週間で、沈降物が多量に発生した。
(2)透明度
得られた分散体を透明ガラス板に膜上に塗布し、wetな状態で目視し、以下の基準により評価した。
<Evaluation of composition for film formation>
(1) Dispersion stability The dispersion stability of the obtained dispersion was evaluated according to the following criteria.
A: Even after 1 week after standing, no two-layer separation or generation of sediment is observed.
B: A minute amount of sediment was generated in one week after standing.
C: A large amount of sediment was generated in one week after standing.
(2) Transparency The obtained dispersion was coated on a transparent glass plate, visually observed in a wet state, and evaluated according to the following criteria.

A:透明感がきわめて高い。
B:透明感が高い。
C:透明感が低い。
(3)分散粒径
動的光散乱式粒径分布測定装置(堀場製作所製「LB−500」)を用いてメジアン径を測定し、これを分散粒径とした。
<膜(または膜付き基材)の評価>
(1)分光透過率曲線に基づく可視光透過特性および紫外線吸収特性
得られた膜付き基材を対象にして、分光透過率曲線に基づく可視光透過特性および紫外線吸収特性を評価した。
A: Very high transparency.
B: High transparency.
C: Low transparency.
(3) Dispersed particle size The median diameter was measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device ("LB-500" manufactured by Horiba, Ltd.), and this was used as the dispersed particle size.
<Evaluation of membrane (or substrate with membrane)>
(1) Visible light transmission characteristic and ultraviolet absorption characteristic based on spectral transmittance curve The visible light transmission characteristic and ultraviolet absorption characteristic based on the spectral transmittance curve were evaluated for the obtained substrate with a film.

膜付き基材の分光透過率曲線は、積分球付き自記分光光度計((株)島津製作所製、製品名:UV−3100)を用いて測定した。
得られた分光透過率曲線より、膜付き基材について、可視光透過特性としては、可視光の透過率(500nmにおける透過率(%))を評価し、紫外線吸収特性としては、可視光から可視光短波長域における透過率(380nm、400nmおよび420nmにおける透過率(%))を評価した。
なお、膜付き基材に用いた基材のみについても、上記と同様の方法により各種透過率を求めておいた。
The spectral transmittance curve of the film-coated substrate was measured using a self-recording spectrophotometer with an integrating sphere (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: UV-3100).
From the obtained spectral transmittance curve, the visible light transmittance (transmittance at 500 nm (%)) of the film-coated substrate is evaluated, and the ultraviolet absorption property is visible from visible light. The transmittance in the light short wavelength region (transmittance (%) at 380 nm, 400 nm and 420 nm) was evaluated.
In addition, various transmittance | permeabilities were calculated | required by the method similar to the above also only about the base material used for the base material with a film | membrane.

(2)可視光に対する透明性
濁度計(日本電色工業社製、製品名:NDH−1001 DP)を用いて、膜付き基材および基材のみの各々について、全光線透過率、拡散光線透過率、平行線透過率、ヘイズ値を測定し、膜の透明性をそのヘイズ値から以下の基準により評価した。なお、膜のへイズ値は、膜付き基材のヘイズ値から基材のみのヘイズ値を差し引いたものである。
○: ヘイズ<3%
×: ヘイズ≧3%
(3)着色の度合い
得られた膜(膜付き基材)に関して、外観を目視することにより、以下の基準で評価した。
(2) Transparency to visible light Using a turbidimeter (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., product name: NDH-1001 DP), the total light transmittance and diffused light for each of the substrate with film and the substrate alone The transmittance, parallel line transmittance, and haze value were measured, and the transparency of the film was evaluated from the haze value according to the following criteria. The haze value of the film is obtained by subtracting the haze value of only the base material from the haze value of the base material with film.
○: Haze <3%
×: Haze ≧ 3%
(3) Degree of coloring The obtained film (substrate with film) was evaluated by the following criteria by visually observing the appearance.

×:着色が気になる。
○:着色が無いか、または、着色があっても気にならない。
(4)屈折率
反射分光膜厚計(大塚電子(株)製「FE−3000」)を用いて膜(基材に形成された膜)の230〜760nmの範囲で反射率を測定し、代表的な屈折率の近似式としてnkCauchyの分散式を引用し、未知のパラメータを絶対反射率のスペクトルの実測値から非線形最小二乗法によって求めて、波長550nmにおける屈折率を求めた。
(5)乾燥膜厚
反射分光膜厚計(大塚電子(株)製「FE−3000」)を用いて測定した。
X: I am worried about coloring.
○: There is no coloring, or it does not matter if there is coloring.
(4) Refractive index The reflectance is measured in the range of 230 to 760 nm of the film (film formed on the base material) using a reflection spectral film thickness meter ("FE-3000" manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The nkCauchy dispersion formula was cited as an approximate expression of the refractive index, and the unknown parameter was obtained from the measured value of the absolute reflectance spectrum by the non-linear least square method to obtain the refractive index at a wavelength of 550 nm.
(5) Dry film thickness It measured using the reflective spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd. product "FE-3000").

〔実施例1−1〕
撹拌機、添加槽に直結した添加口、温度計、留出ガス出口および窒素ガス導入口を備えた、外部より加熱し得る耐圧ガラス製反応器と、上記添加口につながった添加槽と、上記留出ガス出口につながった冷却器(トラップに直結)と、を備えた反応装置を用意した。
上記反応器内に、酢酸亜鉛無水物183部、水酸化酢酸鉄(III)粉末3.8部、酢酸スズ(IV)7.1部、および、メタノール1700部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら(20℃から)150℃まで昇温し、150℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(11)を得た。さらに、得られた反応液を加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(11)を得た。
[Example 1-1]
Stirrer, addition port directly connected to the addition tank, thermometer, distillate gas outlet and nitrogen gas inlet, pressure-resistant glass reactor that can be heated from the outside, addition tank connected to the addition port, and the above A reactor equipped with a cooler (directly connected to the trap) connected to the distillate gas outlet was prepared.
In the reactor, a mixture consisting of 183 parts of zinc acetate anhydride, 3.8 parts of iron (III) hydroxide powder, 7.1 parts of tin (IV) acetate, and 1700 parts of methanol was charged. After purging the part with nitrogen gas, the temperature was raised to 150 ° C. with stirring (from 20 ° C.), and heated and held at 150 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours to perform a metal oxide particle formation reaction, followed by cooling. As a result, a reaction liquid (11) containing yellow fine particles (metal oxide particles) was obtained. Furthermore, the obtained reaction liquid was replaced with a heated solvent to obtain a dispersion (11) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%.

反応液(11)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、その結果を表2に示した。なお、反応液(11)中の金属酸化物粒子に含有されるFeの価数に関しては、前述のようにFeの2p3/2スペクトルを測定することで評価した結果、ピーク位置からみて、3価のFe(Fe(III))が含有されていると判定した。
さらに、前述の各種測定・評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線について、後述する比較例1−1でのそれと共に、図1に示す。
〔比較例1−1〕
実施例1−1と同様の耐圧ガラス製反応器等を備えた反応装置を用意した。
The metal oxide particles in the reaction liquid (11) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 2. The valence of Fe contained in the metal oxide particles in the reaction liquid (11) was evaluated by measuring the 2p 3/2 spectrum of Fe as described above. It was determined that valence Fe (Fe (III)) was contained.
Furthermore, it shows in FIG. 1 with that in Comparative Example 1-1 mentioned later about the spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in the above-mentioned various measurement and evaluation.
[Comparative Example 1-1]
A reactor equipped with a pressure glass reactor similar to that in Example 1-1 was prepared.

上記反応器内に、酢酸亜鉛無水物粉末183部、水酸化酢酸鉄(III)粉末3.8部、および、メタノール1700部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら(20℃から)180℃まで昇温し、180℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(c11)を得た。さらに、得られた反応液を加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(c11)を得た。
反応液(c11)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、その結果を表2に示した。
In the reactor, a mixture consisting of 183 parts of anhydrous zinc acetate powder, 3.8 parts of iron (III) hydroxide powder, and 1700 parts of methanol was charged, and the gas phase part was purged with nitrogen gas. While stirring (from 20 ° C.), the temperature was raised to 180 ° C., heated and held at 180 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours to carry out the formation reaction of the metal oxide particles, and then cooled to obtain yellow fine particles (metal A reaction liquid (c11) containing oxide particles was obtained. Furthermore, the obtained reaction solution was replaced with a solvent to obtain a dispersion (c11) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%.
The metal oxide particles in the reaction liquid (c11) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 2.

さらに、前述の各種測定・評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線について、前述した実施例1−1でのそれと共に、図1に示す。
〔実施例1−2〜1−4〕
実施例1−1において、仕込み原料の種類や使用量および反応条件等を、表1に示したように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(12)〜(14)、および、分散体(12)〜(14)を得た。
反応液(12)〜(14)中の金属酸化物粒子それぞれについて、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表2に示した。なお、反応液(12)および(14)中の金属酸化物粒子に含有されるCoの価数に関しては、前述のようにCoの2p3/2スペクトルを測定することで評価した結果、ピーク位置からみて、2価のCo(Co(II))が含有されていると判定した。
Furthermore, it shows in FIG. 1 with that in Example 1-1 mentioned above about the spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in the above-mentioned various measurement and evaluation.
[Examples 1-2 to 1-4]
In Example 1-1, yellow fine particles (metal oxide particles) were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the types of raw materials used, the amounts used, and the reaction conditions were changed as shown in Table 1. Reaction liquids (12) to (14) and dispersions (12) to (14) were obtained.
Each of the metal oxide particles in the reaction liquids (12) to (14) was subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 2. In addition, regarding the valence of Co contained in the metal oxide particles in the reaction liquids (12) and (14), as a result of evaluation by measuring the 2p 3/2 spectrum of Co as described above, the peak position In view of this, it was determined that divalent Co (Co (II)) was contained.

