多孔氧化钛粉体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有优异的紫外线防御能力、使用性、透明性的氧化钛粉体及其制造方法。提供一种多孔氧化钛粉体，其是一次粒子积聚形成的平均粒径为０．０１～１００μｍ、比表面积为２５０～５００ｍ↑［２］／ｇ的多孔氧化钛粉体。通过在脂肪醇和／或具有羧基或羰基的物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸加热处理可以得到多孔氧化钛粉体。优选氧化钛一次粒子的平均粒径为１～５０ｎｍ，粉体的长径与短径比为０．７５或其以上的大致球状。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔氧化钛粉体及其制造方法本申请要求享有于2003年3月27日提交的日本专利申请的2003-89081号的优先权，该优先权文本的内容也收入在本申请中。
本专利技术涉及多孔氧化钛粉体及其制造方法，进而涉及其紫外线防御能力和使用性、透明性等。
技术介绍
由于氧化钛的折射率高，遮蔽能力、着色力、紫外线防御能力优良，因而一直以来其作为颜料，被广泛用于涂料、塑料、化妆品等中。作为紫外线防御剂包含于这些制品基质中的氧化钛，追求紫外线防御能力、透明性的结果是，平均一次粒径为0.1μm或其以下的微粒粉体成为主流。作为氧化钛的制造方法，已知将硫酸氧钛或四氯化钛在水相中进行加热水解的方法、或进行中和水解的方法等(参照例如日本专利特开昭55-10428号公报)。但是，由于微粒粉体的粒径非常小，因而吸油量高、容易产生凝聚、难以在制品基质体系中分散。此外，虽然含有该微粒粉体的化妆品等对UV-B区域(290～320nm)的紫外线防御效果高，但是对UV-A区域(320～400nm)的紫外线的防御效果却很低，在实际使用中仍然存在粗糙以及延展性差等问题。基于这种状况，为了提高分散性和UV-A防御能力，提出了针状氧化钛一次粒子聚集而成的扇状氧化钛粉体(参照例如日本专利特开平10-245228号公报)。但是，虽然能够确认这种粒子的分散性、UV-A防御能力的改善，但-->是在使用性方面仍然存在问题。此外，由于氧化钛的折射率很高，所以存在同氧化锌等相比其透明性差的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述现有的问题而进行的专利技术，其目的在于，提供具有优异的紫外线防御能力、使用性、透明性的氧化钛粉体及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术者进行了深入研究，结果发现如果将钛盐溶液与脂肪醇等添加剂一起加热水解，然后用酸进行加热处理，则细微氧化钛一次粒子积聚成球状，可以得到比表面积非常大的粉体。并且发现，这种粉体具有优异的紫外线防御能力、使用性、透明性。此外还发现，通过与脂肪醇一起合并使用具有羧基或羰基的化合物来作为添加剂，并调节添加剂的浓度，可以调节粒径和晶型等，从而完成了本专利技术。即，本专利技术所涉及的多孔氧化钛粉体是氧化钛一次粒子积聚而形成的平均粒径为0.01～100μm的多孔粉体，其特征在于，其比表面积为250～500m2/g。在本专利技术的多孔氧化钛粉体中，优选氧化钛一次粒径的平均粒径为1～50nm。此外，优选粉体的长径与短径的比为0.75或其以上的大致球状。此外，晶型优选为金红石型。此外，晶型优选为锐钛矿型。本专利技术所涉及的多孔氧化钛粉体的制造方法的特征在于，在脂肪醇和/或具有羧基或羰基的物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸进行加热处理。本专利技术的制造方法，优选为在脂肪醇的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸进行加热处理。此外，在本专利技术的制造方法中，优选为在脂肪醇和具有羧基或羰基的物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸进行加热处理。在本专利技术的方法中，脂肪醇优选为多元醇。-->此外，多元醇优选为选自乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，3-丁二醇、二甲基丙二醇、二乙基丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、赤藓醇、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、麦芽糖醇中的1种或2种或其以上。此外，在本专利技术的制造方法中，优选在具有羧基或羰基的物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸进行加热处理。在在本专利技术的制造方法中中，具有羧基或羰基的物质优选为脂肪族羧酸或其衍生物。此外，具有羧基或羰基的物质优选为醋酸。此外，在本专利技术的制造方法中，优选在酸加热处理之后，进一步用碱调节pH值。附图说明图1为本专利技术所涉及的多孔氧化钛粉体利用透射型电子显微镜(TEM)获得的照片。图2为本专利技术所涉及的多孔氧化钛粉体利用透射型电子显微镜(TEM)所获得的照片。图3为显示本专利技术所涉及的多孔氧化钛粉体和比较用的市售超微粒子氧化钛粉体的紫外防御效果和可见光透过性的测定结果的图。