(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の２つの工程：
１．１つの水溶性のチタン化合物および１つの水溶性のリン化合物を、６〜８の範囲におけるｐＨで、少なくとも０．０１から最大１０．０までの範囲のチタン化合物におけるＴｉ原子のモル数に対するリン化合物のモル数の比で、水性媒体中で混合し、リン化合物をチタン化合物の添加の前に水性媒体に添加し、それにより二酸化チタン前駆体を形成すること、および
２．単一の焼成工程として８００℃〜１４００℃の範囲における温度で二酸化チタン前駆体を焼成すること、
により、対応する円直径の等価体によると１０〜２００μｍの範囲の粒径を有する単結晶ＴｉＯ２フレークを製造する方法。
【請求項２】
混合工程において融剤が存在し、
該融剤は、少なくとも１．０から最大３０までの範囲のチタン化合物におけるＴｉ原子のモル数に対する融剤のモル数の比で、８００℃以上の融解温度を示し、得られるＴｉＯ２の融解温度に達しない金属塩であり、
ここで融剤をチタン化合物の添加の後に添加し、焼成工程において得られた生成物を４０〜１００℃の範囲における温度を有する水で処理する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
融剤がＮａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、ＮａＣｌおよびＫＣｌの１または２以上から選択される化合物であり、ただし、ＫＣｌがＮａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４およびＮａＣｌの少なくとも１つとの組み合わせにおいて使用される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
方法が焼成工程の前に二酸化チタン前駆体の乾燥を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
焼成が酸素含有雰囲気において行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
チタン化合物が四塩化チタン、硫酸チタニル、硫酸チタンおよび三塩化チタンの１または２以上から選択される化合物である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
リン化合物がリン酸三ナトリウム、五酸化リン、リン酸、亜リン酸およびリン酸三カリウムの１または２以上から選択される化合物である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ルチル結晶構造を有し、対応する円直径の等価体によると１０〜２００μｍの範囲の粒径を有し、およびフレークの最大表面で見られるとき、文字「Ｖ」または三角の形を有する、単結晶ＴｉＯ２フレーク。
【請求項９】
塗料、インク、コーティング組成物、プラスチックまたは化粧品における、請求項８に記載の単結晶ＴｉＯ２フレークの使用。
【請求項１０】
顔料、光触媒、色素増感太陽電池のためのホスト材料、ＵＶ吸収剤または撥水剤としての、請求項９に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
１．発明の分野
本発明は、単結晶ＴｉＯ２フレークの製造方法、この方法により製造される単結晶ＴｉＯ２フレークならびにそれらの使用、特に顔料としての使用、に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の記載
二酸化チタン（ＴｉＯ２）は、顔料、光触媒、太陽電池、ＵＶ吸収剤および撥水剤などの様々な分野において広く用いられており、ＴｉＯ２、特にルチル結晶形における、を製造する適切な方法を見出すために様々な方法が開発されている。
【０００３】
例えば、特開昭５８−８８１２１号公報（特許文献１）は、特定の結晶軸方向において成長するルチル型の二酸化チタン粒子を得るための方法であって、フラックス法により得られるチタン酸カリウム（Ｋ２Ｏ．ｎＴｉＯ２）繊維を酸で処理してＴｉＯ２−粒子含有の針形状の水をもたらし、続いて非常に小さい粒子サイズのルチルＴｉＯ２−針を与えるために熱処理する、前記方法を開示する。
