JPH0214819A - アルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

酸化チタン粉末は基本的な白色前車４であり、従来から
白色インキ、白色塗料の顔料ヘヒクル成分として用いら
れてきたが、最近ではプラス千ンクス用フィラー、アル
ミニウム蒸着箔用特殊インキ、セラミンクス材料あるい
は誘電体材料等としての用途が増加してきている。

【従来の技術】

酸化チタン粉末の光安定性と化学安定性を増大させるた
めに、その表面をアルミナ、シリカ、ジルコニアまたは
プラスチックスで被覆することがすでに行われており、
特にアルミナ被覆は重要視されている。 この方法としてはアルミニウム塩またはアルミン酸塩の
水溶液を酸化チタン粉末に接触させ、次いで該溶液のｐ
Ｈを変化させる方法によって水酸化アルミニウム皮膜を
酸化チタンの表面に形成させるとか、水酸化アルミニウ
ムを酸化チタン粉末に単に混合するだけで被覆させると
かの操作を行なった後、焼成して得られた製品が市販さ
れている。ところがこのような製品は一般に塩素分、イ
オウ分またはアルカリ金属分がかなり含まれておりかつ
酸化チタン粉末表面の被覆液態が均一、完全とは言えず
常に品質のすぐれたものを製造することが困難であった
。

【発明が解決しようとする課題】

従来のアルミナ、シリカ、ジルコニアまたはプラスチッ
クスで被覆された酸化チタン粉末は、いずれも被覆が美
しく均一に行なわれていないため光安定性とか電気絶縁
性が悪いとか場合によってはアルミニウム蒸着面を腐蝕
する等の欠点があるほか酸化チタン製品の表面酸度が一
定でなかったり顔料としての分散性とか光安定性が悪い
とかψ問題点があった。

【課題を解決するための手段】

本発明者らは、以上のような問題点を解決するために、
アルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法について研究を
重ねた結果、塩素分およびイオウ分の合計が０．０５重
量％以下である酸化チタン粉末とアルミニウムアルコラ
ートから作られた高純度水酸化アルミニウムを含むゾル
との混合物を溶剤中に分散した杖態において６０〜３０
０’Ｃに保ち酸化チタン粒子表面のゾル成分をゲル成分
に変化せしめた後余分のゾル成分、溶剤もしくはこれら
の両者を除去して得られた粉末を３００〜ｌ０００℃で
焼成することにより前記問題点を解決し得ることを見い
だしたのである。ここにおいて酸化チタンとしては、ル
チル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタンもしくはこ
れらの混合物のいずれかで、塩素分およびイオウ分の合
計が０．０５重量％以下のものを用いることが必要であ
る。そしてこの塩素分およびイオウ分の合計が０．０５
重量％より多いと、この発明の方法で酸化チタンにアル
ミナを被覆した製品としても、長期の使用期間中に、塩
素分やイオウ分が浸出してきてアルミナ層に吸着され安
定性とか電気絶縁性が悪くなったり、またアルミニウム
蒸着面を腐蝕したりする等の嫌悪すべき問題を惹起する
。 また、水酸化アルミニウムを含むゾルとしては、炭素原
子数が１〜４個であるアルキル基を含むトリアルコキシ
アルミニウムであるアルミニウムアルコラートから作ら
れた高純度水酸化アルミニウムを含むゾルを用いること
が肝要である。そして高純度とは、実質的に塩素分、イ
オウ分またはアルカリ金属分を含んでいないことである
。またゾルに含有されるアルミナの割合としては１〜３
０重量％がよい、この割合が１重量％より少ない場合に
は水酸化アルミニウムゾルが酸化チタンに均一被覆せし
めることが難しくなり、また３０重量％より多い場合に
はゾルの粘度が高くなりすぎて脱気とか被覆膜のレベリ
ング作業が容易でなくなる。 本発明の溶剤としては水、水溶性有機溶剤および疎水性
有機溶剤を含む水溶性有機溶剤よりなる群から選ばれた
