特許 6441366 単結晶ＭｇＴｉＯ３フレークの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6441366

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】単結晶ＭｇＴｉＯ３フレークの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01G 23/00 20060101AFI20181210BHJP

   A61K 8/19 20060101ALI20181210BHJP

   A61Q 17/04 20060101ALI20181210BHJP

   A61Q 1/00 20060101ALI20181210BHJP

【ＦＩ】

   C01G23/00 C

   A61K8/19

   A61Q17/04

   A61Q1/00

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-541563(P2016-541563)

(86)(22)【出願日】2014年11月20日

(65)【公表番号】特表2017-501103(P2017-501103A)

(43)【公表日】2017年1月12日

(86)【国際出願番号】EP2014003099

(87)【国際公開番号】WO2015090500

(87)【国際公開日】20150625

【審査請求日】2017年11月17日

(31)【優先権主張番号】13005968.6

(32)【優先日】2013年12月20日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】591032596

【氏名又は名称】メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ

(74)【代理人】

【識別番号】100102842

【弁理士】

【氏名又は名称】葛和 清司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 龍太

【審査官】 村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０１０４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８１６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０００／０３５８１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０７２４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８９２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 HAIDER A F M Y et.al，JOURNAL OF PHYSICS C: SOLID STATE PHYSICS ，１９８０年１１月３０日，Vol.13, No.33，P.6239-6250

【文献】 ANNALES DE CHIMIE ET DE PHYSIQUE，フランス，Vol.4，P.167-168

【文献】 STUBICAR N et.al，JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS，２００４年 ５月１２日，Vol.370, No.1-2，P.296-301

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｇ １／００−２３／０８

Ａ６１Ｋ ８／１９

Ａ６１Ｑ １／００

Ａ６１Ｑ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下の工程：
１．少なくとも１つのチタン化合物、少なくとも１つのマグネシウム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、ＭｇＴｉＯ_３前駆体を形成すること、ここで該混合工程において融剤が存在する、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ＭｇＴｉＯ_３前駆体を焼成すること、
により単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークを製造する方法。

【請求項2】

混合が水媒体中で行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

融剤がＮａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、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、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

方法が焼成工程の前にＭｇＴｉＯ_３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】

請求項１に記載の焼成工程において得られた生成物が水で処理される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

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１〜６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

マグネシウム化合物が塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムおよび炭酸マグネシウムの１以上から選択される化合物である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項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以上から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

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１〜９のいずれか一項に記載された方法により得られた単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークの使用。

【請求項11】

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、請求項１０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ＭｇＴｉＯ_３フレークの製造方法、この方法により製造される単結晶ＭｇＴｉＯ_３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
例えば雲母、タルク、ガラスフレーク、ＭＩＯ（雲母状酸化鉄）などの無機顔料は、長年、被覆されまたは未被覆のいずれかで、複数の目的のために塗料、フィルム、コーティング組成物および化粧品などの形成において用いられている。

【0003】

上記のように通常用いられた無機顔料に加えて、チタン酸粒子はコーティングおよび組成物において複数の目的に有用であることが証明されている。チタン酸は、圧電気および導電性などの電気的性質、摩耗消滅および強化などの機械的性質、ならびに親水性および表面活性などの化学的な性質を示す。現在まで、チタン酸はセラミックコンデンサ、光触媒、半導体および電極材料など様々な用途において用いられる。チタン酸として、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、チタン酸アルミニウムおよびチタン酸リチウムが特に関心が持たれる。

【0004】

薄片状チタン酸粒子からなるチタン酸粉末は、その薄片形状に基づき天然に優れた分散性および配向を示す雲母またはタルクのような標準的な無機顔料に相当する分散性および配向挙動がある。そのため、顔料および嵩高剤として用いられ得るチタン酸フレークが所望される。

【0005】

例えば、特開平５−１６３１１７公報（特許文献１）は、色を示す金属イオンを含むか金属酸化物で被覆されるかのいずれかであり、体質顔料または着色顔料として用いられる多結晶ヘキサチタン酸カリウム（Ｋ_２Ｔｉ_６Ｏ_１３）のフレークを開示している。多結晶フレークの製造方法は、約５００℃を超える少なくとも２つの加熱工程を必要とする。

【0006】

特開２００８−１６２９７１公報（特許文献２）は、特別な大きさの範囲を示し、フラックス成長工程により製造されるレピドクロサイト型の板状チタン酸結晶粒子（Ｋ_３ＸＬｉ_ＸＴｉ_２−ＸＯ_４、Ｋ_３ＸＭｇ_ＸＴｉ_２−ＸＯ_４、またはＫ_３ＸＦｅ_ＸＴｉ_２−ＸＯ_４、いずれの場合においても０．０５≦ｘ≦０．５を有する）、ならびに光輝性顔料および嵩高剤としてのそれらの使用を開示する。ここでまた、板状チタン酸粒子の製造方法は、≧８００℃の温度での少なくとも２つの加熱工程を含む。