【０００４】
特開平４−１４４９１８号公報（特許文献２）は、有機溶媒にチタンアルコキシドおよび有機アルカリ物質を溶解すること、平滑面上にこの溶液をコーティングすること、続く加水分解、乾燥、剥離、および焼成工程によりベルト上のフィルムを形成すること、により薄片状の二酸化チタン粒子を得るための方法を開示する。
【０００５】
特開平７−１５７３１２号公報（特許文献３）は、融剤の存在下での溶解法により得られたジチタン酸カリウム繊維の酸処理により薄片状の二酸化チタンを得るための方法であって、それにより酸処理を用いた結晶中の全てのＫ＋イオンが溶出し、フレーク型粉末を得るための得られた粒子の熱処理が続く、前記方法を開示する。
【０００６】
しかしながら、これらの特許文献に記載された技術において、特により大きい薄片形状の結晶が必要とされる場合、二酸化チタン粒子の得られた粒子形状は、顔料として部分的に適しておらず、または製造方法は、特にエネルギー効率、製造時間および費用に関してさらに改善されるべきである。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載された方法により得られた二酸化チタン粒子は、極端に細かいサイズ（大部分の粒径６μｍ）を有するひげ型形状を示す。そのため、特に高度に反射性の干渉顔料としての潜在的な使用に関して、顔料としてのこれらの粒子の使用は限定される。
【０００８】
さらに、特許文献２に記載された方法により得られる二酸化チタン粒子は、フレーク型形状を有するが、それらは多結晶構造を示し、その製造方法は高い費用および技術的な尽力ならびにこのようにより複雑な要因を引き起こす有機化合物および溶媒に基づく。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された方法により得られた二酸化チタン粒子は、適切な大きさのフレーク型形状を示すが、２つの焼成工程の条件は、時間がかかり、製造手順において高い費用およびエネルギーの浪費をもたらす。
【発明の概要】
【００１０】
このように、本発明の目的は、製造工程のエネルギー費用を減らし、単結晶ＴｉＯ２フレークを効率的に、好ましくは光沢、屈折率および大きい粒径を有する顔料として使用するのに適している無機化合物から製造する方法を提示することである。本発明のさらなる目的は、当該方法により製造された単結晶ＴｉＯ２フレークを提供すること、ならびにそれらの使用を提案することである。
【００１１】
[発明の概要]
本発明者らは、上述の問題が解決され得ること、および顔料としての使用に適している単結晶ＴｉＯ２フレークが、二酸化チタン前駆体を形成するためにリン化合物とチタン化合物を混合することにより、およびその後得られた前駆体を焼成することにより効率的に製造され得ることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
本願発明は以下のとおりである。
（１）以下の工程：
１．少なくとも１つのチタン化合物および少なくとも１つのリン化合物を混合することにより、二酸化チタン前駆体を形成すること、および
２．単一の焼成工程として８００℃〜１４００℃の範囲における温度で二酸化チタン前駆体を焼成すること、
により単結晶ＴｉＯ２フレークを製造する方法。
【００１３】
（２）混合が水媒体中で行われる、（１）に記載の方法。
（３）混合工程において融剤が存在する、（１）または（２）のいずれか一に記載の方法。
（４）融剤がＮａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、ＮａＣｌおよびＫＣｌの１または２以上から選択される化合物である、（３）に記載の方法。
（５）方法が焼成工程の前に二酸化チタン前駆体の乾燥を含む、（２）〜（４）のいずれか一に記載の方法。
【００１４】
（６）焼成が酸素含有雰囲気において行われる、（１）〜（５）のいずれか一に記載の方法。
（７）（３）に記載の焼成工程において得られた生成物が熱い水で処理される、（３）〜（６）のいずれか一に記載の方法。