反応液(12)中の金属酸化物粒子については、前述した金属酸化物粒子の評価のうち、(6-2)の評価も行った。その結果、380nmにおける透過率は1%未満、500nmにおける透過率は80%、Δ(%)は4%であった。
さらに、反応液(12)中の金属酸化物粒子については、前述の各種測定・評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線について、後述する比較例1−2でのそれと共に、図2に示す。
なお、実施例1−3で得られた各分散体中の粒子に関して、微量金属元素の価数をXPSにより測定したところ、Cu(II)とCu(I)が混在していた。
Regarding the metal oxide particles in the reaction liquid (12), the evaluation of (6-2) was also performed among the evaluations of the metal oxide particles described above. As a result, the transmittance at 380 nm was less than 1%, the transmittance at 500 nm was 80%, and Δ (%) was 4%.
Furthermore, for the metal oxide particles in the reaction liquid (12), the spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in the various measurements and evaluations described above, along with that in Comparative Example 1-2 described later, As shown in FIG.
In addition, about the particle | grains in each dispersion obtained in Example 1-3, when the valence of the trace metal element was measured by XPS, Cu (II) and Cu (I) were mixed.

参考例1−5、実施例1−6、参考例1−7、実施例1−8
実施例1−1において、仕込み原料の種類や使用量および反応条件等を、表1に示したように変更した(仕込み原料としては、表1に記載の添加剤も含む。)以外は、実施例1−1と同様にして、黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(15)〜(18)、および、分散体(15)〜(18)を得た。
反応液(15)〜(18)中の金属酸化物粒子それぞれについて、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表2に示した。なお、反応液(17)中の金属酸化物粒子に含有されるCoの価数に関しては、前述のようにCoの2p3/2スペクトルを測定することで評価した結果、ピーク位置からみて、2価のCo(Co(II))が含有されていると判定した。
[ Reference Example 1-5, Example 1-6, Reference Example 1-7, Example 1-8 ]
In Example 1-1, the procedure was carried out except that the type, amount used, reaction conditions, and the like of the charged raw materials were changed as shown in Table 1 (including the additives shown in Table 1 as the charged raw materials). In the same manner as in Example 1-1, reaction liquids (15) to (18) containing yellow fine particles (metal oxide particles) and dispersions (15) to (18) were obtained.
Each of the metal oxide particles in the reaction liquids (15) to (18) was subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 2. The valence of Co contained in the metal oxide particles in the reaction liquid (17) was evaluated by measuring the Co 2p 3/2 spectrum as described above. It was determined that valence Co (Co (II)) was contained.

〔比較例1−2〜1−3〕
実施例1−1において、仕込み原料の種類や使用量および反応条件等を、表1に示したように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(c12)〜(c13)、および、分散体(c12)〜(c13)を得た。
反応液(c12)〜(c13)中の金属酸化物粒子それぞれについて、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表2に示した。さらに、反応液(c12)中の金属酸化物粒子については、前述の各種測定・評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線について、前述した実施例1−2でのそれと共に、図2に示す。
[Comparative Examples 1-2 to 1-3]
In Example 1-1, yellow fine particles (metal oxide particles) were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the types of raw materials used, the amounts used, and the reaction conditions were changed as shown in Table 1. ) -Containing reaction liquids (c12) to (c13) and dispersions (c12) to (c13).
Each of the metal oxide particles in the reaction liquids (c12) to (c13) was subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 2. Furthermore, for the metal oxide particles in the reaction liquid (c12), the spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in the various measurements and evaluations described above, along with that in Example 1-2 described above, As shown in FIG.

Figure 0005016192
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Figure 0005016192
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〔実施例1−9〕
実施例1−1と同様の反応装置を用い、反応器内に、酢酸亜鉛無水物183部、酢酸銅(II)無水物0.9部、酢酸インジウム無水物3部、テトラブトキシシラン16部、2−プロパノール1847部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら、20℃から昇温し、150℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、金属酸化物粒子を4wt%の濃度で含む分散体(19)を得た。
得られた分散体中の微粒子は、ZnO結晶からなり、結晶子径14nm、Znに対して銅が0.4原子%、インジウム0.9原子%の割合で含有された微粒子であり、表面に、エタノイル基がZnに対して3.1モル%、Sn化合物がSi/Zn=5原子%の割合で結合した微粒子であることが確認された。
[Example 1-9]
Using the same reactor as in Example 1-1, 183 parts of zinc acetate anhydride, 0.9 part of copper (II) acetate anhydride, 3 parts of indium acetate anhydride, 16 parts of tetrabutoxysilane, A mixture consisting of 1847 parts of 2-propanol was charged, and the gas phase part was purged with nitrogen gas. After carrying out the particle formation reaction, the dispersion (19) containing metal oxide particles at a concentration of 4 wt% was obtained by cooling.
The fine particles in the obtained dispersion are made of ZnO crystals, and have a crystallite diameter of 14 nm, containing 0.4 atomic% of copper and 0.9 atomic% of indium with respect to Zn. It was confirmed that the ethanoyl group was a fine particle bonded with 3.1 mol% of Zn and the Sn compound was bonded at a ratio of Si / Zn = 5 atomic%.

分散体(19)中の金属酸化物粒子について、上記(6−3)、(6−4)のようにして評価した。すなわち、紫外線吸収性能、可視光吸収性能は、得られた分散体を希釈溶媒として1−ブタノールを用いて微粒子濃度0.1wt%となるように希釈したものを試料として用い、厚さ1cmの石英セルに充填し、積分球付き自記分光光度計(島津製作所製「UV−3100」)を用いて、紫外および可視領域における分光透過率曲線を測定した、紫外線吸収性は380nm、400nm、420nmにおける透過率で、可視光透過性は600nmにおける透過率で、評価した。結果を表4に示した。
〔実施例1−10〜1−15、比較例1−4〜1−6〕
実施例1−9において、仕込み原料の種類を、表3に示したように変更した(仕込み原料としては、表3に記載の添加剤も含む。)以外は、実施例1−9と同様にしてアルコールとの混合物を120〜200℃の範囲で加熱することにより、金属酸化物粒子が粒子濃度4wt%で分散した分散体(110)〜(115)および(c14)〜(c16)を得た。
The metal oxide particles in the dispersion (19) were evaluated as in (6-3) and (6-4) above. That is, the ultraviolet absorption performance and the visible light absorption performance were obtained by diluting the obtained dispersion with 1-butanol as a diluent solvent to a fine particle concentration of 0.1 wt% as a sample and using a 1 cm thick quartz. The cell was filled, and a spectral transmittance curve in the ultraviolet and visible regions was measured using a self-recording spectrophotometer with an integrating sphere (Shimadzu "UV-3100"). The visible light transmittance was evaluated based on the transmittance at 600 nm. The results are shown in Table 4.
[Examples 1-10 to 1-15, Comparative Examples 1-4 to 1-6]
In Example 1-9, except having changed the kind of charging raw material as shown in Table 3 (a charging raw material also contains the additive of Table 3), it carries out similarly to Example 1-9. By heating the mixture with alcohol in the range of 120 to 200 ° C., dispersions (110) to (115) and (c14) to (c16) in which metal oxide particles were dispersed at a particle concentration of 4 wt% were obtained. .

得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表4に示した。
実施例1−9〜1−15について得られた分散体中の微粒子に関し、分布の均一性を評価した結果、添加金属元素(表4のM1、M2、M3)を主成分とする単一金属(超)微粒子や金属酸化物粒子からなる偏析物は認められず、いずれも評価は○であった。
光電子分光装置による結合エネルギー値より含有金属の価数を判定できたものについては、表中に示した。
The results of evaluation in the same manner as in Example 1-9 using the obtained dispersion are shown in Table 4.
As a result of evaluating the distribution uniformity with respect to the fine particles in the dispersion obtained in Examples 1-9 to 1-15, a single metal containing an additive metal element (M1, M2, M3 in Table 4) as a main component No segregated matter composed of (ultra) fine particles or metal oxide particles was observed, and the evaluations were all good.
The valence of the metal contained can be determined from the binding energy value obtained by the photoelectron spectrometer, as shown in the table.

