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JP2000256014A - Titanium oxide fine powder and its production - Google Patents

Titanium oxide fine powder and its production

Info

Publication number
JP2000256014A
JP2000256014A JP11061792A JP6179299A JP2000256014A JP 2000256014 A JP2000256014 A JP 2000256014A JP 11061792 A JP11061792 A JP 11061792A JP 6179299 A JP6179299 A JP 6179299A JP 2000256014 A JP2000256014 A JP 2000256014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium oxide
powder
fine powder
alkoxide
oxide fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11061792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Okabe
参省 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP11061792A priority Critical patent/JP2000256014A/en
Publication of JP2000256014A publication Critical patent/JP2000256014A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide titanium oxide fine powder which has a high screening effect in ultraviolet ray in UV-A and UV-B regions, whose photo-catalytic activity is suppressed by modifying TiO2 powder without newly adding a UV- absorber to the TiO2 powder, and to provide a method for producing the same. SOLUTION: In the titanium oxide fine powder, part of the Ti-sites in TiO2 is substituted with Ce. The titanium oxide fine powder is obtained by mixing a Ti-alkoxide solution and a Ce-alkoxide solution, then reacting the mixture under heating to obtain a compound alkoxide solution having a chemical bond of (-Ti-O-Ce-O-Ti-), further reacting the compound alkoxide solution with hot water of 65-95 deg.C to hydrolyze the solution and finally heat-treating the resulting solution at 450-800 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線遮蔽効果に
優れ、光触媒活性能が抑えられた、例えば日焼け止め化
粧品用として適した、紫外線遮蔽用の酸化チタン微粉
末、およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a titanium oxide fine powder having excellent ultraviolet shielding effect and reduced photocatalytic activity and suitable for, for example, sunscreen cosmetics, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、酸化チタン(TiO2)粉末は
紫外線を遮蔽する効果が高く、たとえば、日焼け止め化
粧品用などとして用いられている。しかしながら、Ti
2粉末自体の紫外線遮蔽効果は、UV−B領域(波
長:280〜320nm)の紫外線に対しては優れてい
るが、UV−A領域(波長:320〜400nm)の紫
外線に対しては劣っている。
2. Description of the Related Art In general, titanium oxide (TiO 2 ) powder has a high effect of shielding ultraviolet rays and is used, for example, for sunscreen cosmetics. However, Ti
The ultraviolet shielding effect of the O 2 powder itself is excellent for ultraviolet rays in the UV-B region (wavelength: 280 to 320 nm), but inferior to ultraviolet rays in the UV-A region (wavelength: 320 to 400 nm). ing.

【0003】また、TiO2粉末の粒径と紫外線遮蔽性
の関係は、次のとおりである。すなわち、UV−B領域
の紫外線に対しては、粒径50nm付近のTiO2粉末
が最大の吸収を示すが、この粒径付近では逆にUV−A
領域の紫外線に対する透過率が90〜100%となりほ
とんど透過してしまう。他方、UV−A領域の紫外線の
透過率が最も低くなるTiO2粉末の粒径は、100n
m付近である。ところが、透過率が低くなるといって
も、透過率50〜60%とUV−A領域の紫外線を半分
以上透過し、またこの粒径付近ではUV−B領域の紫外
線の透過率が30%にもなりUV−B領域の紫外線の遮
蔽効果が悪くなってしまう。したがって、TiO2粉末
の粒径管理のみで、UV−BおよびUV−A領域の紫外
線を同時に遮蔽することは不可能である。
[0003] The relationship between the particle size of the TiO 2 powder and the ultraviolet shielding property is as follows. That is, the TiO 2 powder having a particle diameter of about 50 nm shows the maximum absorption for the ultraviolet rays in the UV-B region, but the UV-A particles have a reverse absorption in the vicinity of this particle diameter.
The transmittance of the region to ultraviolet rays is 90 to 100%, and the region is almost transmitted. On the other hand, the particle size of the TiO 2 powder having the lowest UV-A transmittance in the UV-A region is 100 n.
m. However, even if the transmittance is low, the transmittance of the UV-A region is at least 50% to 60% and the UV-A region transmits more than half of the UV-B region. The effect of blocking ultraviolet rays in the UV-B region is deteriorated. Therefore, it is impossible to simultaneously block ultraviolet rays in the UV-B and UV-A regions only by controlling the particle size of the TiO 2 powder.