（８）チタン含有化合物が四塩化チタン、硫酸チタニル、硫酸チタンおよび三塩化チタンの１または２以上から選択される化合物である、（１）〜（７）のいずれか一に記載の方法。
【００１５】
（９）リン化合物がリン酸三ナトリウム、五酸化リン、リン酸、亜リン酸およびリン酸三カリウムの１または２以上から選択される化合物である、（１）〜（８）のいずれか一に記載の方法。
（１０）（１）〜（９）のいずれか一に記載の方法により得られる、単結晶ＴｉＯ２フレーク。
（１１）ルチル結晶構造を有する、（１０）に記載の単結晶ＴｉＯ２フレーク。
【００１６】
（１２）対応する円直径と等価体によると１０〜２００μｍの範囲の粒径を有する、（１０）または（１１）に記載の単結晶ＴｉＯ２フレーク。
（１３）フレークの最大の表面で見られるとき、文字「Ｖ」の形を有する、（１０）〜（１２）のいずれか一に記載の単結晶ＴｉＯ２フレーク。
（１４）塗料、インク、コーティング組成物、プラスチックまたは化粧品における、（１０）〜（１３）のいずれか一に記載の単結晶ＴｉＯ２フレークの使用。
【００１７】
（１５）白色顔料、光触媒、色素増感太陽電池のためのホスト材料、ＵＶ吸収剤または撥水剤としての（１４）に記載の使用。
本発明によると、顔料としての使用に適している単結晶ＴｉＯ２フレークを効率的に製造する方法を提供することができる。
【００１８】
[発明を実施するための最良の形態]
以下、本発明による単結晶ＴｉＯ２フレークの製造方法およびこの方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレークが詳細に記載される。しかしながら、本発明の意図が続く限り、これらの特別な態様に限定されない。
【００１９】
本発明の第１の態様による単結晶ＴｉＯ２フレークの製造方法（以下、「本発明の製造方法」と略す）は：「少なくとも１つのチタン化合物および少なくとも１つのリン化合物を混合することにより、二酸化チタン前駆体を形成する工程」；および「単一の焼成工程として８００℃〜１４００℃の範囲における温度で二酸化チタン前駆体を焼成する工程」を含む。
【００２０】
本発明者らは、顔料としての使用に適している単結晶ＴｉＯ２フレークが、二酸化チタン前駆体を形成するためにリン化合物とチタン化合物を混合することにより、およびその後、単一の焼成段階で得られた前駆体を焼成することにより効率的に製造され得るということを見出した。単結晶ＴｉＯ２フレークは、高い屈折率および高度な光沢を有し、そのため、それらは反射性顔料、特に干渉顔料として特に適している。本発明の製造方法は、良質な単結晶ＴｉＯ２フレークの効果的な製造を単一の焼成工程のみの必要性で可能にする。そのため、この方法は製造費用や尽力の抑制に非常に適している。さらには、それはＴｉＯ２フレークを製造でき、双晶結晶や凝固はめったに生じず、結晶化度が高く、直径制御が可能である。そのため、非常に高度な屈性率を有するルチル形状において単結晶ＴｉＯ２フレークが製造され得る。
【００２１】
本発明による単結晶ＴｉＯ２フレークの形成のための詳細な機構は十分に明らかにされていないが、本発明者らは、ＴｉＯ２フレークがリンイオンの共存在下でチタン化合物を用いて形成されることを確かめた。以下、本発明の製造方法を詳細に説明する。
【００２２】
本発明の製造方法は、第１の工程として少なくとも１つのチタン化合物および少なくとも１つのリン化合物を混合することにより、二酸化チタン前駆体を形成する工程（以下、「混合工程」と略す）を含む。
【００２３】
本発明の第１の最も単純な態様において、チタン化合物についてのおよびリン化合物についての具体的な種類ならびに混合する具体的な方法は、二酸化チタン前駆体が形成され得る限りいずれの仕様にも限定されない。純粋なチタンが用いられる場合でさえ二酸化チタン前駆体の形成が生じるので、二酸化チタン前駆体は、チタン化合物およびリン化合物の各々の出発物質の種類と独立に形成される。ここで、「二酸化チタン前駆体」は、主成分としてチタン酸化物水和物を含有すると考えられる。
【００２４】
第２の工程として、本発明に記載の製造方法は、単一の焼成工程として８００℃〜１４００℃の範囲の温度で二酸化チタン前駆体を焼成する工程（以下、「焼成工程」と略す）を含む。
【００２５】
