(57)【要約】【課題】可視光を照射したときの光触媒活性が高く、かつ紫外線の中でも特に可視光に近い範囲（ＵＶ−Ａ）の紫外線を照射したときの紫外線遮蔽性に優れた窒素ドープ酸化チタン粉末を高い生産性で大量に生産できる。【解決手段】チタン酸化物粉末をアンモニアガス雰囲気下、８００℃以上１２００℃以下の加熱温度で窒化還元して窒素を８質量％以上含有する酸窒化チタン粉末を製造し、この酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下、５００℃以上７００℃以下の加熱温度で酸化して、窒素を０．２質量％以上０．８質量％以下の割合で含有し、ＣＩＥ １９７６ Ｌ*ａ*ｂ*色空間（測定用光源Ｃ：色温度６７７４Ｋ）における明度指数Ｌ*値が７０以上である窒素含有型酸化チタン粉末を製造する。製造された窒素含有型酸化チタン粉末を粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れて測定をしたときに波長４００ｎｍの光透過率が４０％以下であり、波長５５０ｎｍの可視光透過率が４０％以上８５％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸化物粉末をアンモニアガス雰囲気下、８００℃以上１２００℃以下の加熱温度で窒化還元して窒素を８質量％以上含有する酸窒化チタン粉末を製造し、前記酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下、５００℃以上７００℃以下の加熱温度で酸化して、窒素を０．２質量％以上０．８質量％以下の割合で含有し、ＣＩＥ １９７６ Ｌ*ａ*ｂ*色空間（測定用光源Ｃ：色温度６７７４Ｋ）における明度指数Ｌ*値が７０以上である窒素含有型酸化チタン粉末を製造する方法。
【請求項２】
前記製造された窒素含有型酸化チタン粉末を粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れて測定をしたときに波長４００ｎｍの光透過率が４０％以下であり、波長５５０ｎｍの可視光透過率が４０％以上８５％以下である請求項１記載の窒素含有型酸化チタン粉末の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法により製造された窒素含有型酸化チタン粉末を含む可視光応答型触媒用塗料。
【請求項４】
請求項１又は２記載の方法により製造された窒素含有型酸化チタン粉末を含む紫外線遮蔽用化粧料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光を照射したときの光触媒活性が高く、かつ紫外線の中でも特に可視光に近い範囲（ＵＶ−Ａ：３２０ｎｍ〜４００ｎｍ）の紫外線を照射したときの紫外線遮蔽性に優れた窒素含有型酸化チタン粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を照射したときの光触媒活性が高い可視光型応答型触媒として、酸化チタンに窒素をドープした窒素ドープ型酸化チタンが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、窒素ドープ型酸化チタン粉末の製造方法として、(1)酸化チタンをターゲット材とし、これを窒素ガス雰囲気中で、スパッタリング、蒸着又はイオンプレーティングする方法、(2)酸化チタンをアンモニアガス雰囲気下で熱処理する方法、(3)窒素原子を含むガスのプラズマ中で酸化チタンを処理する方法、或いは(4)酸化チタンに窒素原子をイオン注入法により打ち込む方法等が示される。また、日焼け止めなどの紫外線遮蔽材料としても、当該窒素ドープ型酸化チタンの適用が検討されている。