(57)【要約】【課題】数十μｍ以上の粒径を有する粒子の存在割合が低く、小粒径の粒子の存在割合が高いという優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末を、簡便かつ低コストに製造する方法を提供する。【解決手段】ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液に対し、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成することを特徴とする酸化チタン粉末の製造方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液に対し、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成することを特徴とする酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項２】
酸化チタンの析出速度が１分あたり１．０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する請求項１に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項３】
スラリー中の酸化チタン濃度が６０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する請求項１または請求項２に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項４】
スラリーのｐＨが３．５〜４．５の範囲になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項５】
チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加し、反応させる液の温度を８０℃以下に制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項６】
チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始後、２時間以上経過した後に、生成したスラリーの一部または全部を分離する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項７】
チタン塩水溶液の添加量とアルカリ水溶液の添加量がチタン塩とアルカリの中和当量に相当する量になるように、各水溶液を添加する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項８】
チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を、添加開始後、反応が終了するまでそれぞれ連続して添加する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のアナターゼ型酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項９】
チタン塩水溶液が、四塩化チタン水溶液である請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項１０】
アルカリ水溶液が、アンモニア水溶液または金属アルカリ水溶液である請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項１１】
ｐＨが１．７〜２．５の酸性水溶液に対し、反応させる液の温度が５０〜８０℃になるように制御しつつ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液を添加して反応させ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始後２〜３．５時間経過した後に、生成したスラリーの一部または全部を分離する請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項１２】
粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合が５ｖｏｌ％以下であることを特徴とする酸化チタン粉末。
【請求項１３】
粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合が０．０５ｖｏｌ％以下である請求項１２に記載の酸化チタン粉末。
【請求項１４】
酸化チタンがアナターゼ型である請求項１２または請求項１３に記載の酸化チタン粉末。
【請求項１５】
請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末を含むことを特徴とする酸化チタン粉末分散液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化チタン粉末の製造方法、酸化チタン粉末および酸化チタン粉末分散液に関する。さらに詳細には、本発明は、湿式法による酸化チタン粉末の製造方法において、粗大粒子含有割合の小さい酸化チタン粉末を製造する方法、酸化チタン粉末および酸化チタン粉末分散液に関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化チタンは、光触媒や、太陽電池、紫外線遮蔽材やシリコーンゴム等ヘの添加剤、誘電体原料、化粧料等、多岐の用途に亘って使用されており、光触媒作用による有機物の分解を目的として、抗菌タイル、建材、消臭繊維、紙などへも塗布されるようになっている。
【０００３】
二酸化チタンの光触媒作用は、二酸化チタンが紫外線を吸収してその内部に電子と正孔を発生し、発生した正孔が二酸化チタンの吸着水と反応してヒドロキシラジカルを生成させ、二酸化チタン表面に吸着した有機物を炭酸ガスや水に分解するというものである。
【０００４】
また、二酸化チタンの太陽電池への応用研究が、１９９１年にローザンヌ工科大学のグレッツェルらの酸化チタンとルテニウム系色素を組み合わせた色素増感型太陽電池の報告以降、進められてきている。色素増感型太陽電池において、酸化チタンは、色素が担持された電極として用いられる。色素増感型太陽電池は、電解層を色素電極と対極で挟み込んだ構造であり、色素は光を吸収することで電子と正孔を発生する。発生した電子は二酸化チタン層を通じて導電性ガラス電極に到達し、外部へと取り出される。一方、発生した正孔は、電解層を通じて対極へと運ばれ、導電性ガラス電極を通じて供給された電子と結合する。
【０００５】
二酸化チタンを光触媒としてガラス表面等に塗布する場合や太陽電池の電極等に応用する場合には、触媒効率、光電変換効率を高める上で、酸化チタン膜の透明性が重要な因子となる。
【０００６】
一般に、酸化チタン粒子等の粒径が可視光波長の１／２程度であるときに光散乱（隠蔽力）が最大になり、粒径が小さくなると光散乱も弱まるといわれていることから、酸化チタン粉末の一次粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍであり、分散性が良好であれば光散乱への影響が小さくなり、透明性の高い酸化チタン膜が得られることになる。また、酸化チタン膜の透明性は、酸化チタン中の不純物によっても影響され、酸化チタン中に不純物（例えば、遷移元素、窒素、硫黄など）を含む場合、淡い着色を生じることがある。
【０００７】
以上のことから、酸化チタン粉末が微粒であるとともに不純物の含有量が少ないことが、酸化チタン粉末の応用において非常に重要であり、特に、光触媒、電子材料の分野では、酸化チタン粉末の微粒化、分散化が求められるようになっている。