アナターゼ型ＴｉＯ２は、少なくとも８００℃の温度で酸化チタン前駆体の焼成によりルチル型に変換される。本発明によればルチル型ＴｉＯ２フレークが好ましいので、本焼成工程における最低の焼成温度は８００℃である。１４００℃以上の温度での二酸化チタン前駆体の焼成はフレーク型よりはむしろ棒型の単結晶ＴｉＯ２をもたらすだろう。そのため、本製造方法における焼成温度は通常少なくとも８００℃であり、より好ましくは少なくとも９００℃である。また、それは最高１４００℃であり、より好ましくは最高１２５０℃であり、９００℃〜１２５０℃の好ましい温度範囲に導く。
【００２６】
焼成時間は単一結晶ＴｉＯ２フレークの望ましい形状（粒径、厚さおよびアスペクト比）により適切に選択されるべきである。それは通常少なくとも５分、好ましくは少なくとも１０分、およびより好ましくは少なくとも２時間である。さらに、この値は通常最大１２時間、好ましくは１０時間、より好ましくは最大５時間である。
【００２７】
焼成雰囲気はＴｉＯ２が形成され得る限りいずれの仕様にも限定されない。しかしながら、酸化物を確実に製造するために、焼成工程は好ましくは酸素含有雰囲気下で行われる。
混合工程でのチタン化合物とリン化合物の混合のための具体的な方法はいずれの仕様にも限定されないが、水溶液中における作業は快適で取り扱いやすいので、それらは好ましくは水性媒体中で混合される。本発明による混合工程が水性媒体において実施される場合、本方法のこの変化は本発明の第２の態様を表す。
【００２８】
水性媒体へのリン化合物の添加はチタン化合物の添加の前に、チタン化合物の添加と同時に、またはチタン化合物の添加の後に行われてもよい。しかしながら、リン化合物がチタン化合物の添加前に水性媒体に添加されるとき、ＴｉＯ２フレークの収率は増加し得る。そのため、後者の順番が好ましい。
【００２９】
混合が水性媒体中で行われるとき、焼成中に発生した気体によるるつぼへの損傷を回避するため、ｐＨ６〜８の範囲におけるｐＨ値で水溶液を保つのが好ましい。例えば、四塩化チタンなどの酸性チタン化合物が、リン酸三ナトリウムなどの塩基性リン化合物を含む水溶液に添加されるとき、この溶液は十分にまたは少なくともある程度は中和される。
【００３０】
さらに、ｐＨ値は塩酸または硫酸などの酸性溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液または炭酸ナトリウムなどの塩基性溶液をそれぞれ加えることによりｐＨ６〜８に調整してもよい。その上、急なｐＨ変化を抑制するためにチタン化合物の添加はより時間をかけて徐々に行うことが望ましい。
本発明によると、「水性媒体」は、主に水道水または精製水を含む媒体を指し、それはまた、脱イオン水などの純水に加えてまたは代替的に他の成分を含む水性媒体であってもよい。
【００３１】
本発明の第３の態様によると、焼成工程の前に融剤が上記出発物質に添加されることが好ましい。ここで、「融剤」は、焼成工程で二酸化チタン前駆体からＴｉＯ２の形成を導く、いわゆる「フラックス成長工程」において融解手段として機能する化合物の種類、特に金属塩を指す。
【００３２】
本発明による製造工程において融剤として有用であるために、対応する金属塩は８００℃以上であるが、得られるＴｉＯ２の融解温度に達しないかまたは超えない融解温度を提示すべきである。その上、それらは水溶性でなければならない。例はＮａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、ＮａＣｌおよびＫＣｌなどの金属塩であり、単独でまたはそれらの２以上の組み合わせのいずれでもあり、ここでＫＣｌは示唆された他の塩の少なくとも１つとの組み合わせでのみ使用され得る。費用や入手しやすさの観点から、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４が好ましく、Ｎａ２ＳＯ４が特に好ましい。
【００３３】
