JP2009155202A - 高分散性二酸化チタン粉末 - Google Patents

Abstract

【課題】 分散剤を添加せずに、二酸化チタン粉末を長時間水に懸濁させておく手段を提供する。
【解決手段】 二酸化チタン粉末を放電処理することにより得られる高分散性二酸化チタン粉末。
【選択図】なし

Description

本発明は、分散性の高い二酸化チタン粉末に関する。この二酸化チタン粉末は、農園芸用病害防除剤及び農園芸用害虫防除剤として有用である。

二酸化チタンは、無味無臭の白色の粉末状物質で、ホワイトチョコレートなどの白色着色料として利用されている。この物質の一番の特徴は光触媒機能を持つことである。二酸化チタンに光を照射すると、OHラジカルのような酸化力の強い物質を生成する。この酸化力によって、二酸化チタンは、有害物質を分解したり、あるいは殺菌作用などを発揮する。

二酸化チタンの殺菌作用に注目し、この物質を植物の病害防除剤として利用する試みがなされている（特許文献１）。二酸化チタンは、食品の着色料として利用されていることからもわかるように、生物や環境に対して安全性の高い物質であり、この物質を利用することにより、環境に対して悪影響を与えることなく、植物の病害を防除できる可能性がある。

特開平11-343209号公報

二酸化チタンによって圃場内の植物の病害を防除するには、この物質を水などに懸濁させ、その懸濁液を圃場に散布する必要がある。しかし、二酸化チタンの水に対する分散性は低く、水に懸濁させても短時間で沈殿してしまう。分散剤などを添加することにより、懸濁状態を長時間維持することは可能であるが、分散剤の中には環境に悪影響を与えるものもあり、二酸化チタン自体が環境に優しいものであっても、添加する分散剤によって、環境を汚染してしまう可能性がある。このため、分散剤などを用いずに二酸化チタン粉末を水に長時間懸濁させておく方法の開発が望まれていた。

本発明は、このような技術的背景の下になされたものであり、二酸化チタン粉末を長時間水に懸濁させておく手段を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、二酸化チタン粉末を、市販のオゾン発生装置の放電電極間を通過させることにより、分散性が向上し、長時間懸濁液の状態が維持されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の（１）〜（５）を提供するものである。
（１）二酸化チタン粉末を放電処理することにより得られる高分散性二酸化チタン粉末。
（２）二酸化チタン粉末を放電処理することを特徴とする高分散性二酸化チタン粉末の製造方法。
（３）（１）記載の高分散性二酸化チタン粉末を水に懸濁させた二酸化チタン懸濁液。
（４）（３）記載の二酸化チタン懸濁液を含有する農園芸用病害防除剤。
（５）（３）記載の二酸化チタン懸濁液を含有する農園芸用害虫防除剤。

本発明は、分散性の高い二酸化チタン粉末を提供する。この二酸化チタン粉末は、分散剤などを添加しなくても、長時間懸濁状態が維持されるため、環境に悪影響を与えることなく、圃場に散布し、植物の病害や害虫の防除に利用できる。

オゾン発生装置の電極部分の写真。 実験開始直後の二酸化チタン粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始から約2分後の二酸化チタン粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始から約30分後の二酸化チタン粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始から約20時間後の二酸化チタン粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始直後のセラミックス粉末及び炭酸カルシウム粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始から約2分後のセラミックス粉末及び炭酸カルシウム粉末懸濁液の状態を示す写真。 実験開始直後の卵殻粉末及び焼成骨粉懸濁液の状態を示す写真。 実験開始から約2分後の卵殻粉末及び焼成骨粉懸濁液の状態を示す写真。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の高分散性二酸化チタン粉末は、二酸化チタン粉末を放電処理することにより得られるものである。但し、放電処理以外の手段で得られる二酸化チタン粉末であっても、本発明の高分散性二酸化チタン粉末と同様の性質を示すものは、本発明の高分散性二酸化チタン粉末に含まれる。

放電処理は高分散性の二酸化チタン粉末を生じさせるような処理であれば特に限定されず、例えば、対向した放電電極間に二酸化チタン粉末を置き、電極間に発生する電子流を二酸化チタン粉末に衝突させるような処理を示すことができる。放電電極としては、オゾン発生装置などに使用される無声放電用電極などを例示できる。