【0004】そこで、紫外線遮蔽用の酸化チタン粉末と
しては、上記欠点を補うため、以下のように、TiO2
粉末に添加剤を加えるなどの処理をしたものが用いられ
ている。
[0004] Therefore, the titanium oxide powder for UV shielding, to compensate the above drawbacks, as follows, TiO 2
What has been processed by adding additives to the powder is used.

【0005】(A)UV−A領域の紫外線を吸収させる
ために、TiO2粉末に有機系の紫外線吸収剤をさらに
添加する。
(A) To absorb ultraviolet rays in the UV-A region, an organic ultraviolet absorber is further added to the TiO 2 powder.

【0006】(B)UV−A領域の紫外線に対する遮蔽
効果が高いCeO2粉末を、TiO2粉末に添加する。
(B) CeO 2 powder having a high shielding effect against ultraviolet rays in the UV-A region is added to the TiO 2 powder.

【0007】(C)Ti4+およびCe4+の混合溶液にア
ルカリなどの沈殿剤を添加して沈殿を生成し、熱処理を
行なうことにより、TiO2とCeO2の混合粉末を得
る。
(C) A precipitate is generated by adding a precipitant such as an alkali to a mixed solution of Ti 4+ and Ce 4+ , and heat-treated to obtain a mixed powder of TiO 2 and CeO 2 .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、(A)の有
機系の紫外線吸収剤をさらに添加する方法の場合、一般
に、添加する紫外線吸収剤としては、4−tertブチ
ル−4´−メトキシ−ジベンゾイルメタン、グリセリン
のパラメトキシ桂皮酸エステルなどの化合物が用いられ
る。このため、この紫外線吸収剤がTiO2の光触媒作
用によって酸化分解するという問題点があった。また、
日焼け止め化粧品用として用いた場合、化粧品中の香
料、薬品、界面活性剤、乳化剤などの有機化合物が、T
iO2の光触媒作用によって酸化分解するという問題点
があった。
In the case of the method (A) in which an organic UV absorber is further added, generally, the UV absorber to be added is 4-tertbutyl-4'-methoxy-diphenyl. Compounds such as benzoylmethane and paramethoxycinnamate of glycerin are used. For this reason, there is a problem that the ultraviolet absorber is oxidatively decomposed by the photocatalytic action of TiO 2 . Also,
When used for sunscreen cosmetics, organic compounds such as fragrances, chemicals, surfactants and emulsifiers in cosmetics are
There is a problem that the photocatalytic action of iO 2 causes oxidative decomposition.

【0009】また、(B)のCeO2粉末を添加する方
法の場合、CeO2は300〜400nmの波長を吸収
する特性を有しているため、TiO2に添加することに
より、UV−BおよびUV−A領域の紫外線を吸収して
遮蔽することができる。しかしながら、日焼け止め化粧
品用として用いた場合、(A)と同様に、化粧品中の香
料、薬品、界面活性剤、乳化剤などの有機物が、TiO
2の光触媒作用によって酸化分解するという問題点があ
った。また、この方法は、TiO2粉末とCeO2粉末を
混合する方式であるため、ミクロ域での均一分散を行な
うことが不可能である。したがって、日焼け止め化粧品
用として用いた場合、化粧品にわずかな色むらが生じて
紫外線遮蔽効率に差が出てく場合があるという問題点が
あった。
In the method (B) of adding CeO 2 powder, CeO 2 has a property of absorbing a wavelength of 300 to 400 nm, so that by adding it to TiO 2 , UV-B and Ultraviolet rays in the UV-A region can be absorbed and blocked. However, when used for sunscreen cosmetics, organic substances such as fragrances, chemicals, surfactants, and emulsifiers in the cosmetics are TiO, as in (A).
There was a problem that the catalyst was oxidatively decomposed by the photocatalytic action of 2 . Further, since this method is a method of mixing TiO 2 powder and CeO 2 powder, it is impossible to perform uniform dispersion in a micro region. Therefore, when used for sunscreen cosmetics, there is a problem that slight unevenness in color may occur in the cosmetics, resulting in a difference in ultraviolet shielding efficiency.