融剤の添加は得られる顔料の結晶成長工程に影響を与えるので、融剤の使用量は単結晶ＴｉＯ２フレークの所望の形状（粒径、厚さおよびアスペクト比）により適切に選択されるべきである。用いられるチタン化合物における融剤のモル数のＴｉ原子のモル数に対する比（チタン化合物における、融剤のモル数／Ｔｉ原子のモル数）は通常少なくとも１．０であり、より好ましくは少なくとも３．０である。さらに、この値は通常最大で３０であり、より好ましくは最大で１０である。１．０未満の比の場合において、フラックス塩処理効果は不十分であるだろう。他方で、比が３０の値を超える場合、フレーク形成におけるさらなる改善は起こらず、後にそれらを除去するためにより大きいスケールでの洗浄工程が必要になるだろう。
【００３４】
出発物質の混合物への融剤の添加はチタン化合物の添加の前に、チタン化合物の添加と同時に、またはチタン化合物の添加の後に実施されてもよい。しかしながら、融剤がチタン化合物の添加の後に添加されるとき、ＴｉＯ２フレークの収率は増加し得る。そのため、後者の添加の順番が特に好ましい。
【００３５】
本発明による製造方法は好ましくはまた、混合工程および焼成工程に加えて他の工程を含んでもよい。
これは以下の工程に属する。
【００３６】
−  焼成工程の前に溶融塩混合物の粉末を得るための、二酸化チタン前駆体の乾燥工程（以下、「乾燥工程１」と略す）；乾燥工程１における温度は、これに限定されないが、好ましくは７０℃〜１８０℃の範囲である。
【００３７】
−  焼成工程において得られた生成物から例えば塩化物、硫酸塩などの不純物を除去するために、温水を用いた焼成工程で得られた生成物を処理するための工程（以下、「洗浄工程」と略す）；洗浄工程で用いられる温水はいずれの仕様にも限定されないが、精製水および脱イオン水が好ましい。ここで、温水の温度は好ましくは４０℃〜１００℃の範囲である。融剤が本製造方法に用いられる場合、かかる洗浄工程は必須である。
【００３８】
−  洗浄工程後に溶解した不純物を含有する溶液からＴｉＯ２フレークを分離するために、洗浄工程後に溶解していない固体（ＴｉＯ２フレーク）を濾過し分離するための工程（以下、「濾過工程」と略す）；および
−  ＴｉＯ２フレークを乾燥するために、ＴｉＯ２フレークを乾燥するための工程（以下、「乾燥工程２」と略す）。本工程はこれに限定されないが、この乾燥工程は好ましくは２０℃〜１８０℃の温度範囲で実施される。
【００３９】
本製造方法の出発物質として用いられ得るチタン化合物に関して、水溶性のチタン化合物が、特にその工程が水性媒体において実施される場合には好ましい。有機チタン化合物ならびに無機チタン化合物が用いられ得るが、無機チタン化合物が明らかに好ましい。水溶性無機チタン化合物を用いることは、高価な装置および防爆の必要がないのと合わせて、製造工程を単純にかつ取扱いを容易にする。
【００４０】
無機チタン化合物は、好ましくは無機チタン塩である。チタン塩の例は：四塩化チタン、硫酸チタニル、硫酸チタンおよびトリクロロチタンである。しかしながら、費用や入手しやすさの観点から、四塩化チタンおよび硫酸チタンが好ましい。ここで、使用されるチタン化合物の種類は１つの種類に限られず、少なくとも２つの種類が共に用いられ得る。
【００４１】
チタン化合物の使用量は製造される単結晶ＴｉＯ２フレークの所望の量により適切に選択されるべきである。単結晶ＴｉＯ２フレークにおけるＴｉ原子のモル数の使用されたチタン化合物のモル数に対する比（単結晶ＴｉＯ２フレークにおけるＴｉ原子のモル数／チタン化合物におけるＴｉ原子のモル数）として、それは通常少なくとも０．３、好ましくは少なくとも０．４およびより好ましくは少なくとも０．５である。さらにこの値は通常最大で０．９、好ましくは最大で０．９５およびより好ましくは最大で１．０である。
【００４２】
リン化合物として、リン酸、リン酸塩、縮合リン酸および縮合リン酸塩などのリン酸化合物が列記され得、いずれも水溶性である限り用いられ得る。それらの中で、費用や入手しやすさの観点から、リン酸三ナトリウム、五酸化二リン、リン酸、亜リン酸およびリン酸三カリウムが好ましい。リン酸三ナトリウムが特に好ましい。ここで用いられたリン化合物の種類は１つの種類に限定されず、少なくとも２つの種類が共に用いられ得る。
【００４３】
