光触媒に使用されている二酸化チタン(※)は、その構造によって「アナターゼ型」と「ルチル型」の2種類に大きく分けることができます。「構造の違い」とはいえそれぞれ性質も用途も異なります。こちらでは、様々な用途に使用される二酸化チタン「アナターゼ型」「ルチル型」の特徴をご紹介します。
※二酸化チタン
日本において使用される白色顔料の70%を占める鉱物。その用途は幅広く、光触媒を始め、塗料、化粧品、印刷インキ、合成樹脂などに使用されている。なお、上記以外にも斜方晶系の「フルッカイト」が存在するが、工業用としてはほとんど用いられていない。
アナターゼ型の二酸化チタンは、結晶の形が針状をしており太陽光のような可視光線に反応しやすいとされています。光触媒の研究が始まった頃に使用されていた二酸化チタンはルチル型でした。しかし、表面積が大きく反応性が高いアナターゼ型の方が光触媒としての効率が良いとして、現在はアナターゼ型が主に使用されています。
また、アナターゼ型は塗料や化粧品にはあまり適しておらず、塗料として使用するとチョーキング(塗膜の劣化による粉の発生)を起こしやすくなるという欠点があります。
| 物性 | アナターゼ型 |
|---|---|
| 結晶系 | 正方晶系 |
| 比重 | 3.9 |
| 屈折率 | 2.52 |
| 硬度(モース) | 5.5から6.0 |
| 誘電率 | 31 |
| 融点 | 高温でルチル型へ転移 |
| 用途 | 光触媒用 |
二酸化チタンは従来、主に塗料や化粧品などに利用されていました。ルチル型は非常に安定した結晶が特徴で、隠ぺい力が強いため塗料として活用されることが多くなっています。光触媒としても使用されますが、アナターゼ型に比べて表面積が小さく、太陽光などの可視光線には反応しづらいとされています。
ルチル型は食品にも利用されており、食品添加物としても認められている二酸化チタンの大部分はルチル型であると考えて良いでしょう。
| 物性 | ルチル型 |
|---|---|
| 結晶系 | 正方晶系 |
| 比重 | 4.2 |
| 屈折率 | 2.71 |
| 硬度(モース) | 6.0から7.0 |
| 誘電率 | 114 |
| 融点 | 1,858℃ |
| 用途 | 塗料・化粧品用 |