紫外線は大きくＵＶ−Ｂ線（２９０ｎｍ〜３２０ｎｍ）とＵＶ−Ａ線（３２０ｎｍ〜４００ｎｍ）に分類されるが、当該窒素ドープ型酸化チタンはＵＶ−Ａ線を遮蔽する材料として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表特許  ＷＯ０１／０１０５５２（要約、特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される酸化チタンをターゲット材とし、これを窒素ガス雰囲気中で、スパッタリング、蒸着又はイオンプレーティングすることにより、或いは窒素原子を含むガスのプラズマ中で酸化チタンを処理したり、酸化チタンに窒素原子をイオン注入法により打ち込むことにより、それぞれ窒素ドープ型酸化チタン粉末を製造する場合には、スパッタリング装置、蒸着装置、イオンプレーティング装置、プラズマ発生装置又はイオン注入装置を使用するため、生産性が低く、大量生産が難しく、また製造条件により窒素ドープ量、即ち窒素含有量を均一に制御することが難しい問題があった。また酸化チタンをアンモニアガス雰囲気下で熱処理することにより、窒素ドープ型酸化チタン粉末を製造する場合には、高い生産性で量産できる反面、こうした窒素ドープ型酸化チタン粉末、即ち窒素含有型酸化チタン粉末は窒化反応のみならず還元反応により粉末自体が黒色化するため、可視光を照射したときに光吸収が支配的となるため光触媒活性が低く、また塗膜が黒く着色してしまうため透明性の被膜が得られない課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、可視光を照射したときの光触媒活性が高く、かつ紫外線の中でも特に可視光に近い範囲（ＵＶ−Ａ：３２０ｎｍ〜４００ｎｍ）の紫外線を照射したときの紫外線遮蔽性に優れた窒素含有型酸化チタン粉末を高い生産性で大量に生産できる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、窒素を８質量％以上含有する酸窒化チタン粉末を酸化処理して、窒素含有量を０．２質量％以上０．８質量％以下の範囲に制御することにより、可視光応答型触媒として、又は紫外線遮蔽材として好適な窒素含有型酸化チタン粉末を高い生産性で量産できることを知見し、本発明に到達した。
【０００７】
本発明の第１の観点は、チタン酸化物粉末をアンモニアガス雰囲気下、８００℃以上１２００℃以下の加熱温度で窒化還元して窒素を８質量％以上含有する酸窒化チタン粉末を製造し、前記酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下、５００℃以上７００℃以下の加熱温度で酸化して、窒素を０．２質量％以上０．８質量％以下の割合で含有し、ＣＩＥ １９７６ Ｌ*ａ*ｂ*色空間（測定用光源Ｃ：色温度６７７４Ｋ）における明度指数Ｌ*値が７０以上である窒素含有型酸化チタン粉末を製造する方法である。
【０００８】
本発明の第２の観点は、第１の観点の発明に基づく発明であって、製造された窒素含有型酸化チタン粉末を粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れて測定をしたときに波長４００ｎｍの光透過率が４０％以下であり、波長５５０ｎｍの可視光透過率が４０％以上８５％以下である窒素含有型酸化チタン粉末の製造方法である。
【０００９】
本発明の第３の観点は、第１の観点又は第２の観点の方法により製造された窒素含有型酸化チタン粉末を含む可視光応答型触媒用塗料である。
【００１０】
本発明の第４の観点は、第１の観点又は第２の観点の方法により製造された窒素含有型酸化チタン粉末を含む紫外線遮蔽用化粧料である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の観点の方法では、チタン酸化物粉末をアンモニアガス雰囲気下で窒化還元して、この酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下で酸化することにより、窒素含有型酸化チタン粉末を製造するため、窒素含有型酸化チタン粉末を高い生産性で量産することができる。また窒化還元を８００℃以上１２００℃以下の加熱温度で窒化還元して窒素を８質量％以上含有する酸窒化チタン粉末を得た後、酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下、５００℃以上７００℃以下の加熱温度で酸化して、窒素を０．２質量％以上０．８質量％以下の割合で含有する窒素含有型酸化チタン粉末を製造する。通常酸化チタンはバンドギャップエネルギーが３．２ｅＶと大きく、４００ｎｍ以上の可視光照射ではほとんど光触媒反応を示さないが、本発明の窒素含有型酸化チタン粉末は酸化チタンの一部に窒素が含まれることによりバンドギャップが狭まり、波長４００ｎｍの可視光でも光触媒活性が得られる。またＬ*値が７０以上であるため、粉体としては白色度が高く、樹脂などのバインダーに分散した分散体を塗布したコーティング膜では透明性の高い皮膜が得られる。