Figure 0005016192
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表4から、Cuにさらにn型ドーパントであるIn、Sn、Ti、Ceを含有させることにより、Cuを多量に含有させる以上に380nmの紫外線の吸収率が向上すること、CuにさらにBiを含有させることにより、400nm〜420nmの光の吸収率が向上すること、とりわけSn、Biを含有させると、可視光透過性(600nmにおける透過率)が向上すること、が判る。
〔実施例1−16〕
実施例1−1と同様の反応装置を用い、反応器内に、酢酸亜鉛無水物183部、酢酸第二鉄(III)無水物5.8部、酢酸ガリウム(III)9水和物4.6部、チタンテトラブトキシドテトラマー20部、1−プロパノール3940部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら、20℃から昇温し、140℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、金属酸化物粒子を2wt%の濃度で含む分散体(116)を得た。
From Table 4, by adding In, Sn, Ti, and Ce that are n-type dopants to Cu, the absorption rate of ultraviolet rays at 380 nm is improved more than Cu is contained, and Bi is further contained in Cu. It can be seen that the light absorptance of 400 nm to 420 nm is improved, and that, especially when Sn and Bi are contained, the visible light transmittance (transmittance at 600 nm) is improved.
[Example 1-16]
3. Using the same reaction apparatus as in Example 1-1, 183 parts of zinc acetate anhydride, 5.8 parts of ferric acetate (III) anhydride, gallium (III) acetate nonahydrate in the reactor. A mixture consisting of 6 parts, 20 parts of titanium tetrabutoxide tetramer and 3940 parts of 1-propanol was charged, and after purging the gas phase part with nitrogen gas, the temperature was raised from 20 ° C. while stirring, at 140 ° C. ± 1 ° C. The dispersion (116) containing metal oxide particles at a concentration of 2 wt% was obtained by heating and holding for 5 hours to carry out a reaction for forming metal oxide particles, followed by cooling.

得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表6に示した。
〔実施例1−17〜1−23、比較例1−7〕
実施例1−16において、仕込み原料の種類を、表5に示したように変更した(仕込み原料としては、表5に記載の添加剤も含む。)以外は、実施例1−16と同様にしてアルコールとの混合物を120〜200℃の範囲で加熱することにより、金属酸化物粒子が粒子濃度2wt%で分散した分散体(117)〜(123)および(c17)を得た。
得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表6に示した。
実施例1−16〜1−23について得られた分散体中の微粒子に関し、分布の均一性を評価した結果、いずれも評価は○であった。
The results of evaluation in the same manner as in Example 1-9 using the obtained dispersion are shown in Table 6.
[Examples 1-17 to 1-23, Comparative Example 1-7]
In Example 1-16, the type of the charged raw material was changed as shown in Table 5 (the charged raw material includes the additives shown in Table 5), and the same as in Example 1-16 The mixture with alcohol was heated in the range of 120 to 200 ° C. to obtain dispersions (117) to (123) and (c17) in which metal oxide particles were dispersed at a particle concentration of 2 wt%.
The results of evaluation in the same manner as in Example 1-9 using the obtained dispersion are shown in Table 6.
As a result of evaluating the uniformity of the distribution of the fine particles in the dispersion obtained in Examples 1-16 to 1-23, the evaluation was all good.

光電子分光装置による結合エネルギー値より含有金属の価数を判定できたものについては、表中に示した。   The valence of the metal contained can be determined from the binding energy value obtained by the photoelectron spectrometer, as shown in the table.

Figure 0005016192
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〔実施例1−24〕
実施例1−1と同様の反応装置を用い、反応器内に、酢酸亜鉛無水物183部、酢酸マンガン(II)4水和物20部、酢酸インジウム無水物3部、2−プロパノール4150部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら、20℃から昇温し、180℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、金属酸化物粒子を2wt%の濃度で含む分散体(124)を得た。
得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表8に示した。
[Example 1-24]
Using the same reaction apparatus as in Example 1-1, 183 parts of zinc acetate anhydride, 20 parts of manganese (II) acetate tetrahydrate, 3 parts of indium acetate anhydride, 4150 parts of 2-propanol, and After the gas phase portion was purged with nitrogen gas, the temperature was raised from 20 ° C. with stirring, and heated and held at 180 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours to carry out a metal oxide particle formation reaction. Then, by cooling, a dispersion (124) containing metal oxide particles at a concentration of 2 wt% was obtained.
Table 8 shows the results of evaluation using the obtained dispersion in the same manner as in Example 1-9.

〔実施例1−25〜1−33、比較例1−8〜1−9〕
実施例1−24において、仕込み原料の種類や使用量を、表7に示したように変更した(仕込み原料としては、表7に記載の添加剤も含む。)以外は、実施例1−24と同様にしてアルコールとの混合物を120〜200℃の範囲で加熱することにより、金属酸化物粒子が粒子濃度2wt%で分散した分散体(125)〜(133)および(c18)〜(c19)を得た。
得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表8に示した。
実施例1−24〜1−33について得られた分散体中の微粒子に関し、分布の均一性を評価した結果、いずれも評価は○であった。
[Examples 1-25 to 1-33, Comparative Examples 1-8 to 1-9]
In Example 1-24, the type and amount used of the charged raw material were changed as shown in Table 7 (the charged raw material includes the additives shown in Table 7). In the same manner as in the above, dispersions (125) to (133) and (c18) to (c19) in which metal oxide particles are dispersed at a particle concentration of 2 wt% by heating a mixture with alcohol in the range of 120 to 200 ° C. Got.
Table 8 shows the results of evaluation using the obtained dispersion in the same manner as in Example 1-9.
As a result of evaluating the uniformity of the distribution of the fine particles in the dispersion obtained in Examples 1-24 to 1-33, the evaluation was good.

光電子分光装置による結合エネルギー値より含有金属の価数を判定できたものについては、表中に示した。   The valence of the metal contained can be determined from the binding energy value obtained by the photoelectron spectrometer, as shown in the table.

Figure 0005016192
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Figure 0005016192
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〔実施例1−34〜1−40、比較例1−10〜1−14〕
実施例1−1において、仕込み原料の種類を、表9に示したように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、金属酸化物粒子が粒子濃度2wt%で分散した分散体(134)〜(140)および(c110)〜(c114)を得た。
得られた分散体を用いて実施例1−9と同様に評価した結果を表10に示した。
実施例1−34〜1−40について得られた分散体中の微粒子に関し、分布の均一性を評価した結果、添加金属元素(表10のM1、M2、M3)を主成分とする単一金属(超)微粒子や金属酸化物粒子からなる偏析物は認められず、いずれも評価は○であった。
[Examples 1-34 to 1-40, Comparative Examples 1-10 to 1-14]
In Example 1-1, a dispersion in which metal oxide particles were dispersed at a particle concentration of 2 wt% in the same manner as in Example 1-1 except that the type of raw materials used was changed as shown in Table 9 134) to (140) and (c110) to (c114) were obtained.
Table 10 shows the results of evaluation in the same manner as in Example 1-9 using the obtained dispersion.
As a result of evaluating the distribution uniformity with respect to the fine particles in the dispersion obtained in Examples 1-34 to 1-40, a single metal containing an additive metal element (M1, M2, M3 in Table 10) as a main component No segregated matter composed of (ultra) fine particles or metal oxide particles was observed, and the evaluations were all good.

光電子分光装置による結合エネルギー値より含有金属の価数を判定できたものについては、表中に示した。   The valence of the metal contained can be determined from the binding energy value obtained by the photoelectron spectrometer, as shown in the table.

Figure 0005016192
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Figure 0005016192
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表10から、比較例1−14のように、ZnOに銀を含有させると可視光の短波長を吸収するようになるが可視光の透過率も低くなるのに対して、実施例1−38〜1−40のように、銀と、さらに銀以外の異種金属元素を含有させる事によって、可視光の短波長の吸収能を保持しながら、可視光の透過率も高くなることが判る。
以上の実施例1−9〜1−40で得られた金属酸化物粒子の格子面(002)に垂直方向の結晶子径は30nm以下であった。また、実施例1−9〜1−15で得られた金属酸化物粒子の格子面(002)に垂直方向の結晶子径はいずれも20nm以下であり、格子面(110)に垂直方向の結晶子径はいずれも10nm以上であった。
From Table 10, as shown in Comparative Example 1-14, when silver is contained in ZnO, the short wavelength of visible light is absorbed, but the transmittance of visible light is lowered, whereas Example 1-38 is reduced. It can be seen that by containing silver and a different metal element other than silver as in 1 to 40, the visible light transmittance is increased while maintaining the short wavelength absorption ability of visible light.
The crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (002) of the metal oxide particles obtained in Examples 1-9 to 1-40 above was 30 nm or less. In addition, the crystallite diameter in the direction perpendicular to the lattice plane (002) of the metal oxide particles obtained in Examples 1-9 to 1-15 is 20 nm or less, and the crystal in the direction perpendicular to the lattice plane (110). The child diameter was 10 nm or more.

〔実施例1−41〕
実施例1−10において、反応溶媒をメタノールに代えたこと以外は、実施例1−10と同様にして、粒子濃度4wt%の分散体を得た。得られた微粒子における結晶子径は、格子面(110)に垂直方向の結晶子径が8nm、格子面(002)に垂直方向の結晶子径が16nm、であった。また、成膜評価による透明性はヘイズが0.3%であり、色相は無色であった。粒子分散状態での紫外線透過率は、380nmで8%、420nmで45%であり、可視光透過率は86%であった。このことから、得られた微粒子は、実施例1−10に比べて紫外線吸収性能が低いことがわかる。
[Example 1-41]
In Example 1-10, a dispersion having a particle concentration of 4 wt% was obtained in the same manner as in Example 1-10, except that the reaction solvent was changed to methanol. The crystallite diameter of the obtained fine particles was 8 nm for the crystallite diameter perpendicular to the lattice plane (110) and 16 nm for the crystallite diameter perpendicular to the lattice plane (002). Moreover, as for transparency by film formation evaluation, haze was 0.3% and hue was colorless. The ultraviolet transmittance in the particle dispersion state was 8% at 380 nm, 45% at 420 nm, and the visible light transmittance was 86%. From this, it can be seen that the obtained fine particles have lower ultraviolet absorption performance than that of Example 1-10.