【0010】また、(C)のTi4+およびCe4+の混合
溶液にアルカリなどの沈殿剤を添加して沈殿を生成し、
熱処理を行なうことにより酸化チタン粉末を得る方法
は、(B)の方法に比べてCeとTiの分散性に関して
はいくらか改善されている。しかしながら、Ti4+とC
4+では、水酸化物が沈殿するpH領域が異なってい
る。低いpH域でTi4+が水酸化物として沈殿し、続い
て高いpH域でCe4+が水酸化物として沈殿する。した
がって、この方法で得られる沈殿物はTi(OH)4
Ce(OH)4の混合物の状態になっており、熱処理で
得られる酸化チタン粉末はTiO2とCeO2の混合物で
あって、(B)と同じである。したがって、(B)と同
様に、日焼け止め化粧品用として用いた場合、化粧品中
の香料、薬品、界面活性剤、乳化剤などの有機物が、T
iO2の光触媒作用によって酸化分解するという問題
点、および、化粧品にわずかな色むらが生じて紫外線遮
蔽効率に差が出てく場合があるという問題点があった。
Further, a precipitant such as an alkali is added to a mixed solution of (C) Ti 4+ and Ce 4+ to form a precipitate,
The method of obtaining the titanium oxide powder by performing the heat treatment has somewhat improved the dispersibility of Ce and Ti as compared with the method of (B). However, Ti 4+ and C
In e 4+ , the pH range in which hydroxide precipitates is different. In a low pH range, Ti 4+ precipitates as a hydroxide, and subsequently, in a high pH range, Ce 4+ precipitates as a hydroxide. Therefore, the precipitate obtained by this method is in the state of a mixture of Ti (OH) 4 and Ce (OH) 4 , and the titanium oxide powder obtained by the heat treatment is a mixture of TiO 2 and CeO 2 , Same as B). Therefore, as in (B), when used for sunscreen cosmetics, organic substances such as fragrances, chemicals, surfactants, and emulsifiers in the cosmetics are converted to T
There is a problem that the photocatalytic action of iO 2 causes oxidative decomposition, and there is a problem that a slight color unevenness occurs in the cosmetics, resulting in a difference in the ultraviolet ray shielding efficiency.

【0011】そこで、本発明の目的は、紫外線吸収剤を
新たに添加することなく、TiO2粉末を変性すること
で、UV−AおよびUV−B領域の紫外線を遮蔽する効
果が高く、かつ、光触媒活性能を抑えた酸化チタン微粉
末、およびその製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to modify the TiO 2 powder without newly adding an ultraviolet absorber, so that the effect of shielding ultraviolet rays in the UV-A and UV-B regions is high, and It is an object of the present invention to provide a titanium oxide fine powder with reduced photocatalytic activity and a method for producing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の紫外線遮蔽用の酸化チタン微粉末は、Ti
2のTi席の一部がCeにより置換されていることを
特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the titanium oxide fine powder for ultraviolet shielding according to the present invention comprises:
It is characterized in that part of the Ti seat of O 2 is replaced by Ce.

【0013】また、本発明の紫外線遮蔽用の酸化チタン
微粉末の製造方法は、TiアルコキシドとCeアルコキ
シドの溶液を混合し加熱反応させて(−Ti−O−Ce
−O−Ti−)の化学結合を有する複合アルコキシド溶
液を得る工程、該複合アルコキシド溶液を65〜95℃
に加温した水と反応させ加水分解して酸化チタン粉末を
得る工程、該酸化チタン粉末を450〜800℃で熱処
理する工程、を備えることを特徴とする。
In the method for producing a titanium oxide fine powder for shielding ultraviolet rays according to the present invention, a solution of Ti alkoxide and Ce alkoxide is mixed and reacted by heating (-Ti-O-Ce).
-O-Ti-) to obtain a composite alkoxide solution having a chemical bond;
And a step of subjecting the titanium oxide powder to a heat treatment at 450 to 800 ° C.

【0014】そして、前記複合アルコキシドの加水分解
は、静止型混合器を用いて行なうことを特徴とする。
The hydrolysis of the complex alkoxide is performed using a static mixer.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の紫外線遮蔽用の酸化チタ
ン微粉末は、上述のとおり、TiO2のTi席の一部が
Ceにより置換されているものである。そして、この酸
化チタン微粉末は、TiアルコキシドとCeアルコキシ
ドの溶液を混合し加熱反応させて(−Ti−O−Ce−
O−Ti−)の化学結合を有する複合アルコキシド溶液
を得た後、この複合アルコキシド溶液を65〜95℃に
加温した水と反応させ加水分解して酸化チタン粉末を
得、その後この酸化チタン粉末を450〜800℃で熱
処理して得る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The titanium oxide fine powder for shielding ultraviolet rays according to the present invention is, as described above, one in which part of the Ti site of TiO 2 is replaced by Ce. The titanium oxide fine powder is mixed with a solution of Ti alkoxide and Ce alkoxide and reacted by heating (-Ti-O-Ce-
After obtaining a composite alkoxide solution having a chemical bond of O—Ti—), the composite alkoxide solution is reacted with water heated to 65 to 95 ° C. and hydrolyzed to obtain a titanium oxide powder. Is obtained by heat treatment at 450 to 800 ° C.