【００１２】
本発明の第２の観点の方法では、得られた窒素含有型酸化チタン粉末を粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れて波長４００ｎｍの光を照射したときの光透過率が４０％以下であるため、この分散液はＵＶ−Ａの範囲にある紫外線の遮蔽性に優れる。また波長５５０ｎｍの可視光を照射したときの光透過率が４０％以上８５％以下であるため、着色が無く透明性が高い。
【００１３】
本発明の第３の観点の可視光応答型触媒用塗料では、上記窒素含有型酸化チタン粉末を用いることにより、酸化チタンを使用した触媒用塗料よりも可視光照射時の光触媒活性が高い。
【００１４】
本発明の第４の観点の紫外線遮蔽用化粧料では、上記窒素含有型酸化チタン粉末を含むため、波長４００ｎｍのＵＶ−Ａの範囲にある紫外線の遮蔽性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の酸窒化チタン粉末を製造する装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例１と比較例１、３で得られた窒素含有型酸化チタン粉末の粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液における光透過率を示す分光曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明を実施するための形態を説明する。
【００１７】
〔酸窒化チタン粉末の製造〕
本実施形態の酸窒化チタン粉末は、チタン酸化物粉末をアンモニアガス雰囲気下、８００℃以上１２００℃以下の加熱温度で窒化還元して製造される。
【００１８】
（チタン酸化物粉末）
チタン酸化物粉末の平均一次粒子径は５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。５ｎｍ未満の場合、還元反応時の焼結が激しく、微粒子が得られなくなり、２００ｎｍを超えると、５５０ｎｍの透過率が低下する。より好ましいチタン酸化物粉末の平均一次粒子径は、１０ｎｍ〜１８０ｎｍである。上記粉末の平均一次粒子径は、柴田科学社製の装置（ＳＡ−１１００）から測定されたＢＥＴ法による比表面積から算出される。
【００１９】
チタン酸化物粉末としては、ＴｉＯ2の二酸化チタン、水和酸化チタン、含水酸化チタン、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ3Ｏ5などの低次酸化チタンの粉末が挙げられる。アンモニアガス雰囲気下で窒化還元する場合、水分が存在すると、窒化還元反応が進行しにくいため、水和酸化チタン及び含水酸化チタンよりも、水分を含まない二酸化チタンが好ましい。二酸化チタンとしては、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型のいずれの二酸化チタンでもよいが、アナターゼ型二酸化チタンが窒化還元反応が促進しやすく、好ましい。
【００２０】
（無機酸化物被覆のチタン酸化物粉末）
チタン酸化物粉末は表面にシリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機酸化物で被覆したシリカ被覆酸化チタン粉末、アルミナ被覆酸化チタン粉末、ジルコニア被覆酸化チタン粉末等でもよい。こうした無機酸化物で表面を被覆されたチタン酸化物粉末は、上記温度範囲で加熱したときに粒子の焼結が抑制されかつ窒化が促進されやすい。その結果、より微細で窒素含有量の多い酸窒化チタン粉末を得ることができる。特にアナターゼ型酸化チタンを無機酸化物で被覆した場合、窒化還元反応でルチル型の二酸化チタンになりにくく窒化が促進されやすい。