リン化合物の使用量は単結晶ＴｉＯ２フレークの所望の形状（粒径、厚さおよびアスペクト比）により適切に選択されるべきである。リン化合物のモル数の使用されたチタン化合物におけるＴｉ原子のモル数に対する比（リン化合物のモル数／チタン化合物におけるＴｉ原子のモル数）として、それは通常少なくとも０．０１、好ましくは少なくとも０．１、およびより好ましくは少なくとも１．０である。さらに、この値は通常最大１０であり、好ましくは最大７．０であり、より好ましくは最大５．０である。
【００４４】
本製造工程によると、高品質の単結晶ＴｉＯ２フレークは効率的に製造され得る。このように、本発明のさらなる目的は、上記の工程により製造された単結晶ＴｉＯ２フレークである。
本発明による単結晶ＴｉＯ２フレークは、これらに限られないが、通常以下に記載するような形状および大きさを提示する。
【００４５】
ＴｉＯ２フレークの平均粒径は通常少なくとも１０μｍ、好ましくは少なくとも１５μｍである。およびこの値は通常最大２００μｍ、好ましくは最大１５０μｍである。
ＴｉＯ２フレークの平均粒径が上記の範囲内であればすぐに、高度な光沢を有する顔料を得ることが可能である。ここで、「平均粒径」はフレークの最大の長さまたは幅に対応する円の直径を表し、体積に基づく粒子の大きさの分布から得られる平均値を示す。
【００４６】
フレークの厚さは通常少なくとも０．１μｍ、好ましくは少なくとも０．２μｍである。およびこの値は通常最大２．０μｍ、好ましくは最大１．０μｍである。厚さがこの範囲である限り、任意に干渉色との組み合わせで、フレークの実際の厚さに依存して、得られるＴｉＯ２フレークの真珠光沢が起こり得る。
【００４７】
フレークのアスペクト比は通常少なくとも５、好ましくは少なくとも７．５である。この値は通常最大１５０、好ましくは最大１００である。高いアスペクト比は添加され得るいずれのコーティング層においても得られるＴｉＯ２フレークの良好な配向およびしたがって高度な光沢を導く。
本発明によるＴｉＯ２フレークの結晶構造は好ましくはルチル型である。ルチルＴｉＯ２は、ＴｉＯ２粒子が薄片形状を提示するので、高い屈折率を提示し、また高度な光沢を提示することが知られている。
【００４８】
本発明による製造方法を用いて、例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示す粒子が得られる。その粒子は図１（ｃ）に示す通り境界線により分離される。物理的に互いに分離した後、単結晶ＴｉＯ２フレークは図２（ａ）「Ｖ字」型または（ｂ）「三角」型に示されるような形状を有する。単結晶ＴｉＯ２フレークは、図３および図４に示されるように、フレークの最大表面が観測されるとき、「Ｖ」字様形状および「三角」様形状を有する。そのため、単結晶ＴｉＯ２フレークは比較的大きい表面およびしたがって、適用媒体において良好な配向を提示し得る。
【００４９】
本発明の単結晶ＴｉＯ２フレークは顔料、特に塗料、インク、コーティング組成物、プラスチックまたは化粧品に適している。そのため、塗料、インク、コーティング組成物、プラスチックまたは化粧品としての本単結晶ＴｉＯ２フレークの使用はまた本発明の１つの目的である。さらに、本発明の単結晶ＴｉＯ２フレークは、従来のＴｉＯ２粒子またはフレークより高い屈折率および／またはより良好な光沢を有するので、それらはまた光触媒、色素増感太陽電池のためのホスト材料、ＵＶ吸収剤、撥水剤としておよびＴｉＯ２フレークが通常用いられ得る全ての他の応用において有利に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の態様に従った製造方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレークの表面のＳＥＭ画像である。
【図２】図２は、本発明の態様に従った製造方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレーク（Ｖ字型および三角型）の形成状態を示す概略図である。この写真および概略図において、Ｖ字型の単結晶ＴｉＯ２フレーク（ａ）、三角型の単結晶ＴｉＯ２フレーク（ｂ）およびＶ字型と三角型の間の境界線（ｃ）が示される。
【００５１】
【図３】図３は、本発明の態様に従う製造方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレーク（Ｖ字型）の表面のＳＥＭ画像である。