【0016】すなわち、本発明では、まず、Tiアルコ
キシドとCeアルコキシドを用いて、溶剤中にわずかに
含まれている水分、またはゲル化しない程度に添加した
水によって部分加水分解および重縮合反応を起こさせ
て、(−Ti−O−Ce−O−Ti−)の化学結合を有
する複合アルコキシド溶液を合成する。その後、この複
合アルコキシドを加水分解して、TiO2化合物のTi
席の一部をCeで置換した酸化チタン粉末を得て熱処理
するというものである。
That is, in the present invention, first, partial hydrolysis and polycondensation reaction are caused by the use of Ti alkoxide and Ce alkoxide by the water slightly contained in the solvent or the water added to such an extent that gelation does not occur. Then, a composite alkoxide solution having a chemical bond of (-Ti-O-Ce-O-Ti-) is synthesized. Thereafter, the composite alkoxide is hydrolyzed to form Ti 2 of the TiO 2 compound.
This is to obtain a titanium oxide powder in which a part of the seat is replaced by Ce and heat-treat it.

【0017】このように、TiO2のTi席の一部をC
eで置換した酸化チタン微粉末を得ることで、新たに紫
外線吸収剤を添加することなく、UV−AおよびUV−
Bの両領域の紫外線吸収、遮蔽効果を向上させることが
できる。また、TiO2粉末自身の光触媒活性能を低下
させることができるため、例えば日焼け止め化粧品用と
して用いた場合、化粧品中の香料、顔料、薬剤などの有
機物がTiO2粉末の光触媒作用で酸化分解するのを抑
えることができる。
Thus, a part of the Ti seat of TiO 2 is
e to obtain a fine powder of titanium oxide substituted with UV-A and UV-A without adding a new ultraviolet absorber.
It is possible to improve the ultraviolet absorbing and shielding effects of both regions of B. Further, since the photocatalytic activity of the TiO 2 powder itself can be reduced, for example, when used for sunscreen cosmetics, organic substances such as fragrances, pigments, and chemicals in the cosmetics are oxidatively decomposed by the photocatalytic action of the TiO 2 powder. Can be suppressed.

【0018】なお、複合アルコキシドを加水分解して得
た酸化チタン粉末の熱処理温度は、450〜800℃の
範囲が好ましい。450〜600℃の熱処理では、ほぼ
100%アナターゼタイプの酸化チタン微粉末が得られ
る。600〜700℃の熱処理では、アナターゼタイプ
とルチルタイプが混合した酸化チタン微粉末が得られ
る。700℃以上の温度では、ほぼ100%ルチルタイ
プの酸化チタン微粉末が得られる。熱処理温度が800
℃を超えると、得られる酸化チタン微粉末の比表面積が
小さくすなわち粒径が大きくなり、例えば日焼け止め化
粧品用として不適当となる。
The heat treatment temperature of the titanium oxide powder obtained by hydrolyzing the composite alkoxide is preferably in the range of 450 to 800 ° C. By heat treatment at 450 to 600 ° C., almost 100% anatase type titanium oxide fine powder is obtained. By the heat treatment at 600 to 700 ° C., fine titanium oxide powder in which anatase type and rutile type are mixed is obtained. At a temperature of 700 ° C. or more, almost 100% rutile type titanium oxide fine powder is obtained. Heat treatment temperature is 800
When the temperature exceeds ℃, the specific surface area of the obtained titanium oxide fine powder is small, that is, the particle size is large, and it becomes unsuitable for, for example, sunscreen cosmetics.