使用する二酸化チタンは、アナターゼ型のものが好ましいが、ルチル型のものであってもよい。

本発明の高分散性二酸化チタン粉末は、水に長時間懸濁させておくことができ、この懸濁液を圃場等に散布し、農園芸用病害防除剤や農園芸用害虫防除剤として利用することができる。

散布する懸濁液中の二酸化チタンの量は、対象とする病害や害虫を防除できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、1L当たり0.01〜0.5g、好ましくは0.03〜0.1gとする。

圃場に散布する懸濁液の量も対象とする病害や害虫を防除できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、10a当たり50〜400L、好ましくは100〜300Lとする。

防除対象とする病害としては、キュウリのかっぱん病、べと病、斑点細菌病、灰色カビ病、菌核病、ウドンコ病、ニラの葉枯病、アスパラガスの葉枯病、斑点病、茎枯病、トマトの灰色カビ病、菌核病、葉カビ病、イチゴの灰色カビ病、葉枯炭そ病、葉枯病、輪斑病、ウドンコ病、メロンのべと病、斑点細菌病、灰色カビ病などを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。

防除対象とする害虫としては、アブラムシ、シルバーリーフコナジラミ、ダニ、スリップスなどを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。

散布方法は特に限定されず、通常の農薬と同様に散布することができるが、シルバーリーフコナジラミのように葉の裏に寄生する害虫を防除する場合は、静電噴霧器を用いるのが好ましい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

〔実施例１〕 高分散性二酸化チタン粉末の製造及びその分散性の確認
市販のオゾン発生装置（製造元：シルバー精工株式会社、型式名：ZN300）の本体カバーを取り外し、内部の電極部を露出させた。この装置の電極部は、四箇所の空隙部分を持つ棚状の構造をとる（図１）。

オゾン発生装置の電源を入れた状態で、市販の二酸化チタン粉末（販売元：白石工業（株））を電極部の空隙部分に入れ、空隙部分を通過させた。空隙部分を通過させた後の二酸化チタン粉末6gを、100mlの工業用精製水に懸濁させた。また、この懸濁液を工業用精製水で1000倍に希釈した懸濁液も調製した。これらの懸濁液を静置し、沈殿が生じるかどうかを観察した。比較のため、上述した放電処理を行わない二酸化チタン粉末の懸濁液も同様に観察した。

実験開始直後、約2分後、約30分後、及び約20時間後の懸濁液の状態をそれぞれ図２、図３、図４、及び図５に示す。図中の4本のボトルは、左から順に、放電処理を行わなかった二酸化チタン粉末の1000倍希釈懸濁液、放電処理を行った二酸化チタン粉末の1000倍希釈懸濁液、放電処理を行わなかった二酸化チタン粉末の懸濁液、放電処理を行った二酸化チタン粉末の懸濁液である。なお、放電処理を行わなかった二酸化チタン粉末は、工業用精製水に添加しただけでは懸濁しなかったので、ボトルを強く振り、強制的に懸濁させた。

放電処理を行わなかった二酸化チタン粉末は、実験開始から2分後に既に沈殿が始まっており、実験開始から20時間後にはほぼ完全に沈殿と上清とに分離していた。これに対し、放電処理を行った二酸化チタン粉末は、実験開始から20時間たっても懸濁状態が維持されていた。このことから、二酸化チタン粉末に放電処理を行うことにより、粉末の分散性が向上することがわかった。

〔比較例１〕 セラミックス粉末及び炭酸カルシウム粉末の分散性の確認
二酸化チタン粉末の代わりにセラミックス粉末（佐賀県立窯業試験研究センターより、サンプル提供を受ける。）及び炭酸カルシウム粉末（販売元：白石カルシウム（株））を用い、実施例１と同様に放電処理及び懸濁液の観察を行った。

実験開始直後及び約2分後の懸濁液の状態をそれぞれ図６及び図７に示す。図中の4本のボトルは、左から順に、放電処理を行ったセラミックス粉末の懸濁液、放電処理を行わなかったセラミックス粉末の懸濁液、放電処理を行った炭酸カルシウム粉末の懸濁液、放電処理を行わなかった炭酸カルシウム粉末の懸濁液である。なお、セラミックス粉末及び炭酸カルシウム粉末は、工業用精製水に添加しただけでは懸濁しなかったので、沈殿速度を見るために、加振や撹拌により強制的に懸濁させた。