〔実施例2−1〕
実施例1−1で得られた反応液(11)1000部(粒子濃度:4.4wt%)を、常圧下で加熱し、メタノール等の溶媒成分を710部留去することにより、反応液(11)を濃縮した。この濃縮反応液をさらに加熱しながら、エタノールを連続的に滴下することで、反応液中の残存溶媒成分の留去と同時にエタノールへの溶媒置換を行い、エタノール中に金属酸化物粒子が粒子濃度25wt%で分散してなる、膜形成用組成物としての分散体(21)を得た。
得られた分散体(21)の分散安定性および透明度を、前述の方法により評価し、その結果を分散粒径とともに表11に示した。
[Example 2-1]
By heating 1000 parts (particle concentration: 4.4 wt%) of the reaction liquid (11) obtained in Example 1-1 under normal pressure and distilling off 710 parts of solvent components such as methanol, the reaction liquid ( 11) was concentrated. While the concentrated reaction liquid is further heated, ethanol is continuously added dropwise to perform solvent replacement with ethanol at the same time as the remaining solvent component in the reaction liquid is distilled off. Dispersion (21) was obtained as a film forming composition dispersed at 25 wt%.
The dispersion stability and transparency of the resulting dispersion (21) were evaluated by the methods described above, and the results are shown in Table 11 together with the dispersed particle size.

〔実施例2−2〜2−5〕
実施例2−1において、使用する反応液、溶媒置換に用いる溶媒および粒子濃度を、表11に示したように変更した以外は、実施例2−1と同様にして、膜形成用組成物としての分散体(22)〜(25)を得た。
得られた分散体(22)〜(25)の分散安定性および透明度を、前述の方法により評価し、それらの結果を分散粒径とともに表11に示した。
〔実施例2−6〕
実施例1−2で得られた反応液(12)1000部(粒子濃度:4.4wt%)を、常圧下で加熱し、1−プロパノール等の溶媒成分を710部留去することにより、反応液(12)を濃縮した。この濃縮反応液をさらに加熱しながら、t−ブタノールを連続的に滴下することで、反応液中の残存溶媒成分の留去と同時にt−ブタノールへの溶媒置換を行った。さらに、溶媒置換後の分散体に、添加剤として、テトラメトキシシラン部分加水分解縮合物(3〜5量体)を、該分散体中の金属酸化物粒子に対して6wt%の配合割合で添加し、超音波ホモジナイザー処理を施した。その後、必要に応じて粒子濃度を調整し、t−ブタノール中に金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で分散してなる、膜形成用組成物としての分散体(26)を得た。
[Examples 2-2 to 2-5]
As Example 2-1 except that the reaction solution used, the solvent used for solvent replacement, and the particle concentration were changed as shown in Table 11, as a film-forming composition, Dispersions (22) to (25) were obtained.
The dispersion stability and transparency of the resulting dispersions (22) to (25) were evaluated by the above-described methods, and the results are shown in Table 11 together with the dispersed particle diameter.
[Example 2-6]
By reacting 1000 parts of the reaction liquid (12) obtained in Example 1-2 (particle concentration: 4.4 wt%) under normal pressure and distilling off 710 parts of a solvent component such as 1-propanol, the reaction was performed. The liquid (12) was concentrated. While this concentrated reaction liquid was further heated, t-butanol was continuously added dropwise to perform solvent substitution with t-butanol simultaneously with the distillation of the remaining solvent component in the reaction liquid. Furthermore, a tetramethoxysilane partial hydrolysis condensate (3 to 5 mer) is added as an additive to the dispersion after solvent substitution at a compounding ratio of 6 wt% with respect to the metal oxide particles in the dispersion. Then, an ultrasonic homogenizer treatment was performed. Thereafter, the particle concentration was adjusted as necessary to obtain a dispersion (26) as a film-forming composition in which metal oxide particles were dispersed in t-butanol at a particle concentration of 20 wt%.

得られた分散体(26)の分散安定性および透明度を、前述の方法により評価し、その結果を分散粒径とともに表11に示した。
〔実施例2−7〜2−9〕
実施例2−6において、使用する反応液、溶媒置換に用いる溶媒、添加剤の種類および配合割合、ならびに、粒子濃度を、表11に示したように変更した以外は、実施例2−6と同様にして、膜形成用組成物としての分散体(27)〜(29)を得た。
得られた分散体(27)〜(29)の分散安定性および透明度を、前述の方法により評価し、それらの結果を分散粒径とともに表11に示した。
The dispersion stability and transparency of the resulting dispersion (26) were evaluated by the methods described above, and the results are shown in Table 11 together with the dispersed particle size.
[Examples 2-7 to 2-9]
In Example 2-6, except that the reaction solution used, the solvent used for solvent substitution, the type and blending ratio of additives, and the particle concentration were changed as shown in Table 11, Example 2-6 and Similarly, dispersions (27) to (29) as film-forming compositions were obtained.
The dispersion stability and transparency of the resulting dispersions (27) to (29) were evaluated by the methods described above, and the results are shown in Table 11 together with the dispersed particle diameter.

Figure 0005016192
Figure 0005016192

〔実施例2−10〜2−15〕
実施例2−1において、使用する反応液、溶媒置換に用いる溶媒、添加剤の種類および配合割合を、表12に示したように変更した以外は、実施例2−1と同様にして、膜形成用組成物としての分散体(210)〜(215)を得た。
得られた分散体(210)〜(215)の粒子濃度、分散粒径を表12に示した。
[Examples 2-10 to 2-15]
In Example 2-1, the membrane was changed in the same manner as in Example 2-1, except that the reaction solution used, the solvent used for solvent replacement, the type of additive and the mixing ratio were changed as shown in Table 12. Dispersions (210) to (215) as forming compositions were obtained.
Table 12 shows the particle concentrations and dispersed particle sizes of the resulting dispersions (210) to (215).

Figure 0005016192
Figure 0005016192

〔実施例2−16〕
実施例2−15で得られた分散体(215)100部、フッ素樹脂(樹脂濃度40wt%、溶媒:キシレン)50部、希釈溶媒としてキシレン50部を混合し、ホモジナイザーで分散処理する事によって塗料を得た。
得られた塗料の樹脂濃度、粒子濃度、分散粒径を表13に示した。
〔実施例2−17〜2−20〕
実施例2−16において、表13に示す分散体を用い、フッ素樹脂の代わりに表13に示す樹脂を用いたこと以外は、実施例2−16と同様にして、塗料を得た。
[Example 2-16]
100 parts of the dispersion (215) obtained in Example 2-15, 50 parts of a fluororesin (resin concentration 40 wt%, solvent: xylene), 50 parts of xylene as a diluent solvent are mixed, and dispersed by a homogenizer. Got.
Table 13 shows the resin concentration, particle concentration, and dispersed particle size of the obtained paint.
[Examples 2-17 to 2-20]
In Example 2-16, a coating material was obtained in the same manner as in Example 2-16, except that the dispersion shown in Table 13 was used and the resin shown in Table 13 was used instead of the fluororesin.

得られた塗料の樹脂濃度、粒子濃度、分散粒径を表13に示した。   Table 13 shows the resin concentration, particle concentration, and dispersed particle size of the obtained paint.

Figure 0005016192
Figure 0005016192

〔実施例3−1〕
実施例2−7で得られた分散体(27)100部に、シリケートバインダー(SiO換算の固形分:51wt%)20部および触媒(n−ブチルアミン)0.2部を配合し、塗料を調製した。得られた塗料の分散粒径は0.048μmであった。
得られた塗料を、無アルカリガラス(コーニングインターナショナル株式会社製、バリウムホウケイ酸ガラス、ガラスコード番号:7059、厚み:0.6mm)に、バーコ−ターで、所定のウエット膜厚(24μm、45μm、66μm)となるよう塗布し、25℃で常乾することにより、表面に金属酸化物粒子分散膜の形成されたガラス(ウエット膜厚の違いに基づく乾燥膜厚の異なる3種)を得た。これら分散膜付きガラスは、優れた紫外線カットガラスであった。これら分散膜付きガラスの分光透過率曲線を、図3として示す。
[Example 3-1]
To 100 parts of the dispersion (27) obtained in Example 2-7, 20 parts of a silicate binder (solid content in terms of SiO 2 : 51 wt%) and 0.2 part of a catalyst (n-butylamine) were blended, and a paint was prepared. Prepared. The obtained coating material had a dispersed particle size of 0.048 μm.
The obtained paint was applied to a non-alkali glass (Corning International Co., Ltd., barium borosilicate glass, glass code number: 7059, thickness: 0.6 mm) with a bar coater and a predetermined wet film thickness (24 μm, 45 μm, 66 [mu] m) and dried at 25 [deg.] C. to obtain glass having a metal oxide particle-dispersed film formed on the surface (three types having different dry film thicknesses based on the difference in wet film thickness). These glass with a dispersion film was an excellent ultraviolet cut glass. The spectral transmittance curves of these glass with a dispersion film are shown in FIG.