【0019】また、複合アルコキシドの加水分解は、ラ
モンドミキサー(環境科学工業(株)の商品名)やスタ
ティックミキサー(米国ケニックス社の商品名)などの
静止型混合器を用いて行なうことで、より微細な酸化チ
タン微粉末を得ることができる。例えば、ラモンドミキ
サーを用いることにより、200m2/gという大きな
比表面積のアナターゼタイプの酸化チタン粉末が得ら
れ、この粉末を450〜800℃で熱処理した後でも比
表面積が60〜70m2/gであって、微細かつ分散性
のよい酸化チタン微粉末を得ることが可能となる。これ
は、ラモンドミキサーは、流体を1023個というアボガ
ドロ数に近い個数に均一分割を行なうことができるよう
に、分割エレメントユニットを組み立てた装置であり、
1個当りの分割反応スポットの容積を計算すると、約3
μm径の反応場になり加水分解反応を均一に行なわせる
ことが可能となるためである。
The hydrolysis of the complex alkoxide is carried out by using a static mixer such as a Ramond mixer (trade name of Environmental Science Co., Ltd.) or a static mixer (trade name of Kenix Corporation, USA). Finer titanium oxide fine powder can be obtained. For example, by using a ramond mixer, an anatase-type titanium oxide powder having a large specific surface area of 200 m 2 / g can be obtained, and the specific surface area is 60 to 70 m 2 / g even after the powder is heat-treated at 450 to 800 ° C. Thus, it is possible to obtain fine and finely dispersed titanium oxide fine powder. This is a device in which a Lamond mixer is assembled with divided element units so that a fluid can be uniformly divided into a number close to the Avogadro number of 10 23 ,
When the volume of the divided reaction spots per one piece is calculated, about 3
This is because it becomes a reaction field having a diameter of μm and the hydrolysis reaction can be performed uniformly.

【0020】また、複合アルコキシドを得るためのTi
アルコキシドとしては、一般的なTi(OR)4(但
し、Rはアルキル基を表わしCn2n+1で示される)ア
ルコキシドが挙げられ、Ti(OMe)4、Ti(OE
t)4、Ti(O・n-Pr)4、Ti(O・i-Pr)4
Ti(O・n-Bu)4、Ti(O・sec-Bu)4、Ti
(O・tert-Bu)4などを代表例として列挙できるが、
これらのアルコキシドに限定されるものではない。ま
た、Ti(OR)4-n(acac)nとして表わされるも
ので、上記のORの少なくとも一部をacacで置換し
たアルコキシドも使用できる。また、Ti(OR)4-n
(RCOO)nとして表わされるもので、上記のORの
少なくとも一部を脂肪酸に置換えたアルコキシドも使用
できる。さらにTi(OR)4-n(alkanolam
ine)nとして表わされるもので、上記のORの少な
くとも一部をalkanolamine(アルカノール
アミン)に置換えたアルコキシドの使用も可能であっ
て、アルカノールアミンとしてはTEA、DEA、ME
Aが代表例として列挙できるが、これらのアルカノール
アミンに限定されるものではない。
In addition, Ti for obtaining a composite alkoxide
Examples of the alkoxide include alkoxides of general Ti (OR) 4 (where R represents an alkyl group and represented by C n H 2n + 1 ), and Ti (OMe) 4 , Ti (OE)
t) 4 , Ti (O · n-Pr) 4 , Ti (O · i-Pr) 4 ,
Ti (On-Bu) 4 , Ti (O-sec-Bu) 4 , Ti
(O.tert-Bu) 4 and the like can be listed as typical examples,
It is not limited to these alkoxides. An alkoxide represented by Ti (OR) 4-n (acac) n , wherein at least a part of the above OR is substituted with acac, can also be used. Also, Ti (OR) 4-n
An alkoxide represented by (RCOO) n in which at least a part of the above OR is substituted with a fatty acid can also be used. In addition, Ti (OR) 4-n (alkanolam
ine) n , and an alkoxide in which at least a part of the above OR is substituted with an alkanolamine (alkanolamine) can be used. Examples of the alkanolamine include TEA, DEA, ME
A can be listed as a representative example, but is not limited to these alkanolamines.

