JP2001253770A - 複合板状チタン酸金属塩及びその製造法 - Google Patents
複合板状チタン酸金属塩及びその製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 それ自体の強度が高く、誘電特性に優れた新
規な複合板状チタン酸金属塩を得る。 【解決手段】 MO・TiO2(式中、Mは二価金属を
示す。)で表わされる組成を有するチタン酸金属塩結晶
の表面の一部又は全面が非結晶質および/又は結晶質T
iO2で覆われてなる複合板状チタン酸金属塩。
規な複合板状チタン酸金属塩を得る。 【解決手段】 MO・TiO2(式中、Mは二価金属を
示す。)で表わされる組成を有するチタン酸金属塩結晶
の表面の一部又は全面が非結晶質および/又は結晶質T
iO2で覆われてなる複合板状チタン酸金属塩。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合板状チタン酸
金属塩及びその製造法に関する。
金属塩及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】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等のチタン酸金
属塩は、誘電性、圧電性等の性質を有する材料として広
範囲に利用され、工業的にも大量生産されている。
酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等のチタン酸金
属塩は、誘電性、圧電性等の性質を有する材料として広
範囲に利用され、工業的にも大量生産されている。
【0003】従来、チタン酸金属塩としては、粒子状及
び繊維状のものが提案されている。これらの中でも、繊
維状のチタン酸金属塩は、これを合成樹脂に配合するこ
とにより、該樹脂に誘電性を付与できるだけでなく、成
形加工性を損なうことなく機械的強度を向上させ得るた
め、例えば、アンテナ材料、コンデンサー材料、積層回
路基板材料、コネクタ材料等の、誘電性を必要とする種
々の用途への応用が図られつつある。
び繊維状のものが提案されている。これらの中でも、繊
維状のチタン酸金属塩は、これを合成樹脂に配合するこ
とにより、該樹脂に誘電性を付与できるだけでなく、成
形加工性を損なうことなく機械的強度を向上させ得るた
め、例えば、アンテナ材料、コンデンサー材料、積層回
路基板材料、コネクタ材料等の、誘電性を必要とする種
々の用途への応用が図られつつある。
【0004】しかしながら、繊維状チタン酸金属塩は、
上述の様に合成樹脂の成形加工性は損なわないものの、
その繊維形状に起因する次のような問題点を有してい
る。即ち、繊維長さ方向と電界方向が同じ場合には、誘
電特性は粒子状物に比べ向上するものの、繊維径方向と
電界方向が同じ場合には、誘電特性は粒子状物に比べさ
ほど向上しない。また、繊維状チタン酸金属塩は、ねじ
れ方向に加わる力に対する補強性能が十分ではないとい
う欠点をも有している。
上述の様に合成樹脂の成形加工性は損なわないものの、
その繊維形状に起因する次のような問題点を有してい
る。即ち、繊維長さ方向と電界方向が同じ場合には、誘
電特性は粒子状物に比べ向上するものの、繊維径方向と
電界方向が同じ場合には、誘電特性は粒子状物に比べさ
ほど向上しない。また、繊維状チタン酸金属塩は、ねじ
れ方向に加わる力に対する補強性能が十分ではないとい
う欠点をも有している。
【0005】一方、板状の誘電体は、その形状の特性に
より、電界方向に関係なく誘電率を高くするという特長
を有している。板状の誘電体としては、例えば、特開平
10−95617号公報には、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウム、等の金属酸化物の板状
物が提案されており、試験例3では、チタンとアルカリ
土類金属のモル比が1/1となるように、板状酸化チタ
ンとアルカリ土類金属水酸化物とを混合して水熱処理す
ることにより、板状のアルカリ土類金属塩を製造してい
る。しかしながら、この方法では、チタンとアルカリ土