【0007】

これらの特許文献に記載されている製造方法は、効率の観点からさらに改善される必要がある。
例えば、特許文献１に記載されている方法により得られるヘキサチタン酸カリウム（Ｋ_２Ｔｉ_６Ｏ_１３）は多結晶である。そのため、それらの屈折率は同じ組成の単結晶チタン酸の屈折率より低い。さらに、高温加熱溶解工程および高温加熱焼成工程の条件は、時間がかかり、費用がかかり、および製造方法においてより複雑さをもたらす。

【0008】

これらと同様に、特許文献２に記載された方法により得られたレピドクロサイト型板状チタン酸結晶粒子の製造方法はまた、時間がかかり、費用がかかり、および製造工程においてより複雑さをもたらす２つの高温焼成工程を必要とする。

【発明の概要】

【0009】

本発明者らは、良好な誘電特性、生体適合性を有し、異方性熱膨張を示すチタン酸マグネシウムに注目し、複数の通常の顔料用途において用いられ得るチタン酸マグネシウム粒子の製造方法を開発した。

【0010】

本発明の目的は、エネルギー費用を削減した製造方法、そのため、様々な用途において顔料としての使用に適している単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークを効率的に製造するための方法を提供する製造方法を提供すること、この方法により製造されたチタン酸マグネシウム単結晶フレークを提供することならびにそれらがどのように使用され得るかを示すことである。

【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ＭｇＴｉＯ_３フレークが、ＭｇＴｉＯ_３前駆体を形成するためにリン化合物とチタン化合物をマグネシウム化合物の存在下で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、少なくとも１つのマグネシウム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、ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３前駆体を焼成すること、
により単結晶ＭｇＴｉＯ_３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Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、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ＭｇＴｉＯ_３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）マグネシウム化合物が塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムおよび炭酸マグネシウムの１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）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以上から選択される化合物である、（１）〜（９）のいずれか一に記載の方法。
（１１）（１）〜（１０）のいずれか一に記載の方法により得られた単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレーク。

【0016】

（１２）ゲイキー石結晶構造を有する、（１１）に記載の単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレーク。
（１３）相当する円の直径と同等のものによると、１０〜１００μｍの範囲の粒径を有する、（１１）または（１２）に記載の単結晶ＭｇＴｉＯ_３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、（１１）〜（１３）のいずれか一に記載の単結晶ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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、少なくとも１つのマグネシウム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、ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３フレークが、ＭｇＴｉＯ_３前駆体を形成するためにリン化合物とチタン化合物およびマグネシウム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ＭｇＴｉＯ_３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、それらは高度に反射性の顔料、特に干渉顔料として、または干渉顔料のための基質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ＭｇＴｉＯ_３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、それは単結晶ＭｇＴｉＯ_３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、高度な屈性率を有するゲイキー石結晶構造において単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークが製造され得る。

【0021】

本発明による単結晶ＭｇＴｉＯ_３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、ＭｇＴｉＯ_３フレークがリンイオンの共存在下でチタン化合物およびマグネシウム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、少なくとも１つのマグネシウム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ＭｇＴｉＯ_３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、マグネシウム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、ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３前駆体の形成が生じるので、ＭｇＴｉＯ_３前駆体は、チタン化合物、マグネシウム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、「ＭｇＴｉＯ_３前駆体」は、主成分としてチタン酸化物水和物およびマグネシウム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ＭｇＴｉＯ_３前駆体を焼成する工程（以下、「焼成工程」と略す）を含む。

【0025】

本製造方法における焼成温度は通常少なくとも８００℃、およびより好ましくは少なくとも９００℃である。また、結晶物質を製造する観点から通常最高１４００℃およびより好ましくは最高１２５０℃である。このため、単一の焼成工程の最良の温度範囲は９００℃〜１２５０℃である。

【0026】

焼成時間は単結晶ＭｇＴｉＯ_３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、好ましくは最大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ＭｇＴｉＯ_３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。

【0028】

混合工程でのチタン化合物、マグネシウム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。

【0029】

水性媒体へのマグネシウム化合物の添加はチタン化合物の添加前に、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後に行われ得る。しかしながら、マグネシウム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、ＭｇＴｉＯ_３フレークの収率が増加し得る。そのため、後者の順番が好ましい。

【0030】

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、ＭｇＴｉＯ_３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。

【0031】

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、６〜８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。

【0032】

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６〜８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。

【0033】

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、また、脱イオン水などの純水に加えて他の成分を含む水性溶液であってもよい。