【０００８】
湿式法で得られる酸化チタン粉末は、一次粒子が数ｎｍ〜数十ｎｍオーダーであるが、超微粒であるため非常に凝集性が強く、結果的に粒径分布がブロードで、粗大粒子化しやすいため、粉砕などの後処理によって、酸化チタン粉末を微粒化して分散させている。
【０００９】
しかしながら、例えば、光触媒を作製するために上記酸化チタン粉末を粉砕処理しようとする場合、酸化チタン粉末中に数十μｍの粗粒が存在すると、配管つまり等の不具合を生じて工程負荷が多くなるばかりか、粉砕時間が長くなることに伴って粉末への負荷が過大となり、結晶性が低下することにより、光触媒性能が低下する可能性がある。
【００１０】
また、例えば、電子材料、特に積層セラミックコンデンサの分野では、酸化チタン粉末中に上記粗大粒子が存在することにより、微粒化のための工程負荷が多くなることに加え、組成比がばらつく原因になる。
【００１１】
湿式法により酸化チタンを製造する方法として、例えば、特許文献１には、無定形酸化チタンゾルを得る前工程で、酸化チタン換算で０．５〜１０重量％の濃度を有する水溶性チタン塩の水溶液を４０〜７５℃に保ちながら、この水溶性チタン塩に含まれる酸根１当量に対して０．０３３〜２当量の割合の水溶性アルカリを１分間で添加することにより、４．５〜６．５のｐＨを有する水酸化チタンの水性スラリーを形成させる工程が記載されている。しかしながら、この方法では、１０μｍ以上の粗大粒子が生成してしまうばかりか、得られる酸化チタン粒子が不定形であるという難点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２０８２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような状況下、本発明は、数十μｍ以上の粒径を有する粒子の存在割合が低く、小粒径の粒子の存在割合が高いという優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末を、簡便かつ低コストに製造する方法を提供し、また、優れた粒径分布を有する酸化チタン粉末および酸化チタン粉末分散液を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記技術課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液に対し、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加し、反応させることにより得た酸化チタン含有スラリーから酸化チタン粉末を作製することにより、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明は、
（１）ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液に対し、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成することを特徴とする酸化チタン粉末の製造方法、
（２）酸化チタンの析出速度が１分あたり１．０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する上記（１）に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（３）スラリー中の酸化チタン濃度が６０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する上記（１）または（２）に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（４）スラリーのｐＨが３．５〜４．５の範囲になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（５）チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加し、反応させる液の温度を８０℃以下に制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成する上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（６）チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始後、２時間以上経過した後に、生成したスラリーの一部または全部を分離する上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（７）チタン塩水溶液の添加量とアルカリ水溶液の添加量がチタン塩とアルカリの中和当量に相当する量になるように、各水溶液を添加する上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（８）チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を、添加開始後、反応が終了するまでそれぞれ連続して添加する上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のアナターゼ型酸化チタン粉末の製造方法、
（９）チタン塩水溶液が、四塩化チタン水溶液である上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（１０）アルカリ水溶液が、アンモニア水溶液または金属アルカリ水溶液である上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（１１）ｐＨが１．７〜２．５の酸性水溶液に対し、反応させる液の温度が５０〜８０℃になるように制御しつつ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液を添加して反応させ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始後２〜３．５時間経過した後に、生成したスラリーの一部または全部を分離する上記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末の製造方法、
（１２）粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合が５ｖｏｌ％以下であることを特徴とする酸化チタン粉末、
（１３）粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合が０．０５ｖｏｌ％以下である上記（１２）に記載の酸化チタン粉末、
（１４）酸化チタンがアナターゼ型である上記（１２）または（１３）に記載の酸化チタン粉末、および
（１５）上記（１２）〜（１４）のいずれか１項に記載の酸化チタン粉末を含むことを特徴とする酸化チタン粉末分散液、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、数十μｍ以上の粒径を有する粒子の存在割合が低く、小粒径の粒子の存在割合が高いという優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末を、簡便かつ低コストに製造する方法を提供することができ、また、優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末および酸化チタン粉末分散液を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
先ず、本発明の酸化チタン粉末の製造方法について説明する。
【００１８】