【００２１】
（シリカ被覆酸化チタン粉末の製造方法）
シリカ被覆酸化チタン粉末の製造方法の一例を挙げる。チタン酸化物のスラリーをｐＨ９〜１１の範囲で、７０℃以上１００℃の温度に維持しながら、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のケイ酸塩を添加し、硫酸、塩酸、酢酸、ギ酸等の酸を中和剤として加えて、上記スラリーを中和し、その後、上記温度を維持しながら、５０分以上１２０分間保持する。これにより、シリカ被覆酸化チタン粉末が得られる。シリカ被覆酸化チタン粉末には市販品を用いてもよく、市販のシリカ被覆酸化チタン粉末としては、例えば、昭和電工社製の「マックスライトＴＳ−０１」、「マックスライトＴＳ−０４」、「マックスライトＴＳ−０４３」、「マックスライトＦ−ＴＳ２０」等が挙げられ、またテイカ株式会社製の「ＭＴ・１００ＨＰ」、「ＭＴ・１００ＷＰ」、「ＭＴ・５００ＳＡ」等が挙げられ、更に堺化学工業株式会社製「ＳＴＲ・１００Ａ」、「ＳＴＲ・１００Ｗ」等が挙げられる。
【００２２】
（酸窒化チタン粉末の製造装置と方法）
本実施形態の酸窒化チタン粉末は、例えば図１に示される流動装置により製造される。図１に示すように、この流動装置は、縦型円筒状の反応容器１０と、その周囲に設けられた加熱装置１１と、反応容器の底部に設けられたアンモニアガスの導入室１２と、この導入室に接続されたアンモニアガスの導入管１３と、この導入管を予熱する予熱装置１４と、反応容器１０の内部と導入室１２を仕切るアンモニアガスを通過可能な分散板１５と、反応容器１０の底部に連通し反応生成された粉末を貯留する貯留容器１６と、この貯留容器１６を冷却する冷却器１７とを備える。また反応容器１０の頂部には原料粉末の導入口１８と排気口１９が設けられ、排気口には邪魔板２０を有する排気管２１が接続する。反応容器１０の内部には分散板１５の上方近傍に回転翼２２を有する撹拌機２３が設けられる。更に反応容器１０の底部には開閉弁２４が設けられ、貯留容器２７の底部には開閉弁２５が設けられる。
【００２３】
このように構成された流動装置により、酸窒化チタン粉末を製造するには、先ず導入口１８から上述したチタン酸化物粉末又はシリカ被覆酸化チタン粉末（以下、原料粉末という。）を反応容器１０の内部に導入する。一方アンモニアガスは導入管１３により予熱装置１４で予熱されて導入室１２に導入され、分散板１５を通じて反応容器内部に均一に分散され原料粉末を吹き上げる。これにより反応容器内の原料粉末は流動状態に保持され、撹拌機２３により均一に撹拌される。
【００２４】
反応容器１０は加熱装置１１により８００℃以上１２００℃以下、好ましくは８５０℃以上１１００℃以下の温度で加熱され、原料粉末が窒化還元される。８００℃未満では窒化反応が進行し難く、窒素が８質量％以上含有しない。また１２００℃を超えるとチタン酸化物粉末又はシリカ被覆酸化チタン粉末が焼結し、得られた酸窒化チタン粉末の解砕が困難になる。反応容器内の加熱温度は、アンモニアガスの流量及び原料粉末の導入量に応じて、得られた酸窒化チタン粉末の窒素含有量が８質量％以上になるように、調整される。ここで窒素含有量は、酸窒化チタン中の窒素固溶量であって、粉末１００質量％に対する割合である。予熱装置１４ではアンモニアガスによる還元反応効率を高めるため、６００℃以下の温度に導入管１３が加熱される。なお、チタン酸化物粉末の加熱温度を８００℃未満にして窒素含有量を８質量％未満にするとともに、後述する酸窒化チタン粉末の熱酸化条件を調整して、最終製品である窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量を０．２質量％以上０．８質量％の範囲に入るようにする場合、或いはチタン酸化物粉末の加熱温度を８００℃未満にした後、熱酸化することなく最終製品である窒素含有酸化チタン粉末の窒素含有量を０．２質量％以上０．８質量％以下の範囲に入るようにする場合には、酸化チタンが還元されることにより青黒色に着色され、本発明の特徴ある可視光を照射したときの光触媒活性が高いという効果が得られない。