得られた分散膜付きガラスについて、前述の評価を行った結果、可視光に対する透明性は「○(ヘイズ:1%以下)」であり、着色の度合いは「○」であった。なお、基材として用いた無アルカリガラスのみの各種透過率(%)については、380nm、400nm、420nmおよび500nmにおける透過率のいずれについても、91%であった(以下の実施例においても同様である。)。
〔実施例3−2〕
実施例2−7で得られた分散体(27)100部に、アクリル樹脂バインダー(ポリイソシアヌレート硬化剤を含む。全固形分:50wt%)50部、および、溶媒(酢酸ブチルートルエン)50部を配合し、塗料を調製した。得られた塗料の分散粒径は0.015μmであった。
The obtained glass with a dispersion film was subjected to the above-described evaluation. As a result, the transparency to visible light was “◯ (haze: 1% or less)”, and the degree of coloring was “◯”. The transmittance (%) of only the alkali-free glass used as the base material was 91% for all transmittances at 380 nm, 400 nm, 420 nm, and 500 nm (the same applies to the following examples). is there.).
[Example 3-2]
In 100 parts of the dispersion (27) obtained in Example 2-7, 50 parts of an acrylic resin binder (including a polyisocyanurate curing agent. Total solid content: 50 wt%) and 50 parts of a solvent (butyl acetate-toluene) Parts were blended to prepare a paint. The obtained coating material had a dispersed particle size of 0.015 μm.

得られた塗料を、PETフィルムに、バーコ−ターで、所定のウエット膜厚(24μm、45μm、66μm)となるよう塗布し、100℃で5分間加熱することにより、アクリル樹脂中にCo,In共ドープZnO粒子が分散してなる分散体の膜が、表面に形成された、PETフィルム(膜厚の異なる3種類)を得た。これら分散膜付きPETフィルムは、実施例3−1の分散膜付きガラスと同様に、優れた紫外線カットフィルムであった。
得られた分散膜付きPETフィルムについて、前述の評価行った結果、可視光に対する透明性は「○」であり、着色の度合いは「○」であった。なお、基材として用いたPETフィルムのみの各種透過率(%)については、380nm、400nm、420nmおよび500nmにおける透過率のいずれについても85±1%であった。
The obtained paint was applied to a PET film with a bar coater so as to have a predetermined wet film thickness (24 μm, 45 μm, 66 μm), and heated at 100 ° C. for 5 minutes, whereby Co, In A PET film (three types having different film thicknesses) was obtained in which a dispersion film in which co-doped ZnO particles were dispersed was formed on the surface. These PET films with a dispersion film were excellent UV-cut films, similar to the glass with a dispersion film of Example 3-1.
The obtained PET film with a dispersion film was evaluated as described above. As a result, the transparency to visible light was “◯”, and the degree of coloring was “◯”. In addition, about various transmittance | permeability (%) of only the PET film used as a base material, it was 85 +/- 1% about all the transmittance | permeability in 380 nm, 400 nm, 420 nm, and 500 nm.

〔実施例3−3〕
実施例2−7で得られた分散体(27)を、実施例3−1と同様の無アルカリガラスに、バーコ−ターで塗布し、焼成炉中で常温より昇温し、400℃で1時間保持した後、冷却することによって、表面にCo,In共ドープZnO粒子の薄膜が形成されたガラスを得た。
得られた薄膜付きガラスについて、前述の評価を行った結果、可視光に対する透明性は「○(ヘイズ:1%以下)」であり、着色の度合いは「○」であり、可視光透過特性については500nmにおける透過率が88%であり、紫外線吸収特性については400nmにおける透過率が60%であった。
[Example 3-3]
The dispersion (27) obtained in Example 2-7 was coated on a non-alkali glass similar to that in Example 3-1 with a bar coater, heated from room temperature in a baking furnace, and 1 at 400 ° C. After holding for a period of time, by cooling, a glass having a thin film of Co, In co-doped ZnO particles formed on the surface was obtained.
About the obtained glass with a thin film, as a result of performing the above-mentioned evaluation, the transparency to visible light is “◯ (haze: 1% or less)”, the degree of coloring is “◯”, and the visible light transmission property The transmittance at 500 nm was 88%, and the ultraviolet absorption characteristic was 60% at 400 nm.

〔実施例3−4〕
実施例2−7で得られた分散体(27)100部に、バインダー溶液として紫外線硬化型コーティング剤(共栄社化学(株)製「HIC2000」全固形分:50wt%、屈折率:1.576)10部、および、溶媒(メチルエチルケトン)15部を配合し、総固形分が20wt%の塗料を調製した。
得られた塗料を、PETフィルムにバーコ−ターで塗布し、10分間セッティングしたのち、100℃で1分間加熱乾燥し、その後、高圧水銀ランプで紫外線照射(紫外線照射量:600mJ/cm)することにより、乾燥膜厚5μmの膜が表面に形成された膜付きPETフィルムを得た。
[Example 3-4]
To 100 parts of the dispersion (27) obtained in Example 2-7, an ultraviolet curable coating agent as a binder solution (“HIC2000” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., total solid content: 50 wt%, refractive index: 1.576) 10 parts and 15 parts of solvent (methyl ethyl ketone) were blended to prepare a paint having a total solid content of 20 wt%.
The obtained paint is applied to a PET film with a bar coater, set for 10 minutes, dried by heating at 100 ° C. for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet light with a high-pressure mercury lamp (UV irradiation amount: 600 mJ / cm 2 ). Thus, a PET film with a film having a dry film thickness of 5 μm formed on the surface was obtained.

得られた膜付きPETフィルムについて、屈折率と可視光に対する透明性(ヘイズ)を評価した結果、屈折率が1.7以上であり、ヘイズは1%未満であった。また、得られた膜付きPETフィルムは、380nmにおける透過率が20%未満であり、500nmにおける透過率が80%であり、紫外線遮蔽性に優れるフィルムであった。
参考例4−1〕
実施例1−1と同様の反応器内に、チタニウムメトキシプロキシド303部、鉄(III)エトキシドの21%エタノール溶液3.5部、アルミニウム(III)エトキシエトキシエトキシドの15%ジエチレングリコールモノエチルエーテル溶液22部、銅(II)2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシド4部、エチレングリコールジメチルエーテル2400部、および、酢酸270部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら(20℃から)180℃まで昇温し、180℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、微粒子濃度2wt%の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(41)を得た。さらに、得られた反応液を実施例1−1と同様に加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(41)を得た。
As a result of evaluating the refractive index and transparency to visible light (haze), the obtained PET film with a film had a refractive index of 1.7 or more and a haze of less than 1%. Further, the obtained PET film with a film had a transmittance at 380 nm of less than 20%, a transmittance at 500 nm of 80%, and was excellent in ultraviolet shielding properties.
[ Reference Example 4-1]
In the same reactor as in Example 1-1, 303 parts of titanium methoxy proxy, 3.5 parts of 21% ethanol solution of iron (III) ethoxide, 15% diethylene glycol monoethyl ether of aluminum (III) ethoxyethoxy ethoxide A mixture comprising 22 parts of a solution, 4 parts of copper (II) 2- (2-butoxyethoxy) ethoxide, 2400 parts of ethylene glycol dimethyl ether and 270 parts of acetic acid was charged, and the gas phase part was purged with nitrogen gas, followed by stirring. However, the temperature was raised to 180 ° C. (from 20 ° C.), and heated and held at 180 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours to generate metal oxide particles, and then cooled to obtain fine particles having a fine particle concentration of 2 wt%. A reaction solution (41) containing (metal oxide particles) was obtained. Furthermore, the obtained reaction liquid was replaced with a heating solvent in the same manner as in Example 1-1 to obtain a dispersion (41) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%. .

分散体(41)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表14に示した。なお、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については、前述した(6−3)に準じながら、分散体を1−ブタノールで希釈して粒子濃度0.1wt%の試料液とし、該試料液を厚さ1cmの石英セルに充填したものを用いて自記分光光度計により分光透過率曲線を測定するようにし、紫外線吸収性を380nmにおける透過率で、可視光吸収性を600nmにおける透過率で評価するようにした。
〔比較例4−1〕
参考例4−1において、アルミニウム(III)エトキシエトキシエトキシドの15%ジエチレングリコールモノエチルエーテル溶液22部および銅(II)2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシド4部を用いないようにしたこと以外は、参考例4−1と同様にして、金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(c41)を得た。
The metal oxide particles in the dispersion (41) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 14. As for the ultraviolet absorption property and the visible light absorption property, in accordance with the above (6-3), the dispersion was diluted with 1-butanol to obtain a sample solution having a particle concentration of 0.1 wt%. A spectral transmittance curve is measured by a self-recording spectrophotometer using a 1 cm-long quartz cell, and ultraviolet absorption is evaluated at transmittance at 380 nm, and visible light absorbance is evaluated at transmittance at 600 nm. I made it.
[Comparative Example 4-1]
In Reference Example 4-1, except that 22 parts of a 15% diethylene glycol monoethyl ether solution of aluminum (III) ethoxyethoxyethoxide and 4 parts of copper (II) 2- (2-butoxyethoxy) ethoxide were not used. In the same manner as in Reference Example 4-1, a dispersion (c41) obtained by dispersing metal oxide particles in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt% was obtained.