【図４】図４は、本発明の態様に従う製造方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレーク（三角型）の表面のＳＥＭ画像である。
【００５２】
【図５】図５は、本発明の好ましい態様に従った単結晶ＴｉＯ２フレークの製造方法を示したフローチャートである。
【００５３】
以下、本発明は例を参照することにより、より詳細に記載されるが、本発明はこれらの例に限らない。
（例１）
脱イオン水１６００ｇに、５．６ｇのリン酸ナトリウムを加え９５℃に加熱しながら撹拌する。この溶液に水酸化ナトリウム水溶液（３２．０％濃度）でｐＨを調整しながら２時間にわたって２００ｇの四塩化チタン溶液（３２．０％濃度）を加える。全ての四塩化チタン溶液を加えた後、ｐＨを７まで上げる。さらに、１３０ｇの硫酸ナトリウムを撹拌下で加える。その後、得られる溶液を乾燥し、その後１０００℃で２時間焼成する。冷却後、得られた生成物を塩化物および硫酸ナトリウムを除くために撹拌下温水で洗浄し、ＴｉＯ２フレークを得る。
【００５４】
得られたＴｉＯ２フレークは平均粒径７０μｍを有し、それらの多くはＶ様形状を提示する。Ｘ線回折分析から、フレークの主な表面は（１１０）配向を有し結晶構造はルチル型である。さらに電子顕微鏡での分析はそれらが単結晶であることを確認する。
【００５５】
得られたＴｉＯ２フレークを混合物の総重量に関して５重量％の量で通常のニトロセルロースラッカーに加える。得られたＴｉＯ２フレークを含有する得られるコーティング組成物を紙上に被覆し、乾燥後に光沢の多いコーティングを得る。例１により調製されるＴｉＯ２フレークは、例の中で最強の光沢がある。
【００５６】
(例２)
６００ｇの脱イオン水中に、５．６ｇのリン酸ナトリウムを加え９５℃に加熱しながら撹拌する。この溶液に水酸化ナトリウム水溶液（３２．０％濃度）でｐＨを調整しながら２時間にわたって２００ｇの硫酸チタン溶液（３２．０％濃度）を加える。全ての硫酸チタン溶液を加えた後、ｐＨを７まで上げる。さらに、１３０ｇの硫酸ナトリウムを撹拌下で加え、得られる溶液を乾燥する。その後、得られた粉末を１０００℃で２時間焼成する。冷却後、得られた生成物を塩化物および硫酸ナトリウムを除くために撹拌下温水で洗浄し、ルチル型結晶構造を有するＴｉＯ２フレークを得る。平均粒径は４５μｍである。
【００５７】
得られたＴｉＯ２フレークを、混合物の総重量に基づき、５重量％の量でニトロセルロースラッカーに加える。ＴｉＯ２フレークを含有する得られたコーティング組成物は紙上に被覆され、その後乾燥されたコーティングの光沢が観測される。コーティングは、例１によるコーティングよりいくらかより小さい程度において十分な光沢を示す。
【００５８】
(比較例)
脱イオン水（６００ｇ）を９５℃に加熱する。この中に水酸化ナトリウム水溶液（３２．０％濃度）でｐＨを調整しながら２時間にわたって２００ｇの四塩化チタン溶液（３２．０％濃度）を加える。全ての四塩化チタン溶液を加えた後、ｐＨを７まで上げる。さらに、１３０ｇの硫酸ナトリウムを加え、得られる溶液を撹拌し、その後乾燥する。その後、得られる粉末を１０００℃で２時間焼成する。冷却後、得られた生成物を塩化物および硫酸ナトリウムを除くために撹拌下温水で洗浄する。ルチル型結晶構造を有するＴｉＯ２粒子を得る。得られた粒子は６μｍの平均粒径および粒状の表面を有する繊維様形状を有する。
【００５９】
比較例による得られたＴｉＯ２粒子をコーティング組成物の総重量に基づき５重量％の量でニトロセルロースラッカーに加える。ＴｉＯ２粒子を含有する得られたコーティング組成物を紙状に被覆し、観測する。光沢などの明確な外観はなかった。
【００６０】
本明細書に記載の製造方法により得られた単結晶ＴｉＯ２フレークは、塗料、インク、コーティング組成物、プラスチックおよび化粧品として、ならびに光触媒、色素増感太陽電池のためのホスト材料、ＵＶ吸収剤または撥水剤として利用され得る。
【図１】
0006546593.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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