少なくとも一つの液体である。この溶剤は酸化チタン粒
子表面に付着したゾルをゲルにする反応を完成するため
に都合がよいものであり沸点が常圧下での６０〜３００
°Ｃであるものが都合がよい。この溶剤は各種あるが、
水酸化アルミニウムゾルの分散性を考慮すると水、また
は水と親和性の強い溶剤がよく、たとえばアルコール系
ではエタノール、イソプロパツール、２−ブタノール、
ｔ−フタノール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、２−エチル−２−（ヒ
ドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール等があり
、エーテル系ではテトロヒト「Ｉフラン、１，２−ジェ
トキシエタン、ジオキソラン、ジオキサン、ジエチレン
グリコールジエチルエーテル等があり、ケトン系ではメ
チルエチルゲトン、ジエチルケトン、アセチルアセトン
、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等があり、窒素
化合物系ではアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセタミド、ピロール、イミダゾール、オキサ
ゾリドン、アニリン、ピリジン、Ｎ−メチルピロリドン
等がある。 本発明のアルミニウムアルコラートとしては、アルミニ
ウムメチレート、アルミニウムメチレート、アルミニウ
ムイソプロピレート、トリ（イソブトキシ）アルミニウ
ム、１−リ（ｎ−ブトキシ）アルミニウム、ノ（イソブ
トキシンモノ−２−）゛トキシアルミニウム等がある。 さて次に本発明の操作方法ならびに条件について説明し
よう。 酸化チタンと水酸化アルミニウムを含むゾルとを混合す
る際の例として？１ｉ合比は酸化チタン分（ＴｉＯｚ）
に対し、ゾル中のアルミナ分（ＡＩｚＯｔ）の割合を１
０重量％前後にすると実施が容易である。精製された酸
化チタンを水酸化アルミニウムを含むゾル中に投入して
混合した後、２０°Ｃで１時間以」二撹拌してゾルを酸
化チタン粒子表面に均一に展着させた後、さらに９５°
Ｃで１時間撹拌し、水酸化アルミニウムゾルの付着を緊
密にならしめる。この際、ゾルの大部分はゲル化して酸
化チタン表面に沈着することが認められる。このような
混合物を常圧下で処理する一方法としては、これを遠心
分離法あるいはろ適法により沈澱物を分取して水洗して
余分なゾルを除去した後、溶剤中に再分散させることが
１１１奨される。もちろん、上記の他の方法によって酸
化チタン粉末と水酸化アルミニウムゾルとが効果的に混
合されてもよいがこの混合物は溶剤中に分散した状態で
なければならない。この酸化チタンを分散させた混合物
を次に６０〜３００°Ｃ特に好ましくは８０〜１８０°
Ｃに保ち（溶剤の場合には煮沸することが便利であり、
水の場合には加圧下で熱水塾成させる。）たとえば数時
間加熱損Ｆ］゛シ、酸化チタンに付着している水酸化ア
ルミニウムのゾル成分をゲル成分に変換するまで続けら
れる。 次いでこれをたとえばフラッシュエバポレーターなどで
脱溶剤することにより水酸化アルミニウム（たとえばア
ルミナ水和物−水和物）が被覆している酸化チタンの粉
末が収率よく得られる。これを−旦乾燥後３００〜１０
００’Ｃ特に好ましくは３５０〜７００°Ｃで焼成する
ことにより、アルミナが表面に均一に被覆した酸化チタ
ンの粉体が得られるのである。このようにして得られた
製品はｍｍに光安定性、電気絶縁性がよくかつ各粒子の
表面酸度が一定であり、顔料としての分散性のよいアル
ミナ被覆酸化チタン粉末としての性質が付与される。こ
の水酸化アルミニウムを含むゾルの被覆の際に必要性が
あれば、シリカゾル、ジルコニアゾルまたは増粘防止剤
のいずれかあるいはこれらの２種以上の混合物を含んで
いてもよいのは当然であり、特に増粘防止剤（ポリオー
ル類、酸アミド類）の使用は水酸化アルミニウムを含む
ゾルの均一被覆を保証する上で大切である。