分散体(c41)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表14に示した。なお、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については、参考例4−1と同様にして前述した(6−3)に基づき評価した。 The metal oxide particles in the dispersion (c41) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 14. In addition, about the ultraviolet-ray absorption characteristic and the visible light absorption characteristic, it evaluated based on (6-3) mentioned above similarly to the reference example 4-1.

Figure 0005016192
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参考例4−2〕
実施例1−1と同様の反応器内に、酢酸第一セリウム(III)1水和物50部、水酸化酢酸鉄(III)0.6部、酢酸銅(II)0.14部、および、純水3000部とからなる混合物を仕込んだのち、室温で攪拌しながら、30%過酸化水素水50部を加えた。次いで、攪拌しながら(室温℃から)90℃まで昇温し、90℃±2℃で5時間加熱保持したのち、30%過酸化水素水10部を加えた。その後、さらに1時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、微粒子濃度0.8wt%の微黄を呈する透明感の高い微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(42)を得た。次に、得られた反応液を限外ろ過膜を用いたろ過に供することにより、不純物イオン類および残存過酸化水素を除去するとともに濃縮し、上記金属酸化物粒子が粒子濃度7wt%で水に分散してなる分散体(42)を得た。
[ Reference Example 4-2]
In a reactor similar to Example 1-1, 50 parts of cerous (III) acetate monohydrate, 0.6 parts of iron (III) hydroxide acetate, 0.14 parts of copper (II) acetate, and Then, after preparing a mixture consisting of 3000 parts of pure water, 50 parts of 30% hydrogen peroxide was added while stirring at room temperature. Next, the temperature was raised to 90 ° C. with stirring (from room temperature ° C.), and the mixture was heated and held at 90 ° C. ± 2 ° C. for 5 hours, and 10 parts of 30% hydrogen peroxide water was added. Thereafter, the mixture is further heated and held for 1 hour to generate a metal oxide particle, and then cooled to obtain highly transparent fine particles (metal oxide particles) exhibiting slightly yellow with a fine particle concentration of 0.8 wt%. A reaction solution (42) containing was obtained. Next, the obtained reaction solution is subjected to filtration using an ultrafiltration membrane, thereby removing impurity ions and residual hydrogen peroxide and concentrating, so that the metal oxide particles are dissolved in water at a particle concentration of 7 wt%. A dispersion (42) obtained by dispersing was obtained.

分散体(42)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表15に示した。なお、結晶性については、粒子が微細であったため、粉末X線回折測定では得られたピークがブロードとなったことから、電子線回折測定により格子定数を測定し、標準粉末のデータと比較することにより判定した。また、1次粒子径については、透過型電子顕微鏡により判定した。また、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については、前述した(6−3)に準じながら、分散体を純水で希釈して粒子濃度0.1wt%の試料液とし、該試料液を厚さ1cmの石英セルに充填したものを用いて自記分光光度計により分光透過率曲線を測定するようにし、紫外線吸収性を380nmおよび400nmにおける透過率で、可視光吸収性を600nmにおける透過率で評価するようにした。   The metal oxide particles in the dispersion (42) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 15. Regarding crystallinity, since the particles were fine, the obtained peak was broad in the powder X-ray diffraction measurement. Therefore, the lattice constant was measured by electron diffraction measurement and compared with the data of the standard powder. It was judged by. The primary particle size was determined with a transmission electron microscope. As for the ultraviolet absorption property and the visible light absorption property, in accordance with the above (6-3), the dispersion was diluted with pure water to obtain a sample solution having a particle concentration of 0.1 wt%. Spectral transmittance curves are measured with a self-recording spectrophotometer using a 1 cm quartz cell filled, and ultraviolet absorption is evaluated by transmittance at 380 nm and 400 nm, and visible light absorbance is evaluated by transmittance at 600 nm. I did it.

〔比較例4−2〕
参考例4−2において、水酸化酢酸鉄(III)0.6部および酢酸銅(II)0.14部を用いないようにしたこと以外は、参考例4−2と同様にして、金属酸化物粒子が粒子濃度7wt%で水に分散してなる分散体(c42)を得た。
分散体(c42)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表15に示した。なお、結晶性、1次粒子径、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については、参考例4−2と同様にして評価した。
〔比較例4−3〕
参考例4−2において、酢酸銅(II)0.14部を用いないようにしたこと以外は、参考例4−2と同様にして、金属酸化物粒子が粒子濃度7wt%で水に分散してなる分散体(c43)を得た。
[Comparative Example 4-2]
In Reference Example 4-2, metal oxidation was carried out in the same manner as in Reference Example 4-2, except that 0.6 part of iron (III) hydroxide acetate and 0.14 part of copper (II) acetate were not used. A dispersion (c42) obtained by dispersing physical particles in water at a particle concentration of 7 wt% was obtained.
The metal oxide particles in the dispersion (c42) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 15. The crystallinity, primary particle size, ultraviolet absorption characteristic, and visible light absorption characteristic were evaluated in the same manner as in Reference Example 4-2.
[Comparative Example 4-3]
In Reference Example 4-2, the metal oxide particles were dispersed in water at a particle concentration of 7 wt% in the same manner as Reference Example 4-2, except that 0.14 part of copper acetate (II) was not used. A dispersion (c43) was obtained.

分散体(c43)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表15に示した。なお、結晶性、1次粒子径、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については、参考例4−2と同様にして評価した。 The metal oxide particles in the dispersion (c43) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 15. The crystallinity, primary particle size, ultraviolet absorption characteristic, and visible light absorption characteristic were evaluated in the same manner as in Reference Example 4-2.

Figure 0005016192
Figure 0005016192

参考例4−3〕
実施例1−1と同様の反応器内に、酢酸インジウム無水物146部、水酸化酢酸鉄(III)1.9部、チタンテトラn−ブトキシド4.25部、および、1−ブロパノール3322部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら(20℃から)180℃まで昇温し、180℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、微粒子濃度2wt%の黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(43)を得た。さらに、得られた反応液を実施例1−1と同様に加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(43)を得た。
[ Reference Example 4-3]
In the same reactor as in Example 1-1, 146 parts of indium acetate anhydride, 1.9 parts of iron (III) hydroxide acetate, 4.25 parts of titanium tetra-n-butoxide, and 3322 parts of 1-propanol After the gas phase part was purged with nitrogen gas, the temperature was raised to 180 ° C. with stirring (from 20 ° C.), and heated and held at 180 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours. After performing the formation reaction, the reaction liquid (43) containing yellow fine particles (metal oxide particles) having a fine particle concentration of 2 wt% was obtained by cooling. Furthermore, the obtained reaction liquid was replaced with a heating solvent in the same manner as in Example 1-1 to obtain a dispersion (43) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%. .

分散体(43)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表16に示した。なお、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については後述する。
参考例4−4〕
参考例4−3において、水酸化酢酸鉄(III)1.9部およびチタンテトラn−ブトキシド4.25部の代わりに、酢酸銀0.2部、および、酢酸第二スズ(IV)3.6部を用いたこと以外は、参考例4−3と同様にして、微粒子濃度2wt%の黄色の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(44)を得た。さらに、得られた反応液を実施例1−1と同様に加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(44)を得た。
The metal oxide particles in the dispersion (43) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 16. The ultraviolet absorption characteristic and the visible light absorption characteristic will be described later.
[ Reference Example 4-4]
In Reference Example 4-3, instead of 1.9 parts of iron (III) hydroxide acetate and 4.25 parts of titanium tetra-n-butoxide, 0.2 parts of silver acetate and stannic acetate (IV) 3. A reaction solution (44) containing yellow fine particles (metal oxide particles) having a fine particle concentration of 2 wt% was obtained in the same manner as in Reference Example 4-3 except that 6 parts were used. Furthermore, the obtained reaction liquid was replaced with a heating solvent in the same manner as in Example 1-1 to obtain a dispersion (44) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%. .

分散体(44)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表16に示した。なお、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については後述する。
〔比較例4−4〕
参考例4−3において、水酸化酢酸鉄(III)1.9部およびチタンテトラn−ブトキシド4.25部を用いないようにしたこと以外は、参考例4−3と同様にして、微粒子濃度2wt%の微粒子(金属酸化物粒子)を含む反応液(c44)を得た。さらに、得られた反応液を実施例1−1と同様に加熱溶媒置換することにより、上記金属酸化物粒子が粒子濃度20wt%で1−ブタノールに分散してなる分散体(c44)を得た。
The metal oxide particles in the dispersion (44) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 16. The ultraviolet absorption characteristic and the visible light absorption characteristic will be described later.
[Comparative Example 4-4]
In Reference Example 4-3, the fine particle concentration was the same as Reference Example 4-3 except that 1.9 parts of iron (III) hydroxide acetate and 4.25 parts of titanium tetra-n-butoxide were not used. A reaction solution (c44) containing 2 wt% of fine particles (metal oxide particles) was obtained. Furthermore, the obtained reaction liquid was replaced with a heating solvent in the same manner as in Example 1-1 to obtain a dispersion (c44) in which the metal oxide particles were dispersed in 1-butanol at a particle concentration of 20 wt%. .