【0021】また、複合アルコキシドを得るためのCe
アルコキシドとしては、一般的なCe(OR)m(但
し、mは3または4であり、Rはアルキル基を表わしC
n2n+1で示される)アルコキシドが挙げられ、Ce
(OMe)m、Ce(OEt)m、Ce(O・n-P
r)m、Ce(O・i-Pr)m、Ce(O・n-Bu)m
Ce(O・sec-Bu)m、Ce(O・tert-Bu)mなど
を代表例として列挙できるが、これらのアルコキシドに
限定されるものではない。また、Ce(OR)m-n(a
cac)n(但し、mは3または4、m≧n)として表
わされるもので、上記のORの少なくとも一部をaca
cで置換えたアルコキシドも使用できる。また、Ce
(OR)m-n(RCOO)n(但し、mは3または4、m
≧n)として表わされるもので、上記のORの少なくと
も一部を脂肪酸に置換えたアルコキシドも使用できる。
さらにCe(OR)m-n(alkanolamine)n
(但し、mは3または4、m≧n)として表わされるも
ので、上記のORの少なくとも一部をalkanola
mine(アルカノールアミン)に置換えたアルコキシ
ドの使用も可能であって、アルカノールアミンとしては
TEA、DEA、MEAが代表例として列挙できるが、
これらのアルカノールアミンに限定されるものではな
い。
Further, Ce for obtaining a composite alkoxide is used.
As the alkoxide, general Ce (OR) m (where m is 3 or 4, R represents an alkyl group, and
n H represented by 2n + 1) include alkoxides, Ce
(OMe) m , Ce (OEt) m , Ce (On-P
r) m , Ce (O-i-Pr) m , Ce (On-Bu) m ,
Ce (O.sec-Bu) m , Ce (O.tert-Bu) m and the like can be listed as typical examples, but are not limited to these alkoxides. Also, Ce (OR) mn (a
cac) n (where m is 3 or 4, m ≧ n), and at least a part of the above OR is aca
Alkoxides substituted with c can also be used. Also, Ce
(OR) mn (RCOO) n (where m is 3 or 4, m
≧ n), and an alkoxide in which at least a part of the above OR is substituted with a fatty acid can also be used.
Further, Ce (OR) mn (alkanolamine) n
(Where m is 3 or 4, m ≧ n), and at least a part of the above OR is akanola
Alkoxides substituted with mine (alkanolamine) can be used, and TEA, DEA, and MEA can be listed as typical examples of alkanolamines.
It is not limited to these alkanolamines.

【0022】[0022]

【実施例】まず、出発原料として、Tiアルコキシドの
1種であるTi(OH734と、Ceアルコキシドの
1種であるCe(acac)3を用意した。
EXAMPLES First, Ti (OH 7 C 3 ) 4 , a kind of Ti alkoxide, and Ce (acac) 3 , a kind of Ce alkoxide, were prepared as starting materials.

【0023】その後、表1に示すように、Ce/Ti=
0/100〜1.50/98.50原子モル比になるよ
うに、これら原料を正確に秤量分取して、2−メトキシ
エタノールを入れたセパラブルフラスコに入れた。この
フラスコにセパラブルカバー、攪拌羽根および冷却器を
取り付けて、120℃のオイルバスにセットして24時
間還流を行なった。還流後、蒸留によってC37OHを
除去して、(−Ti−O−Ce−O−Ti−)の化学結
合を有する複合アルコキシド溶液を得た。
Thereafter, as shown in Table 1, Ce / Ti =
These raw materials were accurately weighed and dispensed so as to have a molar ratio of 0/100 to 1.50 / 98.50, and placed in a separable flask containing 2-methoxyethanol. The flask was equipped with a separable cover, a stirring blade and a cooler, set in a 120 ° C. oil bath, and refluxed for 24 hours. After the reflux, C 3 H 7 OH was removed by distillation to obtain a composite alkoxide solution having a chemical bond of (—Ti—O—Ce—O—Ti—).

【0024】次に、得られた複合アルコキシド溶液と6
5〜90℃に加温された水を、静止型混合器の1種であ
るラモンドミキサーを備えた反応装置の溶液タンクに別
々に入れた。溶液タンクのバルブを開き、送液ポンプで
複合アルコキシド溶液と加温された水をラモンドミキサ
ーに送り込みミキサー内で加水分解反応を行ないアナタ
ーゼタイプの酸化チタン粉末のスラリーを得た。得られ
た酸化チタン粉末のスラリーを回収タンクに受け回収し
た。回収したスラリーを送液ポンプで再度ラモンドミキ
サーに送り込みながら熟成処理を行なった。その後、ス
プレードライヤーで乾燥し酸化チタン粉末を得た。
Next, the obtained composite alkoxide solution and 6
Water heated to 5 to 90 ° C. was separately charged into a solution tank of a reactor equipped with a type of static mixer, a Ramond mixer. The valve of the solution tank was opened, and the mixed alkoxide solution and warmed water were fed into a ramond mixer by a liquid feed pump to carry out a hydrolysis reaction in the mixer to obtain a slurry of anatase type titanium oxide powder. The obtained slurry of titanium oxide powder was collected in a collection tank. The recovered slurry was subjected to an aging treatment while being sent again to the Ramond mixer by a liquid sending pump. Then, it was dried with a spray dryer to obtain a titanium oxide powder.