【００２５】
上記窒化還元反応により、酸窒化チタン粉末が製造される。この酸窒化チタンは、ＴｉＯxＮy（ｘ＜２、ｙ＜１）で表され、本実施形態では、窒素含有量が８質量％以上含有する。この窒素含有量は、酸素・窒素分析装置（ＬＥＣＯ社製、ＯＮ７３６）により測定される。上記流動装置では、窒化還元反応が終了した酸窒化チタン粉末は撹拌機２３を回転しながら、開閉弁２４を開けて冷却した貯留容器１６に貯留される。窒化還元反応が８００℃以上１２００℃以下の温度で行われるため、酸窒化チタン粉末は粉末内部まで均一に窒化還元され、かつ粉末内部は焼結しておらず、容易に元の粉末粒径にハンマーミル、ジェットミル等の解砕機で解砕される。
【００２６】
〔窒素含有型酸化チタン粉末の製造〕
（酸窒化チタン粉末の熱酸化）
上記解砕された酸窒化チタン粉末を酸化性雰囲気下、５００℃以上７００℃以下、好ましくは５００℃以上６５０℃以下の温度で加熱して酸化する、即ち熱酸化する。これにより窒素含有型酸化チタン粉末が製造される。この窒素含有型酸化チタンは、ＴｉＯxＮy（ｘ＜２，ｙ＜１）で表され、本実施形態では、窒素含有型酸化チタン粉末は、窒素含有量が０．２質量％以上０．８質量％であって、Ｌ*値が７０以上である。ここで、酸化性雰囲気とは、酸素、二酸化炭素などの公知の酸化性物質を１０質量％以上含む雰囲気のことであり、簡便性から空気雰囲気が好ましい。この加熱条件は、酸化性雰囲気の酸素含有量、酸窒化チタン粉末の窒素含有量に応じて、最終的に窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量が０．２質量％以上０．８質量％以下になるように、調整される。
【００２７】
酸窒化チタン粉末の加熱装置は、図１に示した流動装置を用いてもよい。その場合、アンモニアガスの代わりに、図１の導入室１２に酸化性気体、例えば空気を導入し、チタン酸化物粉末の代わりに、図１の導入口１８から上記解砕された酸窒化チタン粉末を導入する。加熱装置１１による加熱は５００℃以上７００℃以下に調整される。５００℃未満では、或いは７００℃を超えると、最終的に窒素含有量が０．２質量％以上０．８質量％である窒素含有型酸化チタン粉末が得られない。得られた窒素含有型酸化チタン粉末は粉末内部まで均一に酸化され、かつ粉末内部は焼結しておらず、容易に元の粉末粒径にハンマーミル、ジェットミル等の解砕機で解砕される。
【００２８】
（得られた窒素含有型酸化チタン粉末の特性）
本実施形態で得られた窒素含有型酸化チタン粉末は、窒素含有量が０．２質量％以上０．８質量％以下であって、Ｌ*値が７０以上である。窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量は０．４質量％以上０．７質量％以下であることが好ましく、Ｌ*値は８０以上が好ましい。ここで窒素含有量は、酸化チタン中の窒素固溶量であって、粉末１００質量％に対する割合である。窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量が０．２質量％未満では、窒素含有型酸化チタン粉末の波長４００ｎｍのＵＶ−Ａの範囲にある紫外線の遮蔽性に劣る。また窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量が０．８質量％を超えると、可視光を遮蔽し、かつＬ*値が７０未満となる。また得られた窒素含有型酸化チタン粉末は、粉末濃度０．１質量％で水に分散した水分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れて測定をしたときに波長４００ｎｍの光透過率が４０％以下であり、波長５５０ｎｍの可視光透過率が４０％以上８５％以下である特性を有する。
【００２９】
〔可視光応答型触媒用塗料〕