本発明の酸化チタン粉末の製造方法は、ｐＨ１．７〜４．５の水溶液に対し、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の方法においては、ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液を使用する。この酸性水溶液の量は特に制限されないが、後述する酸化チタンの析出速度、スラリー中の酸化チタン濃度が好ましい範囲となるように調整することが好ましい。具体的には、上記酸性水溶液の量（ｍｌ）が、チタン分の添加速度（ｇ／ｍｉｎ）の５００〜１００００倍になるように調整することが適当である。なお、上記チタン分の添加速度は、チタン塩水溶液の添加速度（ｇ／ｍｉｎ）×チタン塩水溶液中のチタン濃度（ｇ／ｇ）により求められる。
【００２０】
ｐＨ１．７〜４．５の酸性水溶液としては、特に限定されないが、例えば、酸や強酸のチタン塩を加えて所望ｐＨに調整してなる水溶液を挙げることができ、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの酸や、三塩化チタン、四塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニル等の強酸のチタン塩を加えて、所望ｐＨに調整してなる水溶液が好ましい。
【００２１】
上記酸性水溶液のｐＨは、１．７〜４．５である。上記ｐＨが３〜４．５であると、後述する酸化チタン含有スラリーのｐＨを３．５〜４．５に制御する上で好ましく、また、上記ｐＨが１．７〜２．５であると、より小粒径の酸化チタン粉末を生成し易くなるため好ましい。
【００２２】
上記酸性水溶液のｐＨが１．７〜４．５の範囲内にあることにより、生成するスラリーに含まれる粒径１０μｍ以上の酸化チタン粒子の含有割合を低減することができ、例えば、生成するスラリー中に含まれる粒径１０μｍ以上の酸化チタン粒子の含有割合を５ｖｏｌ％以下とすることができる。
【００２３】
本発明の方法においては、上記酸性水溶液に対して、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液をそれぞれ逐次添加して、両者を反応させる。
【００２４】
チタン塩水溶液に含まれるチタン塩としては、四塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニル、チタンアルコキシド等の四価のチタン塩等を挙げることができ、これらのうち、経済性や入手容易性を考慮すると、四塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニルが好ましい。また、上記チタン塩として、上記四価のチタン塩と、三塩化チタン、第一硫酸チタン等の三価のチタン塩とを併用してもよい。
【００２５】
また、アルカリ水溶液に含まれるアルカリとしては、例えば、アンモニア、アルカリ金属等を挙げることができ、アルカリ金属としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
【００２６】
上記チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の濃度は、特に限定されないが、添加する水溶液にそれぞれ含まれるチタン塩とアルカリの量が、中和当量に相当する量になるように、チタン塩水溶液の添加量とアルカリ水溶液の添加量を制御しつつ、各水溶液を添加することが好ましい。
【００２７】
また、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液は、添加開始後、反応を終了するまでそれぞれ連続して添加してもよいし、断続的に添加してもよいが、連続して添加することが好ましい。
【００２８】
チタン塩水溶液とアルカリ水溶液の添加時および添加後においては、反応を促進するために、添加液を攪拌処理することが好ましい。
【００２９】
本発明の方法においては、スラリー中の酸化チタンの析出速度が１分あたり１．０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することが好ましく、１分あたり０．７ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することがより好ましく、１分あたり０．３５ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することがさらに好ましい。
【００３０】
酸化チタンの析出速度が１分あたり１．０ｇ／Ｌ以下になるように制御することにより、粒径が１０μｍ以上である酸化チタン粒子の生成を抑制しつつ、微小な粒径を有する酸化チタン粒子を析出することができる。
【００３１】
なお、本明細書において、ある時点における酸化チタンの析出速度は、「その時点から３０分前からその時点までの間に析出した酸化チタン重量（ｇ）／スラリー量（Ｌ）／３０分」により算出される値を意味する。
【００３２】
例えば、チタン塩水溶液として四塩化チタン水溶液を用い、アルカリ水溶液としてアンモニア水溶液を用いて酸化チタン含有スラリーを生成したときの、反応開始後３０分時点における酸化チタンの析出速度を算出するための酸化チタン重量（ｇ）とスラリー量（Ｌ）は、以下のように求めることができる。
【００３３】
すなわち、酸化チタン重量（ｇ）を二酸化チタン（ＴｉＯ２）重量に換算した場合、チタンの原子量が４７．９、二酸化チタンの分子量が７９．９（４７．９＋１６×２）であることから、
酸化チタン重量（ｇ）＝（（四塩化チタン水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×３０（ｍｉｎ）×四塩化チタン水溶液中のチタン濃度（ｇ／ｇ）×（７９．９／４７．９）により算出することができ、
四塩化チタン水溶液の１ｇ当たりの体積（ｍＬ）をｄＴｉＣｌ４（ｍＬ／ｇ）、アンモニア水溶液の１ｇ当たりの体積（ｍＬ）をｄＮＨ３（ｍＬ／ｇ）とした場合、
スラリー量（Ｌ）＝（初水投入量（ｍＬ）＋四塩化チタン水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×３０（ｍｉｎ）×ｄＴｉＣｌ４（ｍＬ／ｇ）＋アンモニア水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×３０（ｍｉｎ）×ｄＮＨ３（ｍＬ／ｇ））／１００により算出することができる。
【００３４】
また、本発明の方法においては、スラリー中の酸化チタン濃度が６０ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ、酸化チタン含有スラリーを生成することが好ましく、３７ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ、酸化チタン含有スラリーを生成することがより好ましく、２８ｇ／Ｌ以下になるように制御しつつ、酸化チタン含有スラリーを生成することがさらに好ましい。
【００３５】
スラリー中の酸化チタン濃度が６０ｇ／Ｌ以下になるように制御することにより、粒径が１０μｍ以上である酸化チタン粒子の生成を抑制しつつ、微小な粒径を有する酸化チタン粒子を析出することができる。
【００３６】
なお、本明細書において、スラリー中の酸化チタン濃度は、「生成した酸化チタン重量（ｇ）／スラリー量（Ｌ）」により算出される値を意味する。
【００３７】
例えば、チタン塩水溶液として四塩化チタン水溶液を用い、アルカリ水溶液としてアンモニア水溶液を用いて酸化チタン含有スラリーを生成したときの、ある時点における酸化チタン濃度を算出するための酸化チタン重量（ｇ）とスラリー量（Ｌ）は、以下のようにして求めることができる。すなわち、酸化チタン重量を二酸化チタン（ＴｉＯ２）重量に換算した場合、チタンの原子量が４７．９、二酸化チタンの分子量が７９．９（４７．９＋１６×２）であることから、四塩化チタン水溶液の添加時間をＴ分間とすると、