具体实施方式本专利技术的多孔氧化钛粉体的直径可以为0.01～100μm，优选为0.01～10μm。如果直径小，则在基质中容易产生凝聚，如果直径大，则会损害使用性。此外，成为一次粒子的氧化钛粒子的平均粒径优选为0.001～0.05μm。当小于0.001μm时，凝聚性变强，不能实现多孔，当大于0.05μm时，比表面积变小，紫外线防御效果变小。本专利技术的多孔氧化钛粉体的制造方法的特征在于：在脂肪醇和/或具有-->羧基或羰基的羰基性物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后用酸进行加热处理。具体来说，可以是例如向钛盐溶液中添加脂肪醇等，将其加热水解而得到偏钛酸，进而用酸加热处理，然后进一步通过碱处理来调节pH而得到原钛酸，干燥(还可进一步烧成)。另外，还可以省略上述碱处理，但有时产率和品质会差。作为本专利技术中所使用的钛盐溶液的起始原料并无特别的限定，优选使用硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛等无机钛盐的水溶液。此外，还可以使用四异丙氧基钛等有机钛盐作为起始原料。钛盐溶液的浓度优选为0.1～5mol/L。在本专利技术中，可以利用在加热水解钛盐溶液时所添加的脂肪醇的添加量，来改变粉体的粒径和比表面积。可以认为这是因为，脂肪醇对一次粒子的粒径和积聚状态产生影响，结果作为二次粒径的多孔粉体的粒径、比表面积等将发生变化。作为脂肪醇的浓度，可以根据目的而适当地决定，但通常在钛盐溶液为0.1～5mol/L，优选为0.5～3mol/L。在脂肪醇的浓度过低或过高的情况下，有时难以得到具有所希望的粒径和比表面积的多孔粉体。在本专利技术中，作为在加热水解钛盐时所添加的脂肪醇，可以列举出碳原子数为1～22的脂肪醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、硬脂醇等，但是为了得到漂亮的形状，优选使用多元醇。作为多元醇，并无特别的限定，但优选乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，3-丁二醇、二甲基丙二醇、二乙基丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、赤藓醇、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、麦芽糖醇等。虽然使用一元醇也可以形成多孔粉体，但是与多元醇相比却难以得到漂亮的形状。在使用一元醇时，可以通过合并使用后述的羧基/羰基化合物，来改善这一问题。加热水解的条件，可以根据所使用的原料、脂肪醇等添加剂的种类和浓度来适当地决定，但通常优选在50～100℃的温度下进行1～12小时。在本专利技术中，在加热水解之后，用酸进行加热处理。具体来说，在加热水解处理之后，向在水中再悬浮过滤残留成分而得到的浆料中添加酸，-->进行加热。作为这类酸，可以列举出硫酸、硝酸、盐酸等，优选盐酸。通过这种酸加热处理，可以得到比表面积为250m2/g或其以上的具有非常高的比表面积的多孔粉体。在不进行酸加热处理、或者在加热水解时不添加脂肪醇等添加剂的情况下，不能够得到这样的大比表面积的粉体。此外，通过酸加热处理，与处理前相比，有粉体粒径变小、且变得均匀的倾向。该酸加热处理时的酸的添加量，通常相对于浆料中的钛为1～8mol当量。作为加热条件，可以根据所使用的原料、添加剂、浓度等进行适当地决定，但通常在与上述加热水解条件相同的范围内。在本专利技术中，优选在酸加热处理之后，向反应液(或者在将反应液进行过滤·水洗之后，再悬浮于水中而获得的浆料)中加入碱，将pH值调节到6～8，优选将pH值调节到6.5～7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔氧化钛粉体，是氧化钛一次粒子积聚形成的平均粒径为０．０１～１００μｍ的多孔氧化钛粉体，其特征在于，其比表面积为２５０～５００ｍ↑［２］／ｇ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-3-27 89081/20031.一种多孔氧化钛粉体，是氧化钛一次粒子积聚形成的平均粒径为0.01～100μm的多孔氧化钛粉体，其特征在于，其比表面积为250～500m2/g。2.如权利要求1所述的多孔氧化钛粉体，其特征在于，氧化钛一次粒子的平均粒径为1～50nm。3.如权利要求1或2所述的多孔氧化钛粉体，其特征在于，是粉体的长径与短径比为0.75或其以上的大致球状的粉体。4.如权利要求1～4的任一项所述的多孔氧化钛粉体，其特征在于，晶型为金红石型。5.如权利要求1～4的任一项所述的多孔氧化钛粉体，其特征在于，晶型为锐钛矿型。6.一种多孔氧化钛粉体的制造方法，其特征在于，在脂肪醇和/或具有羧基或羰基的物质的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸加热处理。7.如权利要求6所述的多孔氧化钛粉体的制造方法，其特征在于，在脂肪醇的存在下加热水解钛盐溶液，然后进一步用酸加热处理。8.如权利要求6所述的多孔氧化钛粉体的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐庄一郎，
申请(专利权)人：株式会社资生堂，
类型：发明
国别省市：JP[日本]