放電処理の有無にかかわらずセラミックス粉末及び炭酸カルシウム粉末は、実験開始から2分後に沈殿が始まっており、放電処理による分散性の改善はみられなかった。

〔比較例２〕 卵殻粉末及び焼成骨粉の分散性の確認
二酸化チタン粉末の代わりに卵殻粉末（販売元：（有）グリーンテクノ２１）及び焼成骨粉（販売元：（株）エクセラ）を用い、実施例１と同様に放電処理及び懸濁液の観察を行った。

実験開始直後及び約2分後の懸濁液の状態をそれぞれ図８及び図９に示す。図中の4本のボトルは、左から順に、放電処理を行った卵殻粉末の懸濁液、放電処理を行わなかった卵殻粉末の懸濁液、放電処理を行った焼成骨粉の懸濁液、放電処理を行わなかった焼成骨粉の懸濁液である。なお、卵殻粉末及び焼成骨粉は、工業用精製水に添加しただけでは懸濁しなかったので、沈殿速度を見るために、加振や撹拌により強制的に懸濁させた。

放電処理の有無にかかわらず卵殻粉末及び焼成骨粉は、実験開始から2分後に沈殿が始まっており、放電処理による分散性の改善はみられなかった。

以上の結果から、上述した放電処理による分散性の改善は、二酸化チタン粉末にのみみられ、他の粉末状物質にはみられなかった。二酸化チタンは、他の粉末状物質にはない光触媒性という性質を持っており、この性質が放電処理による分散性の改善と関係することが推測された。

〔試験例１〕 キュウリのかっぱん病感染防止効果試験
かっぱん病が発生したキュウリ圃場に二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2003年12月18日）、かっぱん病の感染防止効果を調べた。

二酸化チタン懸濁液は、200mlの工業用精製水に、実施例１に記載した方法で製造した高分散性二酸化チタン粉末12gを加え、更に展着剤としてミックスパワー（登録商標、製造元：シンジェンタ）を100cc加え、これを水道水で1000倍に希釈して調製した。散布量は、圃場10a当たり、200Lとした。

また、比較のため二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を用いて、同様に散布した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）のかっぱん病の発生率（散布後、新葉への感染率を％で表したものである。）を表１に示す。

表１に示すように、対照区では散布後もかっぱん病の感染が広がっていったのに対し、試験区では散布後かっぱん病の発生率が急減し、その後、低い値が維持された。このことから、二酸化チタン懸濁液には、キュウリのかっぱん病に対する感染防止効果があることがわかった。

〔試験例２〕 アスパラガスの茎枯れ病予防効果試験
過去に茎枯れ病が発生したことがあるアスパラガス圃場の土壌表面に二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2004年1月20日）、茎枯れ病の予防効果を調べた。

二酸化チタン懸濁液の調製は試験例１と同様に行った。散布量は、圃場10a当たり200Lとした。試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）の茎枯れ病の発生数（圃場5a当たり茎枯れ病を発生したアスパラガスの数）を表２に示す。

表２に示すように、対照区では茎枯れ病のアスパラガスが急激に増えていったが、試験区では茎枯れ病のアスパラガスはほとんど発生しなかった。このことから、二酸化チタン懸濁液には、アスパラガスの茎枯れ病に対する予防効果があることがわかった。

〔試験例３〕 トマトの灰色カビ病予防効果試験
過去に灰色カビ病発生したことがあるトマト圃場に二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2005年2月10日）、灰色カビ病の予防効果を調べた。

二酸化チタン懸濁液の調製は試験例１と同様に行った。散布量は、圃場10a当たり200Lとした。試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）の灰色カビ病の発生数（圃場5a当たり灰色カビ病を発生したトマト果実の個数）を表３に示す。

表３に示すように、対照区では灰色カビ病を発生したトマトが急激に増えていったが、試験区では灰色カビ病のトマトはほとんど発生しなかった。このことから、二酸化チタン懸濁液には、トマト灰色カビ病に対する予防効果があることがわかった。

〔試験例４〕 イチゴの葉枯炭そ病感染抑制効果試験
葉枯炭そ病が発生しているイチゴ圃場に二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2004年8月5日）、葉枯炭そ病の感染抑制効果を調べた。

二酸化チタン懸濁液の調製は試験例１と同様に行った。散布量は、圃場10a当たり100Lとした。試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）の葉枯炭そ病の発生率（全イチゴ個体中で新葉が葉枯炭そ病に感染した個体の割合）を表４に示す。