【0025】その後、得られた酸化チタン粉末を500
℃で1時間熱処理を行ない、目的の酸化チタン微粉末を
得た。
Thereafter, the obtained titanium oxide powder was
Heat treatment was performed at 1 ° C. for 1 hour to obtain the desired titanium oxide fine powder.

【0026】次に、得られた酸化チタン微粉末につい
て、比表面積(SS)、光触媒活性能、光吸収スペクト
ルの測定を行なった。なお、光触媒活性能はテトラリン
試験により求めた。また、光吸収スペクトルはMgSO
4を基準として光吸収度{log(I0/I)、但しI0
は入射光の強さ、Iは反射光の強さ}を測定した。比表
面積および光触媒活性能の測定結果を表1に示す。光吸
収スペクトルの測定結果を図1に示す。
Next, the specific surface area (SS), photocatalytic activity, and light absorption spectrum of the obtained fine titanium oxide powder were measured. The photocatalytic activity was determined by a tetralin test. Also, the light absorption spectrum is MgSO
4 , the light absorption Δlog (I 0 / I), where I 0
Is the intensity of incident light, and I is the intensity of reflected light. Table 1 shows the measurement results of the specific surface area and the photocatalytic activity. FIG. 1 shows the measurement results of the light absorption spectrum.

【0027】なお、テトラリン試験は、一般に、塗料の
耐候性をチェックする方法であり、塗料の光劣化性を加
速して評価する試験である。具体的には、次のような試
験方法により、酸化チタン微粉末の光触媒活性能を求め
た。すなわち、まず、石英製の反応容器に酸化チタン微
粉末および1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン(C10
12)を入れ、さらに酸素を充填した。この反応容器を
37℃に調整したウオーターバスにセットし、高圧水銀
灯を点灯して紫外線を反応容器に30分間照射し、式1
に示す自動酸化反応を行なわせた。そして、反応による
酸素消費量を、取付た圧力計の圧力変動から求めた。
The tetralin test is generally a method for checking the weather resistance of a paint, and is a test for accelerating and evaluating the photo-deterioration of the paint. Specifically, the photocatalytic activity of the titanium oxide fine powder was determined by the following test method. That is, first, a titanium oxide fine powder and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene (C 10
H 12 ) was added, and oxygen was further charged. This reaction vessel was set in a water bath adjusted to 37 ° C., and a high-pressure mercury lamp was turned on to irradiate the reaction vessel with ultraviolet rays for 30 minutes.
The autoxidation reaction shown in the following was performed. Then, the oxygen consumption due to the reaction was determined from the pressure fluctuation of the attached pressure gauge.

【0028】 C1012 + O2 + hν → C10122 ・・・式1 式1から明らかなように、反応容器内の圧力変動が大き
いほど酸素消費量が多い、すなわち光触媒活性能が高い
ことを示す。
C 10 H 12 + O 2 + hν → C 10 H 12 O 2 Equation 1 As is apparent from Equation 1, the greater the pressure fluctuation in the reaction vessel, the greater the oxygen consumption, that is, the photocatalytic activity. Indicates high performance.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1から明らかなように、Ce/Ti原子
モル比が大きくなる、すなわちTiO2のTi席を占め
るCeの割合が高くなるにしたがって、圧力変動が小さ
くなっている。これは、Ti席を占めるCeの割合が高
くなるほど、酸化チタン微粉末の光触媒活性能が低くな
っていくことを示している。さらに、Ti席に占めるC
eの割合が1原子モル%を超えると、酸素消費による圧
力差が収束する傾向を示している。TiO2のTi席を
1原子モル%以上Ceで置換させることで、光触媒活性
能をTiO2粉末単体の1/10以下に低下させること
が可能である。
As is apparent from Table 1, the pressure fluctuation decreases as the Ce / Ti atomic molar ratio increases, that is, as the ratio of Ce occupying Ti sites of TiO 2 increases. This indicates that the higher the proportion of Ce occupying the Ti seat, the lower the photocatalytic activity of the titanium oxide fine powder. Furthermore, C in Ti seat
When the proportion of e exceeds 1 atomic mol%, the pressure difference due to oxygen consumption tends to converge. Be to replace Ti seat of the TiO 2 in 1 atomic mol% Ce, it is possible to lower the photocatalytic activity performance than 1/10 of the TiO 2 powder alone.