酸化チタン重量（ｇ）＝（（四塩化チタン水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×Ｔ（ｍｉｎ）×四塩化チタン水溶液中のチタン濃度（ｇ／ｇ）×（７９．９／４７．９）により算出することができ、
四塩化チタン水溶液の１ｇ当たりの体積（ｍＬ）をｄＴｉＣｌ４（ｍＬ／ｇ）、アンモニア水溶液の１ｇ当たりの体積（ｍＬ）をｄＮＨ３（ｍＬ／ｇ）とした場合、
スラリー量（Ｌ）＝（初水投入量（ｍＬ）＋四塩化チタン水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×Ｔ（ｍｉｎ）×ｄＴｉＣｌ４（ｍＬ／ｇ）＋アンモニア水溶液流量（ｇ／ｍｉｎ）×Ｔ（ｍｉｎ）×ｄＮＨ３（ｍＬ／ｇ））／１００により算出することができる。
【００３８】
本発明の方法においては、スラリーのｐＨが２〜４．５の範囲になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することが好ましく、３．５〜４．５になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することがより好ましく、３．８〜４．２になるように制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することがさらに好ましい。
【００３９】
特に、本発明の方法においては、酸化チタンの析出速度が１分あたり０．７ｇ／Ｌ以下、スラリー中の酸化チタン濃度が４０ｇ／Ｌ以下、酸化チタン含有スラリーのｐＨが３．５〜４．５の範囲になるように制御することにより、粒径が１０μｍ以上である酸化チタン粒子の生成を効果的に抑制しつつ、微小な粒径を有する酸化チタン粒子を析出することができ、例えば、生成するスラリー中に含まれる粒径１０μｍ以上の酸化チタン粒子の含有割合を０．０５ｖｏｌ％以下とすることができる。
【００４０】
上記酸化チタンの析出速度、スラリー中の酸化チタン濃度および酸化チタン含有スラリーのｐＨは、例えば、上記酸性水溶液のｐＨ、酸性水溶液の液量、チタン塩水溶液濃度、アルカリ水溶液濃度、チタン塩水溶液添加量およびアルカリ水溶液の添加量を調整することにより、制御することができる。また、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液以外に、適宜、水、酸、アルカリ等を別途添加して、その濃度や添加量を調整することによっても制御することができる。
【００４１】
例えば、チタン塩水溶液として四塩化チタン水溶液を用い、アルカリ水溶液としてアンモニア水溶液を用いた場合、両水溶液に含まれるチタン塩とアンモニアが中和当量となるように、それぞれの水溶液を添加して反応させた場合、得られる酸化チタン含有スラリーのｐＨは４程度となる。このため、ｐＨを１．７〜４．５に調整した酸性水溶液に対して、チタン塩水溶液の添加量とアルカリ水溶液の添加量を、チタン塩とアルカリの中和当量に相当する量になるように添加することにより、生成するスラリーのｐＨを３．５〜４．５の範囲に制御することができる。
【００４２】
本発明の方法においては、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加し反応させる液の温度を８０℃以下に制御しつつ酸化チタン含有スラリーを生成することが好ましい。上記液の温度は４０〜８０℃に制御することがより好ましく、特に、上記液の温度が５０〜８０℃であると、小粒径の酸化チタン粉末を得やすくなる。上記液温が８０℃を超えると、チタン塩とアルカリの中和反応に伴う発熱が大きくなり、揮発成分が多くなるため、安定した反応を行い難くなる。
【００４３】
本発明の方法においては、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始後、２時間以上経過した後に、生成した酸化チタン含有スラリーの一部または全部を分離することが好ましい。スラリーを分離する時期は、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加を開始してから５時間以上経過した後であることがより好ましいが、例えば、出発原料である酸性水溶液としてｐＨが１．７〜２．５の範囲にあるものを用いる場合等は、粒径の小さな酸化チタン粉末を短時間で生成し得るため、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始から２〜３．５時間経過した後に生成した酸化チタン含有スラリーの一部または全部を分離することが好ましい。
【００４４】
添加開始から２時間以上経過後にスラリーを分離することにより、スラリー中に含まれる粒径１０μｍ以上の粗大粒子の含有割合を低減することができる。
【００４５】
本発明の方法においては、例えば、ｐＨが１．７〜２．５の酸性水溶液に対し、反応させる液の温度が５０〜８０℃になるように制御しつつ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液を添加して反応させ、チタン塩水溶液およびアルカリ水溶液の添加開始から２〜３．５時間経過した後に、生成したスラリーの一部または全部を分離することにより、微細な粒径を有する酸化チタン粉末を製造することができる。
【００４６】
スラリーの分離は、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液の添加を終了した上で濾過等の手段を用いて行ってもよいし、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加しつつ、生成したスラリーの一部または全部を抜き出すことによって行ってもよい。チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加しつつ、生成したスラリーの一部を抜き出した場合には、スラリー中の酸化チタン濃度を所定濃度以下に制御して、粒径が１０μｍ以上である酸化チタン粒子の生成を抑制しつつ、微小な粒径を有する酸化チタン粒子を連続して析出させることができる。
【００４７】
本発明の方法において、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を添加し、反応させる雰囲気は特に制限されず、大気圧雰囲気下で行うことが、特別な設備を要しない点で好ましい。
【００４８】
チタン塩水溶液とアルカリ水溶液の添加終了後、生成した酸化チタン含有スラリーは、スラリーの温度を室温〜８０℃に保ったまま撹拌を続けることにより、熟成を行うこともできる。
【００４９】
得られた酸化チタン含有スラリーに対して、従来公知の固液分離処理および乾燥処理を施すことにより、酸化チタン粉末を得ることができる。
【００５０】
固液分離処理方法としては、濾過、遠心分離等の方法を挙げることができ、必要に応じて、酸化チタンと共存しているアルカリ塩の洗浄を行ってもよい。
【００５１】
乾燥処理方法としては、例えば、乾燥器等の乾燥装置、マッフル炉、カンタル炉等の焼成炉を用いる方法が挙げられる。
【００５２】
酸化チタン含有スラリーの乾燥温度は８０〜１５０℃が好ましく、乾燥温度が８０℃未満であると、水分を十分に除去することができず、また、１５０℃を超えると、粗粒の含有割合が増加する。乾燥時間は、上記温度範囲で水分を除去できる時間を適宜選択すればよい。
【００５３】