類金属のモル比を1/1にして水熱反応を行っているた
め、得られる板状物自体の強度が低下し、例えば、これ
を合成樹脂に配合すると、混合又は混練時の外部応力に
よって該板状物の一部又は全部が破損し、所望の機械的
強度および誘電特性が得られなくなる。
より、電界方向に関係なく誘電率を高くするという特長
を有している。板状の誘電体としては、例えば、特開平
10−95617号公報には、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウム、等の金属酸化物の板状
物が提案されており、試験例3では、チタンとアルカリ
土類金属のモル比が1/1となるように、板状酸化チタ
ンとアルカリ土類金属水酸化物とを混合して水熱処理す
ることにより、板状のアルカリ土類金属塩を製造してい
る。しかしながら、この方法では、チタンとアルカリ土
類金属のモル比を1/1にして水熱反応を行っているた
め、得られる板状物自体の強度が低下し、例えば、これ
を合成樹脂に配合すると、混合又は混練時の外部応力に
よって該板状物の一部又は全部が破損し、所望の機械的
強度および誘電特性が得られなくなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、それ自体の強度が高
く、誘電特性に優れた新規な複合板状チタン酸金属塩を
得ることに成功し、本発明を完成した。
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、それ自体の強度が高
く、誘電特性に優れた新規な複合板状チタン酸金属塩を
得ることに成功し、本発明を完成した。
【0007】即ち本発明は、MO・TiO2(式中、M
は二価金属を示す。)で表わされる組成を有するチタン
酸金属塩結晶の表面の一部又は全面が非結晶質および/
又は結晶質TiO2で被覆されてなる複合板状チタン酸
金属塩及びその製造法に関する。
は二価金属を示す。)で表わされる組成を有するチタン
酸金属塩結晶の表面の一部又は全面が非結晶質および/
又は結晶質TiO2で被覆されてなる複合板状チタン酸
金属塩及びその製造法に関する。
【0008】本発明によれば、板状酸化チタン化合物と
二価の金属元素Mの酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機
酸塩の群から選ばれた1種又は2種以上の金属化合物と
をモル比でTi>Mとなる割合に混合し加熱処理を50
0℃〜1400℃の温度下に行うことにより、従来のも
のよりも強度が高く、誘電特性に優れた複合板状チタン
酸金属塩が提供される。
二価の金属元素Mの酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機
酸塩の群から選ばれた1種又は2種以上の金属化合物と
をモル比でTi>Mとなる割合に混合し加熱処理を50
0℃〜1400℃の温度下に行うことにより、従来のも
のよりも強度が高く、誘電特性に優れた複合板状チタン
酸金属塩が提供される。
【0009】本発明の複合板状チタン酸金属塩が、それ
自体高い強度を有する理由は未だ明らかではないが、上
述のように、その表面の一部又は全面において非結晶質
および/又は結晶質TiO2がマトリックスとして働い
ているためと考えられる。
自体高い強度を有する理由は未だ明らかではないが、上
述のように、その表面の一部又は全面において非結晶質
および/又は結晶質TiO2がマトリックスとして働い
ているためと考えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の複合板状チタン酸金属塩
は、MO・TiO2(式中、Mは二価金属を示す。)で
表わされる組成を有するチタン酸金属塩結晶の表面の一
部又は全面が非結晶質および結晶質TiO2で包み込む
形で複合一体化された板状物である。
は、MO・TiO2(式中、Mは二価金属を示す。)で
表わされる組成を有するチタン酸金属塩結晶の表面の一
部又は全面が非結晶質および結晶質TiO2で包み込む
形で複合一体化された板状物である。
【0011】ここで、Mで示される二価金属としては特