分散体(c44)中の金属酸化物粒子について、前述の各種測定・評価を行い、それらの結果を表16に示した。なお、紫外線吸収特性および可視光吸収特性については後述する。
参考例4−3、参考例4−4および比較例4−4で得られた各分散体中の金属酸化物粒子の紫外線吸収特性および可視光吸収特性について、前述した(6−3)に準じながら、分散体を1−ブタノールで希釈して粒子濃度0.5wt%の試料液とし、該試料液を厚さ1cmの石英セルに充填したものを用いて自記分光光度計により分光透過率曲線を測定するようにし、紫外線吸収性を380nmおよび400nmにおける透過率で、可視光吸収性を600nmにおける透過率で評価するようにした結果、600nmにおける透過率、すなわち可視光吸収性はいずれも同等であったが、380nmおよび400nmにおける透過率は、参考例4−3および参考例4−4の方が、比較例4−4に比べて低く、紫外線吸収性に優れるものであった。
The metal oxide particles in the dispersion (c44) were subjected to the various measurements and evaluations described above, and the results are shown in Table 16. The ultraviolet absorption characteristic and the visible light absorption characteristic will be described later.
The ultraviolet absorption characteristics and visible light absorption characteristics of the metal oxide particles in the respective dispersions obtained in Reference Example 4-3, Reference Example 4-4, and Comparative Example 4-4 are the same as in (6-3) described above. However, the dispersion was diluted with 1-butanol to obtain a sample solution having a particle concentration of 0.5 wt%, and a spectral transmittance curve was obtained by a self-recording spectrophotometer using a sample solution filled in a quartz cell having a thickness of 1 cm. As a result of the measurement, the UV absorptivity was evaluated by the transmittance at 380 nm and 400 nm, and the visible light absorptivity was evaluated by the transmittance at 600 nm. As a result, the transmittance at 600 nm, that is, the visible light absorptivity were all equal. However, the transmittance at 380 nm and 400 nm was lower in Reference Example 4-3 and Reference Example 4-4 than in Comparative Example 4-4, and was excellent in ultraviolet absorption.

Figure 0005016192
Figure 0005016192


〔実施例5−1〕
実施例1−1と同様の反応器内に、酢酸亜鉛無水物183部、酢酸銀2部、酢酸インジウム3.5部、1−プロパノール3900部とからなる混合物を仕込み、気相部を窒素ガスでパージした後、撹拌しながら(20℃から)250℃まで昇温し、250℃±1℃で5時間加熱保持して、金属酸化物粒子の生成反応を行った後、冷却することにより、微粒子を含む反応液(51)を得た。
反応液(51)中の微粒子を解析したところ、結晶子径15nm、Ag、InをZnに対して0.2原子%含有する酸化亜鉛超微粒子と、結晶子径18nmのAg超微粒子とを含有するものであった。前述した評価方法(4)における透過型電子顕微鏡のXMA分析法と同様の方法で元素マッピングを行った結果から、偏析したAg超微粒子の含有量は、酸化亜鉛超微粒子に対して個数比で約1%であった。
[Example 5-1]
In the same reactor as in Example 1-1, a mixture consisting of 183 parts of zinc acetate anhydride, 2 parts of silver acetate, 3.5 parts of indium acetate, and 3900 parts of 1-propanol was charged, and the gas phase part was nitrogen gas. After purging with, after raising the temperature to 250 ° C. with stirring (from 20 ° C.), heating and holding at 250 ° C. ± 1 ° C. for 5 hours to perform the formation reaction of the metal oxide particles, and then cooling, A reaction solution (51) containing fine particles was obtained.
Analysis of the fine particles in the reaction solution (51) revealed that the crystallite diameter was 15 nm, and the zinc oxide ultrafine particles containing 0.2 atomic% of Ag and In with respect to Zn and the Ag ultrafine particles having a crystallite diameter of 18 nm were contained. It was something to do. From the result of element mapping performed by the same method as the XMA analysis method of the transmission electron microscope in the evaluation method (4) described above, the content of the segregated Ag ultrafine particles is about a number ratio with respect to the zinc oxide ultrafine particles. 1%.

反応液(51)を用いて、実施例1−1と同様にして、粒子濃度20wt%の1−ブタノール分散体を得た。得られた分散体について実施例1−9と同様に評価した。その結果、成膜評価による透明性はヘイズが0.9%であり、色相は黄色であった。粒子分散状態(微粒子濃度0.1wt%)での紫外線透過率は、380nmで2%、420nmで1%であり、可視光透過率は65%であった。
〔実施例5−2〕
実施例2−14で得られた粒子濃度30wt%のトルエン分散体(214)1000部に、別法で調製した結晶子径8nmのAgナノ粒子粉末6部を添加混合し、ホモジナイザーを用いて分散処理することにより、Sn、Alを含有する酸化亜鉛超微粒子が30wt%、Ag超微粒子が0.6wt%分散含有された分散体を得た。
Using the reaction liquid (51), a 1-butanol dispersion having a particle concentration of 20 wt% was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained dispersion was evaluated in the same manner as in Example 1-9. As a result, the transparency according to the film formation evaluation was 0.9% haze and the hue was yellow. The ultraviolet light transmittance in a particle dispersion state (fine particle concentration: 0.1 wt%) was 2% at 380 nm, 1% at 420 nm, and the visible light transmittance was 65%.
[Example 5-2]
To 1000 parts of the toluene dispersion (214) having a particle concentration of 30 wt% obtained in Example 2-14, 6 parts of Ag nanoparticle powder having a crystallite diameter of 8 nm prepared by another method was added and mixed, and dispersed using a homogenizer. By the treatment, a dispersion containing 30 wt% of zinc oxide ultrafine particles containing Sn and Al and 0.6 wt% of Ag ultrafine particles was obtained.

得られた分散体について実施例1−9と同様に評価した。その結果、成膜評価による透明性はヘイズが2%であり、色相は黄色であった。粒子分散状態での紫外線透過率は、380nmで5%、420nmで8%であり、可視光透過率は60%であった。
得られた分散体をトルエンで希釈し、粒子濃度を0.1〜0.01wt%まで変化させて分光特性を評価した結果、420nmにおける吸収は、添加したAg超微粒子の約430nmを吸収極大にもつ吸収によるものであることが確認された。
〔実施例5−3〕
実施例1−1と同様の反応器において、酢酸酸化ビスマス粉末と1−プロパノールの混合物を200℃で加熱することにより、結晶子径20nmの酸化ビスマス(Bi)超微粒子が2wt%で分散含有された反応液を得、該反応液を用いて実施例1−1と同様にして、微粒子濃度20wt%の1−ブタノール分散体を得た。
The obtained dispersion was evaluated in the same manner as in Example 1-9. As a result, the transparency by film formation evaluation was haze of 2% and the hue was yellow. The ultraviolet transmittance in the particle dispersion state was 5% at 380 nm, 8% at 420 nm, and the visible light transmittance was 60%.
As a result of diluting the obtained dispersion with toluene and changing the particle concentration to 0.1 to 0.01 wt% and evaluating the spectral characteristics, the absorption at 420 nm maximized the absorption of about 430 nm of the added Ag ultrafine particles. It was confirmed that it was due to absorption.
[Example 5-3]
In the same reactor as in Example 1-1, a mixture of bismuth acetate oxide powder and 1-propanol was heated at 200 ° C., so that bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) ultrafine particles having a crystallite diameter of 20 nm were 2 wt%. A dispersion containing the reaction solution was obtained, and a 1-butanol dispersion having a fine particle concentration of 20 wt% was obtained using the reaction solution in the same manner as in Example 1-1.

得られた分散体100部と、実施例2−10で得られたジプロピレングリコール分散体1000部とを混合し、ホモジナイザーを用いて分散処理することにより、Cu、Ceを含有する酸化亜鉛超微粒子が18wt%、Bi超微粒子が1.8wt%分散含有された分散体を得た。
得られた分散体について実施例1−9と同様に評価した。その結果、成膜評価による透明性はヘイズが0.9%であり、色相は黄色であった。粒子分散状態での紫外線透過率は、380nmで2%、420nmで20%であり、可視光透過率は80%であった。
〔実施例5−4〕
実施例1−1と同様の反応器において、水酸化酢酸鉄(III)粉末と1−プロパノールの混合物を160℃で加熱することにより、結晶子径15nmでエタノイル基が鉄に対して5モル%の割合で結合した、α−酸化第二鉄(α−Fe)超微粒子が2wt%で分散含有された反応液を得、該反応液を用いて実施例1−1と同様にして、微粒子濃度20wt%の1−ブタノール分散体を得た。
By mixing 100 parts of the obtained dispersion and 1000 parts of the dipropylene glycol dispersion obtained in Example 2-10 and dispersing the mixture using a homogenizer, ultrafine zinc oxide containing Cu and Ce is contained. Of 18 wt% and Bi 2 O 3 ultrafine particles dispersed in 1.8 wt% were obtained.
The obtained dispersion was evaluated in the same manner as in Example 1-9. As a result, the transparency according to the film formation evaluation was 0.9% haze and the hue was yellow. The ultraviolet transmittance in the particle dispersion state was 2% at 380 nm, 20% at 420 nm, and the visible light transmittance was 80%.
[Example 5-4]
In a reactor similar to that of Example 1-1, a mixture of iron (III) hydroxide acetate powder and 1-propanol was heated at 160 ° C., so that the ethanoyl group was 5 mol% with respect to iron at a crystallite diameter of 15 nm. A reaction liquid in which α-ferric oxide (α-Fe 2 O 3 ) ultrafine particles bonded at a ratio of 2% by weight was dispersed and contained was obtained, and the reaction liquid was used in the same manner as in Example 1-1. A 1-butanol dispersion having a fine particle concentration of 20 wt% was obtained.