本発明の方法により作製される酸化チタン粉末は、微細であり、また粒径が１０μｍ以上である粗大粒子の含有割合が小さく、さらに不純物が少ないことから、粉砕などの後処理で配管つまり等の不具合が発生しにくく、工程負荷を低減し得るものである。従って、本発明の方法により得られる酸化チタン粉末は、光触媒や電子材料などの製造材料として、固体状あるいは適切な溶媒に分散し酸化チタンスラリー状として有効に用いることができる。
【００５４】
本発明の方法により得られる酸化チタン粉末は、アナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましく、ルチル化率で２０％以下、または１０％以下であるアナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましい。
【００５５】
次に、本発明の酸化チタン粉末について説明する。
【００５６】
本発明の酸化チタン粉末は、粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合が５ｖｏｌ（容量）％以下であることを特徴とするものであり、粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合は、０．０５ｖｏｌ％以下であるものがより好適である。
【００５７】
本明細書において、粒径１０μｍ以上の粒子の含有割合は、レーザー回折式の粒度分布により得られるものを意味し、具体的には、トミー工業株式会社製超音波分散機ＵＤ−２００を用い出力８０Ｗにて３分間超音波分散処理した後、コールター社製粒度分布測定装置ＬＳ２３０を用いて、分散媒である純水と、分散剤である０．２５％ヘキサメタ燐酸ソーダを用いることにより、測定、算出することができる。
【００５８】
本発明の酸化チタン粉末は、アナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましく、ルチル化率で２０％以下、または１０％以下であるアナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましい。
【００５９】
本発明において、ルチル化率は、ＡＳＴＭ  Ｄ３７２０−８４の方法に従いＸ線回折測定を行い、ルチル型結晶酸化チタンの最強回折線（面指数１１０）のピーク面積（Ｉｒ）と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強回折線（面指数１０１）のピーク面積（Ｉａ）を求め、次式により算出して求めたものを意味する。
【００６０】
ルチル化率（重量％）＝１００−１００／（１＋１．２×Ｉｒ／Ｉａ）
式中、上記ピーク面積（Ｉｒ）及びピーク面積（Ｉａ）は、Ｘ線回折スペクトルの該当回折線におけるベースラインから突出した部分の面積を指し、その算出は公知の方法で行えばよく、例えば、コンピュータ計算、近似三角形化などの手法を用いることができる。
【００６１】
本発明の酸化チタン粉末は、本発明の酸化チタン粉末の製造方法により好適に製造することができる。
【００６２】
次に、本発明の酸化チタン粉末分散液について説明する。
【００６３】
本発明の酸化チタン粉末分散液は、本発明の酸化チタン粉末を含むことを特徴とするものである。
【００６４】
本発明の酸化チタン粉末分散液は、本発明の酸化チタン粉末を水または有機溶媒により分散させたものであり、必要に応じて分散剤等を含むことができる。
【００６５】
本発明の酸化チタン粉末分散液中に含まれる酸化チタン粉末は、アナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましく、ルチル化率で２０％以下、または１０％以下であるアナターゼ型酸化チタン粉末であることが好ましい。
【００６６】
本発明の酸化チタン粉末分散液中における酸化チタン粉末の含有割合は、その用途等に応じて適宜決定することができる。
【００６７】
本発明の酸化チタン、酸化チタン粉末分散液は、例えば、光触媒用材料、誘電体原料、顔料用、太陽電池用材料、シリコーンゴム添加剤、化粧品原料として好適に用いることができる。
【実施例】
【００６８】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
（実施例１）
攪拌機を備えた貯槽中に、出発液として、四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）でｐＨ４に調整した１２５０ｍＬ、６０℃の酸性水溶液を用意した。
【００６９】
上記貯槽中に、攪拌機により５０ｒｐｍで攪拌しながら、四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）とアンモニア水溶液（アンモニア濃度：５．６質量％）とを、中和当量になるように、それぞれ添加速度が５．５５ｇ／分および５．４７ｇ／分となるように連続して添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成した。このとき、添加、反応時間は５時間とし、四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液を添加した反応液の温度が６０℃を維持するように調整した。
【００７０】
本実施例で用いた四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）とアンモニア水溶液（アンモニア濃度：５．６質量％）とを、中和当量になるように添加した液のｐＨは４であるため、添加、反応中の酸化チタン含有スラリーのｐＨは、ｐＨ４で推移した。
【００７１】
得られた酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであった。また、反応開始後３０分時点におけるスラリー中の酸化チタンの析出速度は、１分あたり０．３０ｇ／Ｌであり、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００７２】
次いで、得られた酸化チタンスラリーを濾過し、酸化チタン量に対して６倍の純水で希釈し、洗浄を行う操作を３回繰り返した。
【００７３】
上記濾過、洗浄後の酸化チタンケーキをテフロン（登録商標）製バットに入れ、卓上乾燥機にて１１０℃、１６時間乾燥処理を行うことにより、酸化チタン粉末を得た。
【００７４】
得られた酸化チタン粉末に対し、以下のとおり、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００７５】
（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率測定
下記の装置を用い、以下の条件にて、得られた酸化チタン粉末の、平均粒径Ｄ５０（体積積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（μｍ））、最大粒径Ｄ１００（体積積算粒度分布における積算粒度で１００％の粒径（μｍ））および粒径１０μｍ以上の粒子含有率を測定した。
粒度分布測定装置  ＬＳ２３０（コールター社製）
分散媒            純水
分散剤            ０．２５％ヘキサメタ燐酸ソーダ
超音波分散        トミー工業株式会社製ＵＤ−２００で出力８０Ｗにて３分間分散。
【００７６】
（２）結晶型測定
下記の装置を用い、以下の条件にて、得られた酸化チタン粉末の結晶型を測定した。
回折装置          ＲＩＮＴ/Ｕｌｔｉｍａ+（株式会社リガク製）
Ｘ線管球          Ｃｕ
管電圧・管電流    ４０ｋＶ、２０ｍＡ
スリット          ＤＳ-ＳＳ：１度、ＲＳ：０．３ｍｍ
スキャンスピード  ５°／ｍｉｎ.