に制限はないが、例えば、バリウム、ストロンチウム、
カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、マン
ガン、亜鉛、銅、鉛、コバルト、ニッケル等の周期律表
第4周期元素、銀、錫、モリブデン、ニオブ、ジルコニ
ウム等の周期率表第5周期元素等を挙げることができ
る。これらの中でも、アルカリ土類金属や鉛等の周期率
表第4周期元素が好ましく、アルカリ土類金属が特に好
ましい。Mで示される二価金属は単独種である必要はな
く、2種以上のものが混合したものであってもよい。
に制限はないが、例えば、バリウム、ストロンチウム、
カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、マン
ガン、亜鉛、銅、鉛、コバルト、ニッケル等の周期律表
第4周期元素、銀、錫、モリブデン、ニオブ、ジルコニ
ウム等の周期率表第5周期元素等を挙げることができ
る。これらの中でも、アルカリ土類金属や鉛等の周期率
表第4周期元素が好ましく、アルカリ土類金属が特に好
ましい。Mで示される二価金属は単独種である必要はな
く、2種以上のものが混合したものであってもよい。
【0012】本発明の複合板状チタン酸金属塩の中で
も、特に、複合板状チタン酸バリウム、複合板状チタン
酸ストロンチウム、複合板状チタン酸カルシウム等の複
合板状チタン酸アルカリ土類金属塩や複合板状チタン酸
鉛等が特に好ましい。
も、特に、複合板状チタン酸バリウム、複合板状チタン
酸ストロンチウム、複合板状チタン酸カルシウム等の複
合板状チタン酸アルカリ土類金属塩や複合板状チタン酸
鉛等が特に好ましい。
【0013】本明細書において、板状とは、薄片状、鱗
片状、雲母状等の形状を包含するものである。本発明の
複合板状チタン酸金属塩は、走査型電子顕微鏡による観
察によれば、通常、平均長径0.5〜100μm程度、
好ましくは1〜20μm程度、平均短径0.2〜100
μm程度、好ましくは0.5〜20μm程度、平均厚み
0.01〜10μm程度、好ましくは 0.05〜5μ
m程度である。また、レーザー回折式粒度分布計により
測定される平均粒径と、走査型電子顕微鏡により測定さ
れる平均厚みとの比(平均粒径/平均厚み)は、3〜1
00程度、好ましくは5〜50程度である。
片状、雲母状等の形状を包含するものである。本発明の
複合板状チタン酸金属塩は、走査型電子顕微鏡による観
察によれば、通常、平均長径0.5〜100μm程度、
好ましくは1〜20μm程度、平均短径0.2〜100
μm程度、好ましくは0.5〜20μm程度、平均厚み
0.01〜10μm程度、好ましくは 0.05〜5μ
m程度である。また、レーザー回折式粒度分布計により
測定される平均粒径と、走査型電子顕微鏡により測定さ
れる平均厚みとの比(平均粒径/平均厚み)は、3〜1
00程度、好ましくは5〜50程度である。
【0014】本発明の複合板状チタン酸金属塩は、板状
酸化チタンと二価の金属元素Mの酸化物、水酸化物、無
機酸塩、有機酸塩の1種又は2種以上の金属塩とを、モ
ル比でTi>Mとなる割合で混合した後、500〜14
00℃の温度下に加熱処理することにより製造できる。
酸化チタンと二価の金属元素Mの酸化物、水酸化物、無
機酸塩、有機酸塩の1種又は2種以上の金属塩とを、モ
ル比でTi>Mとなる割合で混合した後、500〜14
00℃の温度下に加熱処理することにより製造できる。
【0015】上記において、TiとMとの好ましいモル
比は、M:Ti=1:1.02〜1.67である。ここ
で、Tiの割合が多すぎると誘電正接が大きくなるため
好ましくなく、Tiの割合が小さすぎると目的物の強度
が不十分となるため好ましくない。特に、小さな誘電正
接が要求される場合は、M:Ti=1:1.03〜1.
11が好ましい。
比は、M:Ti=1:1.02〜1.67である。ここ
で、Tiの割合が多すぎると誘電正接が大きくなるため
好ましくなく、Tiの割合が小さすぎると目的物の強度
が不十分となるため好ましくない。特に、小さな誘電正
接が要求される場合は、M:Ti=1:1.03〜1.