得られた分散体50部と、実施例2−10で得られたジプロピレングリコール分散体1000部とを混合し、ホモジナイザーを用いて分散処理することにより、Cu、Ceを含有する酸化亜鉛超微粒子が19wt%、α−Fe超微粒子が0.95wt%分散含有された分散体を得た。
得られた分散体について実施例1−9と同様に評価した。その結果、成膜評価による透明性はヘイズが0.9%であり、色相は黄色であった。粒子分散状態(微粒子濃度0.1wt%)での紫外線透過率は、380nmで2%、420nmで24%であり、可視光透過率は77%であった。
By mixing 50 parts of the obtained dispersion and 1000 parts of the dipropylene glycol dispersion obtained in Example 2-10 and dispersing the mixture using a homogenizer, ultrafine zinc oxide containing Cu and Ce is contained. Was obtained, and a dispersion containing 0.95 wt% of α-Fe 2 O 3 ultrafine particles was obtained.
The obtained dispersion was evaluated in the same manner as in Example 1-9. As a result, the transparency according to the film formation evaluation was 0.9% haze and the hue was yellow. The ultraviolet light transmittance in a particle dispersion state (fine particle concentration: 0.1 wt%) was 2% at 380 nm, 24% at 420 nm, and the visible light transmittance was 77%.

本発明の膜は、例えば、建物用窓ガラス、自動車および電車等の車両用窓ガラス、飛行機およびヘリコプター等の空輸機用窓ガラス、農業用フィルム、各種包装用フィルムなどに好適であるが、用途はこれらに限定されず、各種機能性フィルムへの紫外線遮機能の付与のほか、耐光性や耐候性を付与する目的でも、各種用途に好適に用いることができる。
本発明の膜形成用組成物は、例えば、紫外線遮断膜形成用の塗布液や紫外線カット塗料として好適であるほか、上記本発明の膜の形成材料として好適である。
本発明の金属酸化物粒子は、例えば、膜やフィルム、塗料、化粧料等の各種用途において、紫外線遮蔽性を付与するための成分として好適であるほか、上記本発明の膜および上記本発明の組成物の構成成分として好適である。
The film of the present invention is suitable for window glass for buildings, window glass for vehicles such as automobiles and trains, window glass for air transport such as airplanes and helicopters, agricultural films, various packaging films, etc. Is not limited to these, and can be suitably used for various applications for the purpose of imparting light resistance and weather resistance in addition to imparting an ultraviolet shielding function to various functional films.
The film-forming composition of the present invention is suitable, for example, as a coating liquid for forming an ultraviolet blocking film or an ultraviolet-cut paint, and also suitable as a material for forming the film of the present invention.
The metal oxide particles of the present invention are suitable as components for imparting ultraviolet shielding properties in various applications such as films, films, paints, cosmetics, etc. It is suitable as a component of the composition.

実施例1−1および比較例1−1において得られた各反応液中の金属酸化物粒子に関する評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線である。It is a spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in evaluation about the metal oxide particle in each reaction liquid obtained in Example 1-1 and Comparative Example 1-1. 実施例1−2および比較例1−2において得られた各反応液中の金属酸化物粒子に関する評価において得られた、分散膜付きガラスの分光透過率曲線である。It is a spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film obtained in evaluation regarding the metal oxide particles in each reaction solution obtained in Example 1-2 and Comparative Example 1-2. 実施例3−1において得られた、分散膜付きガラス(ウエット膜厚の違いに基づく乾燥膜厚の異なる3種)の分光透過率曲線である。It is the spectral transmittance curve of the glass with a dispersion film (three types from which the dry film thickness differs based on the difference in wet film thickness) obtained in Example 3-1.

Claims (10)

金属元素(M)の酸化物からなる粒子内に該金属元素(M)以外の金属元素(M’)に由来する成分が含有されている金属酸化物粒子において、
前記金属元素(M)はZnであり、
前記金属元素(M’)は前記金属元素(M)と異なる金属元素であってCo、Cu、Fe、Bi、In、Al、Ga、Ti、Sn、Ag、Mn、NiおよびCeからなる群より選ばれる少なくとも2種であり、
前記金属元素(M’)の合計含有率が金属元素(M)に対し0.02〜20原子%であるとともに、
前記金属元素(M)の酸化物は酸化亜鉛結晶であり、X線回折測定による結晶子径のうち、格子面(002)に垂直方向の結晶子径が30nm以下、格子面(110)に垂直方向の結晶子径が10nm以上である、ことを特徴とする、金属酸化物粒子。
In a metal oxide particle in which a component derived from a metal element (M ′) other than the metal element (M) is contained in a particle composed of an oxide of the metal element (M),
The metal element (M) is Zn ,
The metal element (M ′) is a metal element different from the metal element (M), and is selected from the group consisting of Co, Cu, Fe, Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn, Ag, Mn, Ni, and Ce. Ri at least 2 Tanedea selected,
While the total content of the metal element (M ′) is 0.02 to 20 atomic% with respect to the metal element (M),
The oxide of the metal element (M) is a zinc oxide crystal. Of the crystallite diameters measured by X-ray diffraction, the crystallite diameter perpendicular to the lattice plane (002) is 30 nm or less and perpendicular to the lattice plane (110). crystallite size of direction Ru der least 10 nm, wherein the metal oxide particles.
前記金属元素(M’)はCo、CuおよびFeからなる群より選ばれる少なくとも1種と、Bi、In、Al、Ga、Ti、SnおよびCeからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を必須とする、請求項1に記載の金属酸化物粒子。   The metal element (M ′) must include at least one selected from the group consisting of Co, Cu and Fe and at least one selected from the group consisting of Bi, In, Al, Ga, Ti, Sn and Ce. The metal oxide particles according to claim 1. 前記金属元素(M’)はCo、Cu、Fe、Ag、Mn、NiおよびBiからなる群より選ばれる1種を必須とする、請求項1または2に記載の金属酸化物粒子。   3. The metal oxide particle according to claim 1, wherein the metal element (M ′) is essentially one selected from the group consisting of Co, Cu, Fe, Ag, Mn, Ni, and Bi. 前記金属元素(M’)がFe、CoおよびNiのいずれかである場合にはその少なくとも一部は2価である、請求項1から3までのいずれかに記載の金属酸化物粒子。   4. The metal oxide particle according to claim 1, wherein when the metal element (M ′) is any one of Fe, Co, and Ni, at least a part thereof is divalent. 5. 前記金属元素(M)の酸化物からなる粒子内に金属元素(M)に対するモル比で0.1〜14モル%のアシル基が含有されている、請求項1から4までのいずれかに記載の金属酸化物粒子。   The acyl group of 0.1-14 mol% is contained by the molar ratio with respect to a metal element (M) in the particle | grains which consist of the oxide of the said metal element (M), The statement in any one of Claim 1-4 Metal oxide particles. 金属酸化物粒子と分散溶媒および/またはバインダーとを必須構成成分とし、前記金属酸化物粒子が請求項1からまでのいずれかに記載の金属酸化物粒子を必須とする、膜形成用組成物。 A film-forming composition comprising metal oxide particles and a dispersion solvent and / or a binder as essential constituents, wherein the metal oxide particles essentially comprise the metal oxide particles according to any one of claims 1 to 5 . . 前記必須構成成分である金属酸化物粒子が、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子をも含む、請求項に記載の膜形成用組成物。 The metal oxide particles as the essential constituents are metal oxide particles containing at least one selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag and Bi as metal elements, and / or Cu, Ag, Au, and platinum. The film-forming composition according to claim 6 , which also contains ultrafine metal particles having at least one selected from the group consisting of group metal elements as a metal element. 金属酸化物を必須構成成分としてなり、前記金属酸化物が、請求項1からまでのいずれかに記載の金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶を必須とする、膜。 A film comprising a metal oxide as an essential constituent, wherein the metal oxide essentially comprises the metal oxide particles according to any one of claims 1 to 5 and / or metal oxide crystals derived from the particles. . 前記必須構成成分である金属酸化物が、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶をも含む、請求項に記載の膜。 The metal oxide as the essential constituent is a metal oxide particle having at least one metal element selected from the group consisting of Cu, Fe, Ag and Bi and / or a metal oxide crystal derived from the particle, and / or also comprising Cu, Ag, Au, and the metal oxide crystals at least one chosen from the group consisting of platinum group metal element from the metal ultrafine particles and / or particles of a metal element, according to claim 8 The membrane according to 1. 金属酸化物粒子および/または該粒子に由来する金属酸化物結晶を含む物品であって、前記金属酸化物粒子が、請求項1からまでのいずれかに記載の金属酸化物粒子と、Cu、Fe、AgおよびBiからなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属酸化物粒子、および/または、Cu、Ag、Au、および白金族金属元素からなる群より選ばれる少なくとも1種を金属元素とする金属超微粒子との組み合わせを必須とする、金属酸化物含有物品。 An article comprising a metal oxide crystals derived from the metal oxide particles and / or particles, the metal oxide particles, metal oxide particles according to any one of claims 1 to 5, Cu, Metal oxide particles having at least one selected from the group consisting of Fe, Ag and Bi as metal elements and / or at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au and platinum group metal elements as metal Metal oxide-containing articles that require a combination with metal ultrafine particles as elements.
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