本実施形態の窒素含有型酸化チタン粉末を用いて可視光応答型触媒用塗料を調製するには、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂バインダー、或いはシリカなどの無機バインダーと、水又はアルコール等の溶媒と、窒素含有型酸化チタン粉末を均一に分散させるための界面活性剤、シランカップリング剤、高分子分散剤等の分散剤とを混合することにより調製される。求められる触媒活性度に応じて、窒素含有型酸化チタン粉末は塗料中、０．１質量％以上３０質量％以下の割合で含有するようにその配合割合が決められる。
【００３０】
〔紫外線遮蔽用化粧料〕
本実施形態の窒素含有型酸化チタン粉末を用いて波長４００ｎｍのＵＶ−Ａの範囲にある紫外線を遮蔽するための化粧料を調製するには、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン等の樹脂バインダーと、着色のための顔料と、水又はアルコール等の溶媒と、窒素含有型酸化チタン粉末を均一に分散させるための界面活性剤、シランカップリング剤、高分子分散剤等の分散剤とを混合することにより調製される。求められる紫外線遮蔽度に応じて、窒素含有型酸化チタン粉末は化粧料中、０．５質量％以上６０質量％以下の割合で含有するようにその配合割合が決められる。
【実施例】
【００３１】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００３２】
＜実施例１＞
ＢＥＴ法により測定される比表面積から算出される平均一次粒子径が１５０ｎｍの原料粉末である市販のアナターゼ型二酸化チタン粉末を図１に示す流動装置の反応容器に導入した。一方、アンモニアガスを流動装置の流動室に導入し、反応容器内の原料粉末を流動状態に保持し、撹拌機により均一に撹拌した。加熱装置により加熱温度は８５０℃に保持した。これにより原料粉末を窒化還元し、流動装置の貯留室に酸窒化チタン粉末を貯えた。次にこの酸窒化チタン粉末をハンマーミルで解砕し、上記流動装置と同型の流動装置の反応容器頂部の導入口から上記解砕された酸窒化チタン粉末を導入した。一方流動装置底部の導入室に空気を導入し、反応容器内の酸窒化チタン粉末を流動状態に保持し、撹拌機により均一に撹拌した。加熱装置により加熱温度を５００℃に保持した。これにより酸窒化チタン粉末を酸化し、流動装置の貯留室に窒素含有型酸化チタン粉末を貯えた。この窒素含有型酸化チタン粉末を実施例１の試料とした。
【００３３】
＜比較例１＞
ＢＥＴ法により測定される比表面積から算出される市販の平均一次粒子径が３０ｎｍの原料粉末であるアナターゼ型二酸化チタン粉末を、窒化還元も酸化もすることなく、比較例１の試料とした。
【００３４】
＜実施例２〜６及び比較例２〜５＞
実施例２〜６及び比較例２〜５では、次の表１に示す平均一次粒子径を有する市販の原料粉末であるアナターゼ型二酸化チタン粉末を表１に示す温度で窒化還元して酸窒化チタン粉末を製造し、これらの粉末を更に表１に示す温度で加熱した。それ以外は、実施例１と同様にして、窒素含有型酸化チタン粉末を得た。これらの窒素含有型酸化チタン粉末を実施例２〜６及び比較例２〜５の試料とした。
【００３５】
＜実施例７＞
実施例７では、市販の平均一次粒子径１０ｎｍのシリカ被覆酸化チタン粉末を原料粉末として用いた。この粉末を８５０℃の温度で窒化還元して酸窒化チタン粉末を製造し、この粉末を更に５００℃の温度で酸化した。それ以外は、実施例１と同様にして、窒素含有型酸化チタン粉末を得た。この窒素含有型酸化チタン粉末を実施例７の試料とした。
【００３６】
＜比較例６、７＞
比較例６及び７では、表１に示す平均一次粒子径を有する原料粉末であるアナターゼ型二酸化チタン粉末を表１に示す温度で窒化還元して酸窒化チタン粉末を製造した。この還元粉末を５００℃焼成して熱酸化したものを比較例６の試料とし、この還元粉末を熱酸化しないものを比較例７の試料とした。
【００３７】
実施例１〜７及び比較例１〜７の原料粉末である酸化チタン粉末の平均一次粒子径、その窒化還元温度及び酸窒化チタン粉末の酸化温度を次の表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
