JPH0214820A - 酸化チタン薄膜形成材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学的に透明で基板との付着性に優れた酸化チ
タン薄膜を形成する液状拐料の％ｌ！造力法に関する。

（従来の技術） 酸化チタンの透明薄膜はプラス又はプラスチックの表面
に、光の反射防止、特定波長の光の吸収、透過、反射等
の機能を有する光学薄膜を形成する際の高屈折膜として
用いられている。又、近年酸化チタン薄膜を用いた光触
媒、センサー等の開発も盛んに打ｔ）れている。

酸化チタン薄膜の形成方法として化学蒸着法、真空蒸着
法、スパッター法等が知られているが、いずれの方法も
装置が複雑で作業性も劣り、また大面積の薄膜を得るに
は不適であり、コストも高い。これに対してデイツプ法
は基板を液状の薄膜形成材料に浸漬して引き、Ｊ二げて
焼成する方法であり、スプレー法は加熱した基板上に液
をスプレーする方法であり、簡単な装置で大面積の薄膜
を形成させることができる。

酸化チタンの液状薄膜形成材料（以下デイツプフート材
と呼ぶ）としては一般にチタンのアルコキシドから調製
されたものが用いられるが、可燃性又は有害な有機溶剤
を多量に含有するので使用時に安全面及び衛生１面で十
分な対応が必要である。

有機溶剤を含まない材料としてチタニャゾルが市販され
ているが、これは微粒子の酸化チタン又はチタン酸の水
性懸濁物であり、これを用いて薄膜を形成させた場合、
基板との付着性の良い膜が得られないという問題がある
。又、両者とも共通の問題点として、貯蔵中に粘度が商
くなったり、沈殿物を形成する等の経時変化が生じる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は可燃性、有毒、刺激性の揮発物質を含ま
ず、貯蔵時の経時変化もなく、透明性、付着性に浸れた
酸化チタン薄膜を形成しうるデイツプフート材の製造方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明はチタン酸と一般式 ％式％（） （ＣＯＯｌ（）ＣＩ＋□−１■はＯ又は１〜３の整数を
示す。）で表わされる有機酸の１種以上を反応させるこ
とを特徴とする酸化チタン薄膜形成材料の製造方法に係
る。

本発明においてチタン酸としては公知の各種のものが使
用できるが、例えばチタンの硫酸塩又は塩化物とアンモ
ニア、水酸化アルカリ、炭酸アルカリと反応させて得ら
れるゲル状のチタン酸が適しており、加熱しで加水分解
させたチタン酸は反応性に乏しいので好ましくない。チ
タン酸は水で洗浄して不純物を十分に除き、好ましくは
濾過ケーク状又はスラリー状で有機酸と反応させる。

チタン酸と反応させる有機酸は一般式 ％式％（１） （ＣＯＯＨ）ＣＨ２−１１１はＯ又は１〜３の整数を示
す。）で表わされ、具体的には例えばシュウ酸、クエン
酸、酒石酸、乳酸、マレイン酸、マロン酸、グリコール
酸、リンゴ酸等の水溶性有機酸であり、これらの１１１
１又は２種以上を使用することができる。本反応は常温
で行うのが望ましいが、７０℃程度まで加温することも
できる。有機酸の量はＴｉＯ□換Ｗ、１モルに対して、
約０．１〜２モルの範囲が好ましい。０．１モル未満及
び２モルを越えて有機酸を加えて調製したデイツプコー
ト材を用いて成膜すると膜の付着性及び硬度が低く、実
用面で問題を生じる。チタン酸と有機酸との反応は通常
、攪拌下で行い、反応液の外観及び粘度が一定するまで
保持する。その後、濾過して実用に供する。

チタン酸と有機酸の反応において重要なのは、反応させ
た液がチタン酸のコロイド粒子が分散した状態、即もゾ
ルの外観を示すことである。有機酸量が少ないと沈殿物
を生じ、又有機酸量が多くなるとゾルというよりはむし
ろ溶液に近い外観を呈し、いずれもデイツプコート材と
しては好ましくない。