表４に示すように、対照区では散布後も葉枯炭そ病の感染が広がっていったのに対し、試験区では散布後葉枯炭そ病の発生率が急減し、その後、低い値が維持された。このことから、二酸化チタン懸濁液には、イチゴの葉枯炭そ病に対する感染防止効果があることがわかった。

〔試験例５〕 アブラムシに対する防除効果試験
雑草に寄生しているアブラムシに二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2005年4月19日）、アブラムシに対する防除効果を調べた。

二酸化チタン懸濁液の調製は試験例１と同様に行った。散布量は、圃場10a当たり150Lとした。試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）のアブラムシの生存数を表５に示す。

表５に示すように、対照区では散布後もアブラムシの生存数に変化はなかったのに対し、試験区では散布１０分以内に大部分のアブラムシが死んだ。このことから、二酸化チタン懸濁液には、アブラムシに対する防除効果があることがわかった。

〔試験例６〕 シルバーリーフコナジラミに対する防除効果試験
ナスの葉裏に寄生しているシルバーリーフコナジラミに二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2004年5月16日）、シルバーリーフコナジラミに対する防除効果を調べた。

散布に使用した二酸化チタン懸濁液は、まず、実施例１に記載した方法で製造した高分散性二酸化チタン粉末を工業用精製水に加え、6wt％程度の懸濁液を調製し、この懸濁液150mlをミックスパワー（登録商標）50cc及びモスピラン（登録商標、製造元：日本曹達（株））100gと共に水道水に加えて調製した。この懸濁液を噴霧機の専用タンクに入れ、全量が10Lになるように水道水を加え希釈した。散布は、市販の静電噴霧機（製造元：株式会社マリックス、型式名：BP-2.5）を用いて行い、散布量は圃場10a当たり5Lとした。

試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）のシルバーリーフコナジラミの生存数を表６に示す。

表６に示すように、対照区では散布後もシルバーリーフコナジラミの生存数に変化はなかったのに対し、試験区では散布１０分以内に大部分のシルバーリーフコナジラミが死んだ。このことから、二酸化チタン懸濁液には、シラバーリーフコナジラミに対する防除効果があることがわかった。

〔試験例７〕 ダニに対する防除効果試験
イチゴの葉裏に寄生しているダニに二酸化チタン懸濁液を散布し（散布日：2004年4月25日）、ダニに対する防除効果を調べた。

散布に使用した二酸化チタン懸濁液は、まず、実施例１に記載した方法で製造した高分散性二酸化チタン粉末を工業用精製水に加え、6wt％程度の懸濁液を調製し、この懸濁液150mlをミックスパワー（登録商標）50ccと共に水道水に加えて調製した。この懸濁液を噴霧機の専用タンクに入れ、全量が10Lになるように水道水を加え希釈した。散布は、市販の静電噴霧機（製造元：株式会社マリックス、型式名：BP-2.5）を用いて行い、散布量は圃場10a当たり5Lとした。

試験例１と同様に、二酸化チタン懸濁液の代わりに水道水を散布し、その効果を比較した。

二酸化チタン懸濁液を散布した場合（試験区）及び水道水を散布した場合（対照区）のダニの生存数を表７に示す。

表７に示すように、対照区では散布後もダニの生存数に変化はなかったのに対し、試験区では散布１０分以内に大部分のダニが死んだ。このことから、二酸化チタン懸濁液には、ダニに対する防除効果があることがわかった。

Claims (7)

1. 二酸化チタン粉末を、対向した放電電極間に置き、電極間に発生する電子流を二酸化チタン粉末に衝突させる処理を行うことにより得られる高分散性二酸化チタン粉末。
2. 放電電極が、無声放電用電極であることを特徴とする請求項１に記載の高分散性二酸化チタン粉末。
3. 二酸化チタンが、アナターゼ型二酸化チタンである請求項１又は２に記載の高分散性二酸化チタン粉末。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の高分散性二酸化チタン粉末を水に懸濁させた二酸化チタン懸濁液。
5. 二酸化チタン粉末を、対向した放電電極間に置き、電極間に発生する電子流を二酸化チタン粉末に衝突させる処理を行うことを特徴とする高分散性二酸化チタン粉末の製造方法。
6. 放電電極が、無声放電用電極であることを特徴とする請求項５に記載の高分散性二酸化チタン粉末の製造方法。
7. 二酸化チタンが、アナターゼ型二酸化チタンである請求項５又は６に記載の高分散性二酸化チタン粉末の製造方法。