11が好ましい。
【0016】また、加熱温度の好ましい範囲は、600
℃〜1100℃である。加熱処理温度が600℃未満の
場合はMO・TiO2結晶の結晶性が悪く1100℃を
超える場合には、マトリックスの酸化チタンの結晶成長
が起こり誘電正接が大きくなると共に強度の低い板状物
となるので、好ましくない。
℃〜1100℃である。加熱処理温度が600℃未満の
場合はMO・TiO2結晶の結晶性が悪く1100℃を
超える場合には、マトリックスの酸化チタンの結晶成長
が起こり誘電正接が大きくなると共に強度の低い板状物
となるので、好ましくない。
【0017】この製造法により、粒度分布のばらつきが
少なく、ほぼ均一な形状を有する複合板状チタン酸金属
塩が得られる。原料の一つである板状酸化チタンは、特
に限定されず、例えば、特公平6−88786号公報、
特開平5−221795号公報、特開平10−9561
7号公報、特願平11−158086号公報等に記載の
公知の方法にしたがって製造できる。
少なく、ほぼ均一な形状を有する複合板状チタン酸金属
塩が得られる。原料の一つである板状酸化チタンは、特
に限定されず、例えば、特公平6−88786号公報、
特開平5−221795号公報、特開平10−9561
7号公報、特願平11−158086号公報等に記載の
公知の方法にしたがって製造できる。
【0018】その一例を挙げれば、レピドクロサイト型
の板状チタン酸金属塩結晶を酸処理した後、焼成する方
法が例示できる。上記板状酸化チタンは、本発明の効果
を損なわない範囲で、アルカリ金属、アルカリ土類金属
その他の成分を含有・残存するものであってもよい。
の板状チタン酸金属塩結晶を酸処理した後、焼成する方
法が例示できる。上記板状酸化チタンは、本発明の効果
を損なわない範囲で、アルカリ金属、アルカリ土類金属
その他の成分を含有・残存するものであってもよい。
【0019】本発明では、上記板状酸化チタンをそのま
ま原料として用いてもよいし、または、更に200〜1
000℃程度、好ましくは300〜900℃程度で焼成
したものを用いてもよい。
ま原料として用いてもよいし、または、更に200〜1
000℃程度、好ましくは300〜900℃程度で焼成
したものを用いてもよい。
【0020】板状酸化チタンと反応させる二価金属の塩
としては特に制限されず、例えば、バリウム、ストロン
チウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金
属、マンガン、亜鉛、銅、鉛、コバルト、ニッケル等の
周期律表第4周期元素、銀、錫、モリブデン、ニオブ、
ジルコニウム等の周期率表第5周期元素等の二価金属の
酸化物、水酸化物、無機酸塩、例えば、炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩、塩化物、有機酸塩、例えば、シュウ酸塩、
酢酸塩等を挙げることができる。
としては特に制限されず、例えば、バリウム、ストロン
チウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金
属、マンガン、亜鉛、銅、鉛、コバルト、ニッケル等の
周期律表第4周期元素、銀、錫、モリブデン、ニオブ、
ジルコニウム等の周期率表第5周期元素等の二価金属の
酸化物、水酸化物、無機酸塩、例えば、炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩、塩化物、有機酸塩、例えば、シュウ酸塩、
酢酸塩等を挙げることができる。
【0021】板状酸化チタンと二価金属の塩との反応
は、例えば、焼成法、湿式沈着焼成法、フラックス法等
に従って実施できる。例えば、焼成法によれば、板状酸
化チタンと二価金属の塩の酸化物、水酸化物、無機酸
塩、有機酸塩の1種又は2種以上を目的とするM/Ti
(モル比)となるようにミキサー等で均一に混合し加熱
処理をする事により得られる。
は、例えば、焼成法、湿式沈着焼成法、フラックス法等
に従って実施できる。例えば、焼成法によれば、板状酸
化チタンと二価金属の塩の酸化物、水酸化物、無機酸
塩、有機酸塩の1種又は2種以上を目的とするM/Ti
(モル比)となるようにミキサー等で均一に混合し加熱
処理をする事により得られる。
【0022】また湿式沈着焼成法においては、まず、溶
液反応によって、板状酸化チタンの表面に二価金属の炭
酸塩を吸着させる。炭酸塩以外に、重炭酸塩、炭酸水素
化合物等であっても良いが、炭酸塩が最も好ましい。板
状酸化チタンと二価金属の炭酸塩との使用割合は、目的
とする複合板状チタン酸金属塩におけるM/Ti(モル
比)と同様とすればよい。
液反応によって、板状酸化チタンの表面に二価金属の炭
酸塩を吸着させる。炭酸塩以外に、重炭酸塩、炭酸水素
化合物等であっても良いが、炭酸塩が最も好ましい。板
状酸化チタンと二価金属の炭酸塩との使用割合は、目的