【0031】図1に、表1の試料番号1、2、3および
5の酸化チタン微粉末の光吸収ペクトルの測定結果を示
す。図1から明らかなように、TiO2のTi席の一部
をCeで置換することにより、UV−A領域(波長:3
20〜400nm)の紫外線の吸収能が高まっている。
FIG. 1 shows the measurement results of the light absorption spectrum of the fine titanium oxide powders of Sample Nos. 1, 2, 3 and 5 in Table 1. As is clear from FIG. 1, by substituting a part of the Ti seat of TiO 2 with Ce, the UV-A region (wavelength: 3
(20 to 400 nm).

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
の、Ti席の一部をCeによって置換した酸化チタン微
粉末は、UV−B領域(波長:280〜320nm)だ
けでなくUV−A領域(波長:320〜400nm)の
紫外線をも吸収して遮蔽し、かつ、光触媒活性能が抑え
られる。
As is clear from the above description, the titanium oxide fine powder according to the present invention in which a part of the Ti site is replaced by Ce can be used not only in the UV-B region (wavelength: 280 to 320 nm) but also in the UV-B region. It also absorbs and blocks ultraviolet rays in the A region (wavelength: 320 to 400 nm) and suppresses the photocatalytic activity.

【0033】したがって、本発明の酸化チタン微粉末
を、例えば、日焼け止め化粧品用として用いた場合、紫
外線の遮蔽性に優れ、かつ、化粧品中の香料、顔料、薬
剤などの有機化合物が光触媒作用で酸化分解するのを抑
えた化粧品を得ることができる。
Therefore, when the titanium oxide fine powder of the present invention is used, for example, for sunscreen cosmetics, it has excellent ultraviolet shielding properties, and organic compounds such as fragrances, pigments, and chemicals in the cosmetics have a photocatalytic action. Cosmetics with reduced oxidative degradation can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】TiO2のTi席の一部をCeで置換した酸化
チタン微粉末の光吸収スペクトルである。
FIG. 1 is a light absorption spectrum of a titanium oxide fine powder in which a part of a Ti site of TiO 2 is substituted by Ce.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 TiO2のTi席の一部がCeにより置
換されていることを特徴とする、紫外線遮蔽用の酸化チ
タン微粉末。
1. A titanium oxide fine powder for shielding ultraviolet rays, characterized in that part of the Ti site of TiO 2 is replaced by Ce.
【請求項2】 TiアルコキシドとCeアルコキシドの
溶液を混合し加熱反応させて(−Ti−O−Ce−O−
Ti−)の化学結合を有する複合アルコキシド溶液を得
る工程、該複合アルコキシド溶液を65〜95℃に加温
した水と反応させ加水分解して酸化チタン粉末を得る工
程、該酸化チタン粉末を450〜800℃で熱処理する
工程、を備えることを特徴とする、TiO2のTi席の
一部をCeで置換した、紫外線遮蔽用の酸化チタン微粉
末の製造方法。
2. A solution of Ti alkoxide and Ce alkoxide is mixed and reacted by heating to obtain (-Ti-O-Ce-O-
A step of obtaining a composite alkoxide solution having a chemical bond of Ti-); a step of reacting the composite alkoxide solution with water heated to 65 to 95 ° C to hydrolyze to obtain a titanium oxide powder; A method for producing a titanium oxide fine powder for shielding ultraviolet rays, wherein a part of Ti seats of TiO 2 is replaced by Ce.
【請求項3】 前記複合アルコキシドの加水分解は、静
止型混合器を用いて行なうことを特徴とする、請求項2
に記載の酸化チタン微粉末の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the hydrolysis of the complex alkoxide is performed using a static mixer.
3. The method for producing a fine titanium oxide powder according to item 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7371275B2 (en) 2004-07-02 2008-05-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company Titanium dioxide pigment and polymer compositions
JP2009275111A (en) * 2008-05-14 2009-11-26 Dainippon Printing Co Ltd Method for producing gas barrier composition and gas barrier laminated film
JP2012111683A (en) * 2010-11-04 2012-06-14 Shinshu Univ Method for producing copper-doped titanium oxide

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