測定範囲          ２０°〜４０°
モノクロメータ    グラファイト
測定間隔          ０．０２度
計数方法          定時計数法
得られたアナターゼ型酸化チタンの（１０１）面の回折ピークより、その半価幅を求め、結晶型を特定した。ルチル化率は上述した式により求め、２０％以下のものをアナターゼ型として評価した。
【００７７】
（３）比表面積測定
ＢＥＴ方法により測定した。前処理の脱気条件は１１０℃、３０分とした。
【００７８】
（実施例２）
実施例１の出発液のｐＨを３．５とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、３．５から４へ推移した。
【００７９】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００８０】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００８１】
（実施例３）
実施例１の出発液のｐＨを３とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、３から４へ推移した。
【００８２】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００８３】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００８４】
（実施例４）
実施例１の出発液のｐＨを２とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【００８５】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００８６】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００８７】
（比較例１）
実施例１の出発液のｐＨを４．８とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、４．８から４へ推移した。
【００８８】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００８９】
（比較例２）
実施例１の出発液のｐＨを６とした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、６から４へ推移した。
【００９０】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００９１】
（比較例３）
実施例１の出発液のｐＨをアンモニア水を用いて８に調整した以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、８から４へ推移した。
【００９２】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【００９３】
（実施例５）
実施例１における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を５時間から３時間に変更した以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を得た。
【００９４】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２７ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００９５】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００９６】
（実施例６）
実施例１の出発液の量を５００ｍＬ、四塩化チタン水溶液の添加速度を１１．１ｇ／分、アンモニア水溶液の添加速度を１１ｇ／分の速度に変更した以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【００９７】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は４２ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．８４ｇ／Ｌであり、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【００９８】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【００９９】
（実施例７）
実施例１の出発液の量を２５００ｍＬ、四塩化チタン水溶液の添加速度を１１．１ｇ／分、アンモニア水溶液の添加速度を１０．９ｇ／分に変更した以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を作製した。
【０１００】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は３８ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１０１】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１０２】
（実施例８）
実施例１の出発液の量を２５００ｍＬとした以外は、実施例１と同様にして酸化チタン粉末を作製した。
【０１０３】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は２５ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．１７ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１０４】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１０５】
（実施例９）
実施例１において、反応開始から終了までの反応液の温度を２５℃に維持した以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【０１０６】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１０７】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１０８】
（実施例１０）  
実施例１において、反応開始から終了までの反応液の温度を４０℃に維持した以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【０１０９】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１１０】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１１１】
（実施例１１）
実施例１において、反応開始から終了までの反応液の温度を８０℃に維持した以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【０１１２】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１１３】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１１４】
（実施例１２）  
四塩化チタン水溶液として、チタン濃度が３．５質量％であるものを用い、アンモニア水溶液として、アンモニア濃度が２０質量％であるものを用い、四塩化チタン水溶液の添加速度を９．５ｇ／分、アンモニア水溶液の添加速度を１．６ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【０１１５】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は３５ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１１６】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１１７】
（実施例１３）   
四塩化チタン水溶液として、チタン濃度が９質量％であるものを用い、アンモニア水溶液として、アンモニア濃度が４．２質量であるものを用い、四塩化チタン水溶液の添加速度を３．７ｇ／分、アンモニア水溶液の添加速度を７．４ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にして、酸化チタン粉末を作製した。
【０１１８】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は３０ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２９ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１１９】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１２０】