とする複合板状チタン酸金属塩におけるM/Ti(モル
比)と同様とすればよい。
【0023】炭酸塩を沈着させるには、板状酸化チタン
を分散させた溶液に、二価金属の炭酸塩の溶液又は二価
金属の炭酸塩以外の塩の溶液と炭酸イオンを含有する溶
液とを、攪拌下に添加すればよい。この際、板状酸化チ
タン分散液のpHを8〜10の弱アルカリ性に調整する
のが好ましい。この沈着反応は、20〜80℃程度の温
度下に行われる。二価金属の塩としては特に制限されな
いが、例えば、水酸化物、ハロゲン化塩、硝酸塩、酢酸
塩、ギ酸塩、シュウ酸塩等を挙げることができる。これ
らは1種を単独で使用でき又は2種以上を併用できる。
炭酸イオンを含有する溶液としては、例えば、炭酸アン
モニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸カルバミン酸水素
アンモニウム等を含有する溶液を挙げることができる。
また、炭酸イオンを含有する溶液に代えて、炭酸ガスを
直接導入してもよい。
を分散させた溶液に、二価金属の炭酸塩の溶液又は二価
金属の炭酸塩以外の塩の溶液と炭酸イオンを含有する溶
液とを、攪拌下に添加すればよい。この際、板状酸化チ
タン分散液のpHを8〜10の弱アルカリ性に調整する
のが好ましい。この沈着反応は、20〜80℃程度の温
度下に行われる。二価金属の塩としては特に制限されな
いが、例えば、水酸化物、ハロゲン化塩、硝酸塩、酢酸
塩、ギ酸塩、シュウ酸塩等を挙げることができる。これ
らは1種を単独で使用でき又は2種以上を併用できる。
炭酸イオンを含有する溶液としては、例えば、炭酸アン
モニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸カルバミン酸水素
アンモニウム等を含有する溶液を挙げることができる。
また、炭酸イオンを含有する溶液に代えて、炭酸ガスを
直接導入してもよい。
【0024】次いで、濾別、水洗、乾燥等の方法で、炭
酸塩を沈着させた板状酸化チタンを分離し、所定の温度
で加熱処理することにより、本発明の複合板状チタン酸
金属塩を得ることができる。加熱処理には、電気炉、ガ
ス燃焼炉、高周波炉等の通常の加熱炉を使用することが
できる。この様にして得られる複合板状チタン酸金属塩
は、原料である板状酸化チタンの形状をほぼ維持してい
る。このものは、そのまま各種の用途に使用できるが、
必要に応じ、水洗、酸洗、分級、解砕等の処理を施して
もよい。
酸塩を沈着させた板状酸化チタンを分離し、所定の温度
で加熱処理することにより、本発明の複合板状チタン酸
金属塩を得ることができる。加熱処理には、電気炉、ガ
ス燃焼炉、高周波炉等の通常の加熱炉を使用することが
できる。この様にして得られる複合板状チタン酸金属塩
は、原料である板状酸化チタンの形状をほぼ維持してい
る。このものは、そのまま各種の用途に使用できるが、
必要に応じ、水洗、酸洗、分級、解砕等の処理を施して
もよい。
【0025】更に、本発明の複合板状チタン酸金属塩
は、フラックス法によっても製造できる。即ち、板状酸
化チタンと二価金属の塩とを、フラックスの存在下で所
定の温度下に加熱処理することにより、複合板状チタン
酸金属塩を得ることができる。ここで、二価金属の塩と
しては、二価金属の酸化物、加熱処理により酸化物を形
成し得る塩等を挙げることができる。該塩としては、例
えば、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等である。これらの塩
は1種を単独で使用でき又は2種以上を併用できる。フ
ラックスとしては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム等のアルカリ金属塩化物、臭化ナトリウム、臭化カ
リウム等のアルカリ金属臭化物、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム等のアルカリ金属硫化物等を挙げることができ
る。フラックスは1種を単独で使用でき又は2種以上を
併用できる。フラックスの使用量は特に制限されず、原
料である板状酸化チタンや二価金属の塩のそれぞれの使
用量、二価金属の種類、加熱処理温度、加熱処理時間、
得られる板状物の用途等の種々の条件に応じて適宜選択
できるが、通常、板状酸化チタンと二価金属の塩との合
計量100重量部に対して、10〜1000重量部程
度、好ましくは20〜700重量部程度とすればよい。
加熱処理の後、必要に応じて水洗、酸洗、解繊、乾燥等
の通常の処理を行うことにより、本発明の複合板状チタ
ン酸金属塩を得ることができる。
は、フラックス法によっても製造できる。即ち、板状酸
化チタンと二価金属の塩とを、フラックスの存在下で所
定の温度下に加熱処理することにより、複合板状チタン
酸金属塩を得ることができる。ここで、二価金属の塩と