＜比較試験と評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜７で得られた試料を、以下に詳述する方法で、(1) 酸窒化チタン粉末の酸化前後の窒素含有量、(2) 窒素含有型酸化チタン粉末のＬ*値、(3)窒素含有型酸化チタン粉末のアセトアルデヒド分解能力、及び(4) 粉末濃度０．１質量％の水分散液における波長４００ｎｍと波長５５０ｎｍの各光透過率を測定した。それぞれの測定結果を表１に示す。また実施例１と比較例１、３で得られた試料の粉末濃度０．１質量％に分散した分散液における光透過率を示す分光曲線を図２に示す。
【００４０】
(1) 酸窒化値含粉末の酸化前後の窒素含有量は、酸化前後の試料を酸素・窒素分析装置（ＬＥＣＯ社製、ＯＮ７３６）により測定した。
【００４１】
(2) 窒素含有型酸化チタン粉末のＬ*値は、日本電色社製のカラーコンピュータ（ＳＥ７７００）を用いて測定した。
【００４２】
(3) アセトアルデヒド分解能力は、テドラーバッグにアセトアルデヒド及び試料である粉末５ｇを封入し、これに１００Ｗの蛍光灯（波長４１０ｎｍ以上）を１時間照射した後のアセトアルデヒドの減少量を、検知管を用いて測定した。減少量が８０％以上であるものを「良好」とし、８０％未満であるものを「不良」とした。
【００４３】
(4) 粉末濃度０．１質量％の水分散液における光透過率の測定は、先ず、実施例１〜７及び比較例１〜７で得られた試料を循環式横型ビーズミル（メディア：ジルコニア）にそれぞれ別々に入れ、カルボン酸系分散剤を添加して、水中での分散処理を行った。次いで得られた１４種類の分散液を１５０倍に希釈し粉末濃度を０．１質量％に調整した。この希釈した分散液を光路長１ｍｍのガラスセルに入れ、各試料の光透過率を日立ハイテクフィールディング((株)（ＵＨ−４１５０）を用い、波長２４０ｎｍから１３００ｎｍの範囲で測定し、波長４００ｎｍと、波長５５０ｎｍにおける各光透過率（％）を求めた。波長４００ｎｍの光透過率が４０％以下であるときを紫外線遮蔽性が「有り」とし、４０％を超えるときを紫外線遮蔽性が「無し」とした。また波長５５０ｎｍの光透過率が４０％以上８５％以下であるときを可視光透過性が「有り」とし、この範囲外のときを可視光透過性が「無し」とした。
【００４４】
表１から明らかなように、比較例１では、窒化還元も酸化も行わない試料粉末であったため、紫外線遮蔽性も光触媒活性も示さなかった。
【００４５】
比較例２、５、６では、熱酸化後の窒素含有量が０．１質量％又は０．１質量％未満と少な過ぎたため、紫外線遮蔽性も光触媒活性も示さなかった。
【００４６】
比較例３、４では、熱酸化後の窒素含有量が１．１質量％又は０．９質量％と多過ぎたため、紫外線遮蔽性はあるものの、光触媒活性は示さなかった。比較例３、４の試料は、波長５５０ｎｍの光照射で着色していたための光吸収が生じた。この光吸収は光触媒とは別であった。
【００４７】
比較例７では、試料粉末の窒素含有量が０．８質量％であり、本発明の範囲に入るが、粉末色が青黒色と着色しており光触媒活性を示さず、また波長５５０ｎｍの吸収があり着色していた。
【００４８】
これに対して、実施例１〜７では、最終製品の窒素含有型酸化チタン粉末の窒素含有量は０．２質量％〜０．８質量％であって、Ｌ*値が７０〜８５であるため、粉末濃度０．１質量％の水分散液における波長４００ｎｍの光透過率が１９％〜４０％であり、ＵＶ−Ａの範囲にある紫外線を遮蔽した。また波長５５０ｎｍの透過率が４１％〜８４％であり、可視光を透過した。その結果、実施例１〜７における最終製品の窒素含有型酸化チタン粉末は、可視光を照射したときの光触媒活性はすべて「有り」であり、紫外線を照射したときの紫外線遮蔽性もすべて「有り」であった。また実施例１〜７の最終製品の窒素含有型酸化チタン粉末は、可視光を透過するため、塗膜が透明となった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の窒素含有型酸化チタン粉末は、抗菌作用、消臭作用のある可視光応答型触媒用塗料や、日焼け止め作用のあるＵＶ−Ａの範囲にある紫外線の遮蔽用化粧料等に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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