本発明の方法によって得られたデイツプコート材を用い
て基板上に薄膜を形成する手段として、通常行われてい
るデイツプ法、スプレー法、スピンナー法等を適用する
ことができ、又、デイツプフート材の変質を起こさない
程度にアルコール等の溶剤を添加して用いることもでき
る。更に、液の粘度ｆＩ４ＮＮ及び安定性増大を目的と
してメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコー
ル等の水溶性有機高分子化合物を添加することもできる
。

本発明において基板上に形成された薄膜は次いで必要に
応じ乾燥された後、焼成される。乾燥は室温〜２００℃
程度、又焼成は約４００〜９００℃程度又はそれ以上で
行うのが好ましい。この焼成過程で有機酸は炭酸〃スと
水に変化して揮発し、酸化チタン薄膜中には残存しない
。

上記で得られた酸化チタンの透明薄膜はがラス又はプラ
スチックの表面に、光の反射防止、特定波長の光の吸収
、透過、反射等の機能を有する光学薄膜を形成する際の
高屈折膜として、或いは光触媒、センサー等として有用
である。

（発明の効果） 本発明は可燃性、刺激性の揮発物質を含まず、貯蔵時の
経時変化もなくて、透明性、付着性の優れた酸化チタン
薄膜を形成しうるデイツプコート材の製造方法を提供す
ることができる。

（実　施　例） 以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜１１及び比較例１ 四塩化チタンの水溶Ｋｔ（Ｔ　ｉ　（’）　２５０８／
　Ｉ　）に撹拌下でアンモニア水（２５％）を徐々に加
えてＩ）１（を５．５にｉ＄ｉ！９Ｌ、チタン酸デルを
沈殿させた。このスラリーを枦別した後、デル中に塩素
が認められなくなるまで水を注加して濾過洗浄を行−〕
た。得られたゲルのＴｉＯ□含有量は１０．３％であっ
た。

上述のチタン酸デル７７７８（′「ｉ　０２として１．
０モルを含む）に水５００ｇを加えてリパルプし、第１
表に示したような各種の有機酸を加えて室温で３目間攪
１′トシた。その後濾過し、デイツプコート材を得た。

いずれの場合も液は透明ではなくゾルの外観を示し、放
置しても沈殿物を生成しなかった。

（＋）安定性試験 得られたデイツプフート材を室温で３ケ月間放置した場
合の外観の変化及び粘度を調べ、さらに成膜試験を行っ
て、貯蔵による経時変化を調べｔこ。

（２）成膜試験 Ａ面を洗浄したマイクロスライドガラスを、Ｔ　＋　０
２濃度を３％に調整したデイツプコート故に侵潰し、ｌ
ｏｃｍ／分の速度で引き上げ、１００°Ｃで３０分間乾
燥後、５００℃で３０分間焼成した。膜の付着性評価は
セロテープを膜面に密着させた後、引き剥したときに膜
が剥離しないものを良とし、一部でも剥離した場合を不
良とした。又硬度評価はカミソリの刃を膜面に斜めに当
て一定の力で押しイ４けながらスライドさセたと鰺に傷
がつかないらのを良とし、つくものを不良とした。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン酸と一般式 Ｘ−Ａ−ＣＯＯＨ（１） （ＸはＨ、ＯＨ又はＣＯＯＨ、Ａは−（ＣＨ＿２）＿ｎ
   −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ＿２−、−Ｃ
   Ｈ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）−又は−ＣＨ＿２Ｃ（ＯＨ）（
   ＣＯＯＨ）ＣＨ＿２−、ｎは０又は１〜３の整数を示す
   。）で表わされる有機酸の１種以上を反応させることを
   特徴とする酸化チタン薄膜形成材料の製造方法。
2. （２）酸化チタン１モルに対して有機酸を約０．１〜２
   モル使用する請求項１記載の酸化チタン薄膜形成材料の
   製造方法。