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酸化チタン分散液及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P08A013970
整理番号 P05-035
掲載日 2008年10月31日
出願番号 特願2005-078241
公開番号 特開2006-257311
登録番号 特許第4710004号
出願日 平成17年3月17日(2005.3.17)
公開日 平成18年9月28日(2006.9.28)
登録日 平成23年4月1日(2011.4.1)
発明者
  • 上川 直文
  • 鈴木 美季
  • 掛川 一幸
  • 小島 隆
出願人
  • 学校法人千葉大学
発明の名称 酸化チタン分散液及びその製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】
より安定性の高い酸化チタン粒子を分散させた水溶液(酸化チタン分散液)を提供すること。
【解決手段】
1価アルコール分子、2価アルコール分子、糖アルコール分子の少なくともいずれかを表面に有する酸化チタン粒子が溶液中に分散されている酸化チタン分散液とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


酸化チタンは光触媒や色素増感太陽電池用電極材料として注目されている。これらの用途に用いるためには、ガラスなどの基板上にコーティングされた膜(酸化チタン膜)として用いる必要がある。そこで、酸化チタン膜を任意の基板上に形成する手法の開発が重要な技術的な課題となっている。なお、酸化チタンに光触媒活性などの機能を発現させるためには、酸化チタン膜が主にアナターゼ型の結晶構造を有する粒子(これを本明細書では「アナターゼ型酸化チタン粒子」といい、これを含んで構成されている酸化チタン膜を「アナターゼ型酸化チタン膜」という)から構成されている必要がある。



また一方で、チタンイオンを含む複合酸化物には半導体性や強誘電性などの応用上非常に有用な電気的物性を示す物質群がある。この電気的物性を示すようにするためにはこれらの複合酸化物をなるべく低い温度で短時間で焼成処理することが必要である。そしてこのためにもこの製造用前駆体として高い反応性と焼結性を有し、溶液中で安定に分散した状態を保つナノレベルの粒径を有する酸化チタン粒子の分酸液が必要とされている。



化学的な方法により結晶性を有する酸化チタン膜を製造する方法としては、チタンイオンを含有する溶液を基板に塗布した後、焼成することによりアナターゼ型酸化チタン膜を形成する方法がある。一般に、コーティング液を基板に塗布して結晶性を有する酸化チタン膜を得るためには400℃以上での焼成が必要となる。つまりコーティング液を塗布焼成する化学的な方法の場合、耐熱性を有しない有機高分子などの材料上に結晶性を有する酸化チタン膜を形成することは困難である。



また酸化チタン膜を製造する他の方法として、化学気相蒸着法など真空中で蒸着プロセスを用いる製膜方法がある。この方法によると膜厚や結晶性などを高度にコントロールした製膜が可能であるが、製膜可能な材料や大きさに制限があり、また、特殊な真空装置を必要とするため他の方法と比べて製膜コストが高くなってしまう。



そこで上記の問題を解決するための方法として、アナターゼ型酸化チタン粒子を分散させた水溶液を用いて酸化チタン膜を製造する方法が下記特許文献1に開示されている。より具体的に説明すると、下記特許文献1には、チタンペルオキシ化合物を含有する水溶液を200℃以下で加熱処理することで、表面がペルオキシで修飾されたアナターゼ型酸化チタン粒子を形成し、これを安定的に水溶液中に分散させ、このアナターゼ型酸化チタン粒子を分散させた水溶液を基板に塗布、乾燥させ、アナターゼ型酸化チタン膜を形成する技術が開示されている。

【特許文献1】特開平10-067516号公報

産業上の利用分野


本発明は、酸化チタン分散液及びその製造方法に関し、特に、光触媒膜や機能性酸化物材料の形成において好適に用いられるものに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
チタン含有化合物に4価以上の糖アルコールを含有する中性又は塩基性の水溶液を加えて加熱し、沈殿物を形成する工程、
形成された前記沈殿物を前記水溶液から分離する工程、
前記水溶液から分離された前記沈殿物を洗浄する工程、
洗浄された前記沈殿物と酸溶液とを混合し、加熱する工程、
前記酸溶液から前記沈殿物を分離する工程、
前記酸溶液から分離された前記沈殿物を洗浄する工程、
洗浄された前記酸溶液から分離された前記沈殿物を水溶液に分散する工程、を有する酸化チタン分散液の製造方法。

【請求項2】
前記チタン含有化合物に4価以上の糖アルコールを含有する中性又は塩基性の水溶液を加えて加熱し、沈殿物を形成する工程は、30℃以上120℃以下の温度範囲で行われることを特徴とする請求項1記載の酸化チタン分散液の製造方法。

【請求項3】
前記洗浄された前記沈殿物と酸溶液とを混合し、加熱する工程は、30℃以上120℃以下の温度範囲で行われることを特徴とする請求項1記載の酸化チタン分散液の製造方法。

【請求項4】
前記チタン含有化合物に4価以上の糖アルコールを含有する中性又は塩基性の水溶液を加えて加熱し、沈殿物を形成する工程は、1時間以上48時間以内の範囲で行われることを特徴とする請求項1記載の酸化チタン分散液の製造方法。

【請求項5】
前記洗浄された前記沈殿物と酸溶液とを混合し、加熱する工程は、1時間以上48時間以内の範囲で行われることを特徴とする請求項1記載の酸化チタン分散液の製造方法。

【請求項6】
前記洗浄された前記沈殿物と酸溶液とを混合し、加熱する工程は、pHが4以下の酸水溶液を用いることを特徴とする請求項1記載の酸化チタンの分散溶の製造方法。

【請求項7】
チタン含有化合物に4価以上の糖アルコールを含有する中性又は塩基性の水溶液を加えて加熱し、沈殿物を形成する工程、
形成された前記沈殿物を前記水溶液から分離する工程、
前記水溶液から分離された前記沈殿物を洗浄する工程、
洗浄された前記沈殿物と酸溶液とを混合し、加熱する工程、
前記酸溶液から前記沈殿物を分離する工程、
前記酸溶液から分離された前記沈殿物を洗浄する工程、
洗浄された前記酸溶液から分離された前記沈殿物を水溶液に分散する工程、によって製造される、糖アルコール分子を表面に有する酸化チタン粒子が溶液中に分散されている酸化チタン分散液。
産業区分
  • 塗料・接着剤
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005078241thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問い合わせ先にご相談下さい。


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