【0034】

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ＭｇＴｉＯ_３前駆体からＭｇＴｉＯ_３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。

【0035】

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℃未満ではないが、得られるＭｇＴｉＯ_３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Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、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、Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４が好ましく、Ｎａ_２ＳＯ_４が特に好ましい。

【0036】

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ＭｇＴｉＯ_３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、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。

【0037】

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、ＭｇＴｉＯ_３フレークの収率は増加し得る。そのため、後者の順番が特に好ましい。

【0038】

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。

【0039】

− 焼成工程の前に溶融塩混合物の粉末を得るための、ＭｇＴｉＯ_３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。

【0040】

− 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、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。

【0041】

− 洗浄工程後に溶解した不純物を含有する溶液からＭｇＴｉＯ_３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（ＭｇＴｉＯ_３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
− ＭｇＴｉＯ_３フレークを乾燥するために、ＭｇＴｉＯ_３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。

【0042】

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。
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。

【0043】

チタン化合物の使用量は製造される単結晶ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３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。

【0044】

マグネシウム化合物として、水溶性マグネシウム化合物同様に好まれ、特に無機マグネシウム塩が好まれる。有用なマグネシウム塩の例は：塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムおよび炭酸マグネシウムである。しかしながら、費用および入手しやすさの観点から、塩化マグネシウムが好ましい。ここで、用いられるマグネシウム化合物の種類は、１つに限られず、少なくとも２つの種類が共に用いられ得る。

【0045】

マグネシウム化合物の使用量は製造される所望の量の単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークにより適切に選択されるべきである。単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークにおけるＭｇ原子のモル数の、使用されるマグネシウム化合物のＭｇ原子のモル数に対する比率（単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークにおけるＭｇ原子のモル数／マグネシウム化合物におけるＭｇ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０．９、好ましくは最大０．９５およびより好ましくは最大１．０である。

【0046】

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。

【0047】

リン化合物の使用量は単結晶ＭｇＴｉＯ_３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。

【0048】

本製造方法において、高品質単結晶ＭｇＴｉＯ_３は効率的に製造され得る。そのため、本発明のさらなる目的は、上記の方法により製造される単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークである。

【0049】

本発明の単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークは、今詳細に記載されるだろう。これらの特徴は開示される値に限られないが、それらは通常、以下に記載されるような形状、大きさおよび結晶構造を示す。

【0050】

単結晶ＭｇＴｉＯ_３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２０μｍである。およびこの値は通常最大１００μｍ、好ましくは最大９０μｍである。

【0051】

ＭｇＴｉＯ_３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。

【0052】

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０．５μｍ、好ましくは最大０．４μｍ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ＭｇＴｉＯ_３フレークの真珠光沢が起こり得る。

【0053】

フレークのアスペクト比は通常少なくとも２０、好ましくは少なくとも４０である。およびこの値は通常最大２００、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ＭｇＴｉＯ_３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。

【0054】

本発明によるＭｇＴｉＯ_３フレークの結晶構造は単一結晶でありゲイキー石型である。この結晶構造は、本発明の製造方法により、Ｍｇドープされたチタン酸化物よりむしろ本物の混合酸化物の形成を証明する。

【0055】

本発明による製造方法を用いて、顔料として適切である単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークは被覆されているか被覆されていないかのいずれでも、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のために製造され得る。したがって、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顔料としての本単結晶ＭｇＴｉＯ_３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ＭｇＴｉＯ_３フレークは高い屈折率、良好な光沢、良好な誘電特性ならびに異方性熱膨張を示すので、それらはまた、ほんの２〜３例を挙げると、光触媒、色素増感太陽電池のためのホスト材料、ＵＶ吸収剤および撥水剤において用いられ得る。

【図面の簡単な説明】

【0056】

【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ＭｇＴｉＯ_３フレークの表面のＳＥＭ画像である。

【0057】

【図2】図２は、本発明の好ましい態様にしたがった単結晶ＭｇＴｉＯ_３フレークの製造のための製造方法を示すフローチャートである。

【0058】

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、本発明はこの例に限らない。

【0059】

（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時間にわたって総量２１０ｇの四塩化チタン溶液（四塩化チタン６４ｇおよびに塩化マグネシウム１０ｇを含む、水中における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、最後に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、ＭｇＴｉＯ_３フレークを得る。

【0060】

得られたＭｇＴｉＯ_３フレークは平均粒径３０μｍを有し、それらのほとんどは円形または六方晶系を示す。Ｘ線回折分析から、フレークの主な表面は（１００）配向を示し、結晶構造はゲイキー石型である。さらに、電子顕微鏡での分析はそれらが単一結晶であることを確認した。

【0061】

本明細書に記載の製造方法により得られた単結晶ＭｇＴｉＯ_３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】

【図2】