（実施例１４）  
実施例１と同様にして、反応開始から５時間が経過するまで、四塩化チタン水溶液とアンモニア水溶液を添加した。
【０１２１】
反応開始から５時間経過後、四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加を継続しつつ、添加貯槽の下部より、１１．０２ｇ／分の速度で（四塩化チタン水溶液の添加速度５．５５ｇ／分とアンモニア水溶液の添加速度５．４７ｇ／分の和と等しい速度で）、酸化チタン含有スラリーの抜きとりを開始した。そして、反応開始後、１５時間経過した時点で反応を終了した。
【０１２２】
反応終了後におけるスラリー中の酸化チタン濃度は３３ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．３０ｇ／Ｌであり、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１２３】
その後、得られた酸化チタンスラリーに対して、実施例１と同様の処理を施すことにより、酸化チタン粉末を得た。
【０１２４】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１２５】
（比較例４）
四塩化チタン水溶液（チタン濃度：４質量％）２２４８ｇを６０℃に加熱し撹拌した後、この水溶液にアンモニア水溶液（アンモニア濃度：５．６質量％）１４７７ｇを１分間かけて添加した。この添加、混合液を更に１時間撹拌して熟成を行った後、乾燥機に入れて、１１０℃で４５時間乾燥した。得られた粉末を水に加え、室温にて、撹拌、ろ過する処理を合計２回繰り返した後、得られた固形分を、１１０℃で乾燥し、酸化チタン粉末を得た。
【０１２６】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型、（３）比表面積を測定した。結果を表１に示す。
【０１２７】
（実施例１５）
攪拌機を備えた貯槽中に、出発液として、四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）でｐＨ２に調整した２１００ｍＬ、６０℃の酸性水溶液を用意した。
【０１２８】
上記貯槽中に、攪拌機により２５０ｒｐｍで攪拌しながら、四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）とアンモニア水溶液（アンモニア濃度：５．６質量％）とを、中和当量になるように、それぞれ添加速度が６．７ｇ／分および６．４ｇ／分となるように連続して添加し、反応させることにより、酸化チタン含有スラリーを生成した。このとき、添加、反応時間は３時間とし、四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液を添加した反応液の温度が６０℃を維持するように調整した。
【０１２９】
本実施例で用いた四塩化チタン水溶液（チタン濃度：５．９質量％）とアンモニア水溶液（アンモニア濃度：５．６質量％）とを、中和当量になるように添加した液のｐＨは４であるため、添加、反応中の酸化チタン含有スラリーのｐＨは、ｐＨ２からｐＨ４へ推移した。
【０１３０】
得られた酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２４ｇ／Ｌであった。また、反応開始後３０分時点におけるスラリー中の酸化チタンの析出速度は、１分あたり０．２３ｇ／Ｌであり、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１３１】
次いで、得られた酸化チタンスラリーを濾過し、酸化チタン量に対して６倍の純水で希釈し、洗浄を行う操作を３回繰り返した。
【０１３２】
上記濾過、洗浄後の酸化チタンケーキをテフロン（登録商標）製バットに入れ、卓上乾燥機にて１１０℃、１６時間乾燥処理を行うことにより、酸化チタン粉末を得た。
【０１３３】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１３４】
（実施例１６）
実施例１５における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を３時間から３．５時間に変更した以外は、実施例１５と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【０１３５】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２６ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１３６】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１３７】
（実施例１７）
実施例１５における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を３時間から２時間に変更した以外は、実施例１５と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【０１３８】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は１９ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１３９】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１４０】
（実施例１８）
実施例１５の出発液のｐＨを２から３に変更した以外は、実施例１５と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、３から４へ推移した。
【０１４１】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２４ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１４２】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１４３】
（実施例１９）
実施例１５の出発液のｐＨを２から４に変更した以外は、実施例１５と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは４で推移した。
【０１４４】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２４ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１４５】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１４６】
（実施例２０）
実施例１７の出発液のｐＨを２から３に変更した以外は、実施例１７と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは３から４へ推移した。
【０１４７】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は１９ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１４８】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１４９】
（実施例２１）
実施例１５における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を３時間から５時間に変更した以外は、実施例１５と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【０１５０】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３０ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１５１】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１５２】
（実施例２２）
実施例１８における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を３時間から５時間に変更した以外は、実施例１８と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、３から４へ推移した。
【０１５３】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３０ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１５４】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１５５】
（実施例２３）