【作用】

本発明の方法では、酸化チタン粉末に対してアルミナの
被覆が完全に行なわれており、そのアルミナは高純度ア
ルミナであり場合によってはかなり活性であるので酸化
チタンからもし不純物として微計の塩素分とかイオウ分
とかが溶出してきたとしてもアルミナ層にトランプされ
実際的に酸化チタン粉末からは塩素分、イオウ分は検出
されることが少ないのである。 本発明の方法によるときはアルミナで被覆された酸化チ
タン粉末が二次的なｉＪ［を起こすことが少なく、乾燥
表面の二次処理が容易であり、プラスチ・ノクスや溶剤
への分散性も相当によく、公知に属する製造法で得た製
品とは格段に品質上の優越性があるのである。 本発明者らは以上の本発明の方法に関し多数の実験を行
ない本発明の優秀性を明らかにしてきたが、以下にその
中から代表的な例を抽出して本発明の技術的内容を説明
することにする。

【実施例］ 実新Ｉ帽七 塩素分が０．００１重星％、イオウ分が０．０１重世％
のルチル型酸化チタン粉末（粒度３００メツシユ）３０
ｇをアルミニウムイソプロポキシドを純水中で酢酸触媒
の存在下で加水分解して作られた１重量％のアルミナ（
ＡｌｚＯｓ）を含んでいる高純度水酸化アルミニウムの
水性ゾル３００ｇに投入し、まず２５°Ｃで１時間、９
０°Ｃで２時間撹拌する。次いでこれを２５°Ｃに冷却
後、遠心分離（２９００回転／分で５分間）し、上澄を
除去する。ここで得られた沈澱物を純水で充分洗浄した
のち、ジエチレングリコール３００ｇ中に投入して２０
０°Ｃで２時間加熱撹拌する。 これを再び遠心分離し、沈澱物を分取してメタノール１
００ｇ中に分散させた後フラッシュエバポレーターで減
圧脱溶剤した後、４５０℃で３時間焼成すると、粒子表
面が均一にγ−アルミナで被覆されたルチル型酸化チタ
ン２７ｇが得られた。 月１例」工 塩素分が０．０２ｆｆｔｆｆｉ％、イオウ分は含まれて
いないアナターゼ型酸化チタン１００ｇをトリエトキシ
アルミニウムおよびテトラエチルシリケートの混合物を
エタノール中でアンモニア加水分解して作られた１０ｆ
ｆｌｆｆｉ％のアルミナ（＾１□０．）と１重量％のシ
リカ（Ｓｉｎｇ）を含んでいる水酸化アルミニウムを含
むゾル１０００ｇに投入して激しく撹拌して分散させた
後、８０°Ｃで１時間撹拌して酸化チタンの被覆を行な
う。次にこれをＩＯ’ｃに冷却後ろ過し、さらに沈澱物
を純水で充分洗浄する。次いで沈澱物を２−ブタノール
１０００ｇ中に投入して撹拌して分散しその沸点で３時
間処理した後フラッシュエバポレーターで溶剤を除去す
ると粉体が得られるので、これを５００℃で１時間焼成
すると、均一にアルミナで被覆されたアナターゼ型酸化
チタン粉末９５ｇが得られた。 実隻択主 塩素分が０．０１重量％、イオウ分が０．０４重量％の
ルチル型酸化チタン５ｋｇをアルミニウムメチレートを
純水中で酢酸触媒の存在下で加水分解して作られた３０
重量％のアルミナと、増粘防止剤としてジメチルアセト
アミドを１０重世％含む高純度水酸化アルミニウムのゾ
ル５０ｋｇに分散させた後、９０°Ｃで１時間撹拌する
。これをろ過し、さらに沈澱物を水洗する。この後沈澱
物をトリエチレングリコール５０ｋｇ中に分散し、２５
０°Ｃで１時間撹拌したのちこれを再びろ過し、沈澱物
を３５０℃で５時間焼成すると、均一にアルミナで被覆
されたルチル型酸化チタン粉末４．１３ｋｇが得られた
。 災施尉土 塩素分が０．０２重量％、イオウ分が０．０２重量％の
ルチル型とアナターゼ型がｌ：１の割合で混合されてい
る酸化チタン２ｋｇを２重量％のアルミナを含んでいる
トリ（ｎ−ブトキシ）アルミニウムを純水中で硝酸触媒
の存在下で加水分解して作られた高純度水酸化アルミニ
ウムのゾル２０ｋｇに分散させた後９５°Ｃで５時間撹
拌する。これを２５℃に冷却後、遠心分離（３５００回
転／分で５分間）し、上澄を除去する。この沈澱物を水
洗したのちジエチレングリコールジエチルエーテル２０
ｋｇに分散し煮沸しながら４時間撹拌する。冷却後注１
／ｉ物を分取して真空下で溶剤を除去した後９００℃Ｔ
：１時間焼成すると、均一にα−アルミナで被覆された
ルチル型とアナターゼ型がｔｉｔに混合している酸化チ
タン粉末１．９ｋｇが得られた。 【発明の効果】 本発明のアルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法によれ
ば、光安定性、電気絶縁性がよく、蒸着面を腐蝕するこ
ともなく、製品の表面酸度を一定に保ち、顔料としての
分散性のよいアルミナ被覆酸化チタン粉末を得ることが
できる。 特許出願人　日本写真印刷株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩素分およびイオウ分の合計が０．０５重量％以下
   である酸化チタン粉末とアルミニウムアルコラートから
   作られた高純度水酸化アルミニウムを含むゾルとの混合
   物を溶剤中に分散した状態において６０〜３００℃に保
   ち酸化チタン粒子表面のゾル成分をゲル成分に変化せし
   めた後余分のゾル成分、溶剤もしくはこれらの両者を除
   去して得られた粉末を３００〜１０００℃で焼成するこ
   とを特徴とするアルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法
   。 ２、酸化チタンがルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸
   化チタンもしくはこれらの混合物のいずれかである請求
   項１記載のアルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法。 ３、アルミニウムアルコラートが炭素原子数が１〜４個
   であるアルキル基を含むトリアルコキシアルミニウムで
   ある請求項１記載のアルミナ被覆酸化チタン粉末の製造
   方法。 ４、高純度水酸化アルミニウムを含むゾルが１〜３０重
   量％のアルミナ分を含んでおり実質的に塩素分、イオウ
   分またはアルカリ金属分を含んでいない請求項１記載の
   アルミナ被覆酸化チタン粉末の製造方法。 ５、高純度水酸化アルミニウムを含むゾルが要すれば二
   次的成分としてシリカゾル、ジルコニアゾルまたは増粘
   防止剤のいずれかあるいはこれらの２種以上の混合物を
   含んでいる請求項１または４記載のアルミナ被覆酸化チ
   タン粉末の製造方法。 ６、溶剤が水、水溶性有機溶剤および疎水性有機溶剤を
   含む水溶性有機溶剤よりなる群から選ばれた少なくとも
   一つの液体である請求項１記載のアルミナ被覆酸化チタ
   ン粉末の製造方法。