実施例１９における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を３時間から５時間に変更した以外は、実施例１９と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、４で推移した。
【０１５６】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３０ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１５７】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１５８】
（実施例２４）
実施例２１において、四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液を添加した反応液の温度が４０℃を維持するように調整した以外は、実施例２１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは２から４へ推移した。
【０１５９】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は３０ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１６０】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１６１】
（実施例２５）
実施例２４における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を５時間から４．５時間に変更した以外は、実施例２４と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【０１６２】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２８ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１６３】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１６４】
（実施例２６）
実施例２４における四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応時間を５時間から４時間に変更した以外は、実施例２４と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは、２から４へ推移した。
【０１６５】
四塩化チタン水溶液およびアンモニア水溶液の添加、反応終了後における、酸化チタン含有スラリー中の酸化チタン濃度は２７ｇ／Ｌであり、反応開始後３０分時点における酸化チタン析出速度は１分あたり０．２３ｇ／Ｌで、全反応時間を通じて、この析出速度を上回ることはなかった。
【０１６６】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１６７】
（比較例５）
実施例２１の出発液のｐＨを２から１．５に変更した以外は、実施例２１と同様にして酸化チタン粉末を得た。このとき、酸化チタン含有スラリーのｐＨは１．５から４へ推移した。
【０１６８】
得られた酸化チタン粉末に対し、実施例１と同様にして、（１）平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率、（２）結晶型を測定した。結果を表１に示す。
【０１６９】
【表１】
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【０１７０】
表１より、実施例１〜実施例４で得られた結果と比較例１〜比較例３で得られた結果とを対比すると、出発液である酸性水溶液のｐＨが１．７〜４．５の範囲内にある実施例１〜実施例４においては、得られる酸化チタン粉末における平均粒径Ｄ５０が１．１〜１．６μｍ、最大粒径Ｄ１００が７．４〜２０．７μｍ、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が０〜２．５％といずれも小さな値を示すのに対し、出発液のｐＨが４．８〜８の範囲にある比較例１〜３においては、得られる酸化チタン粉末の平均粒径Ｄ５０が２．１〜１２０μｍ、最大粒径Ｄ１００が３０．１〜１３３．７μｍ、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が１６．５〜８９．４％といずれも大きな値を示すことから、出発液のｐＨを１．７〜４．５としつつ、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を加えることにより、粒径１０μｍ以上の粗大粒子の生成を抑制しつつ、微細粒径を有する酸化チタン粒子を高い粒度分布で作製し得ることが分かる。特に出発液である酸性水溶液のｐＨが３以上である場合、後述する実施例１５〜実施例２６の結果を加味して考えると、反応時間を３時間以上とした場合に、得られる酸化チタン粉末における平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が小さくなることがわかる。
【０１７１】
また、実施例１で得られた結果と実施例５〜実施例１１で得られた結果とを対比することにより、上記酸化チタン粒子は、スラリー中の酸化チタンの析出速度が１分あたり１．０ｇ／Ｌ以下になるように制御するか（実施例１、実施例６、実施例８参照）、スラリー中の酸化チタン濃度が６０ｇ／Ｌ以下になるように制御するか（実施例１、実施例５〜実施例８参照）、反応液の温度を８０℃以下に制御する（実施例１、実施例９〜実施例１１参照）ことにより、効果的に得られることが分かる。加えて、出発液である酸性水溶液のｐＨが３〜４．５である場合、反応温度を５０℃〜８０℃とした場合に、得られる酸化チタン粉末における平均粒径Ｄ５０、最大粒径Ｄ１００、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が小さくなることがわかる（実施例１、実施例９〜実施例１１参照）。
【０１７２】
また、表１より、実施例１〜実施例１４で得られた結果と比較例４で得られた結果とを対比することにより、出発液のｐＨを１．７〜４．５としつつ、チタン塩水溶液とアルカリ水溶液を加えるという特有の条件で酸化チタンを作製することにより、粒径１０μｍ以上の粗大粒子の生成を抑制しつつ、微細粒径を有する酸化チタン粒子を高い粒度分布で作製し得ることが分かる。
【０１７３】
さらに、実施例１５〜実施例２６と比較例５とを対比することにより、特に、出発液である酸性水溶液のｐＨが１．７〜２．５の範囲にあり、反応液の温度が５０〜８０℃である場合に、反応時間を２〜３．５時間に制御すると、平均粒径Ｄ５０が０．１〜０．３μｍ、最大粒径Ｄ１００が０．９〜２．７μｍ、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が０％である酸化チタン粉末が得られることが分かる。また、実施例２４〜実施例２６と比較例５とを対比することにより、特に、出発液である酸性水溶液のｐＨが１．７〜２．５の範囲にあり、反応液の温度が５０℃未満である場合に、反応時間を４．５時間以上に制御すると、平均粒径Ｄ５０が０．１μｍ、最大粒径Ｄ１００が２．９μｍ、粒径１０μｍ以上の粒子含有率が０％である酸化チタン粉末が得られることが分かる。
【０１７４】
（実施例２７）
実施例１で得られた酸化チタン粉末１００ｇ、純水８９０ｇ、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤（花王株式会社製  ポイズ５３０）１０ｇを混合して酸化チタンスラリーを作製し、このスラリーを、０．０５μｍジルコニアビーズをメディアとしたビーズミル（アシザワ・ファインテック株式会社製  スターミル  ミニツェア）を用い、回転数２５９０ｒｐｍ、分散処理時間４時間の条件で分散処理を行った。
【０１７５】
その結果、配管の詰まりを発生することなく、酸化チタンスラリーを分散処理して、所望の酸化チタン分散液を得ることができた。
【０１７６】
（比較例６）
実施例１で得られた酸化チタン粉末に代えて比較例１で得られた酸化チタン粉末を用いた以外は、実施例２７と同様にして分散処理を行った。その結果、途中で配管の詰まりが発生し、分散処理ができなかった。
【０１７７】
実施例２７と比較例６とを対比することにより、本発明の酸化チタン粉末分散液は、数十μｍ以上の粒径を有する粒子の存在割合が低く、小粒径の粒子の存在割合が高いことから、光触媒用材料、色素増感型太陽電池用材料、積層セラミックコンデンサの構成部材作製材料等として好適に使用し得ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明によれば、数十μｍ以上の粒径を有する粒子の存在割合が低く、小粒径の粒子の存在割合が高いという優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末を、簡便かつ低コストに製造する方法を提供することができ、また、優れた粒径分布を有し、不純物の含有量の少ない酸化チタン粉末および酸化チタン粉末分散液を提供することができる。