しては、二価金属の酸化物、加熱処理により酸化物を形
成し得る塩等を挙げることができる。該塩としては、例
えば、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等である。これらの塩
は1種を単独で使用でき又は2種以上を併用できる。フ
ラックスとしては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム等のアルカリ金属塩化物、臭化ナトリウム、臭化カ
リウム等のアルカリ金属臭化物、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム等のアルカリ金属硫化物等を挙げることができ
る。フラックスは1種を単独で使用でき又は2種以上を
併用できる。フラックスの使用量は特に制限されず、原
料である板状酸化チタンや二価金属の塩のそれぞれの使
用量、二価金属の種類、加熱処理温度、加熱処理時間、
得られる板状物の用途等の種々の条件に応じて適宜選択
できるが、通常、板状酸化チタンと二価金属の塩との合
計量100重量部に対して、10〜1000重量部程
度、好ましくは20〜700重量部程度とすればよい。
加熱処理の後、必要に応じて水洗、酸洗、解繊、乾燥等
の通常の処理を行うことにより、本発明の複合板状チタ
ン酸金属塩を得ることができる。
【0026】また、本発明の複合板状チタン酸金属塩
は、その他の物性を改善するために、その製造時に他の
元素を添加することもできる。例えば、誘電特性の温度
依存性を小さくする場合は、例えば、シリカ、ネオジウ
ム、ビスマス、タンタル等を添加してもよい。
は、その他の物性を改善するために、その製造時に他の
元素を添加することもできる。例えば、誘電特性の温度
依存性を小さくする場合は、例えば、シリカ、ネオジウ
ム、ビスマス、タンタル等を添加してもよい。
【0027】本発明の複合板状チタン酸金属塩は、例え
ば、合成樹脂に誘電性等の諸特性やより高い機械的強度
を付与するために、合成樹脂に配合することができる。
例えば、複合板状チタン酸バリウム、複合板状チタン酸
カルシウム等の複合板状チタン酸アルカリ土類金属塩の
配合により、合成樹脂の誘電率を電界方向に関係なく著
しく高め、優れた機械的強度を発現し得る。ここで合成
樹脂としては特に制限されず、公知の熱可塑性樹脂及び
熱硬化性樹脂のいずれをも使用できる。熱可塑性樹脂の
具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、塩素化ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、スチレン樹脂、耐衝撃性ポリス
チレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS樹
脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂
(ABS樹脂)、メチルメタクリレート−ブタジエン−
スチレン樹脂(MBS樹脂)、メチルメタクリレート−
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(MAB
S樹脂)、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン
樹脂(AAS樹脂)、ポリメチル(メタ)アクリレー
ト、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル
(PPE)、ポリアミド(脂肪族系及び/又は芳香族
系)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等)、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリアリレー
ト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリ
チオエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリベ
ンズイミダゾール、ポリカルボジイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、複合プラス
チック等を挙げることができる。熱硬化性樹脂の具体例
としては、例えば、ポリウレタン、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及び
これらの混合物等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
ば、合成樹脂に誘電性等の諸特性やより高い機械的強度
を付与するために、合成樹脂に配合することができる。
例えば、複合板状チタン酸バリウム、複合板状チタン酸
カルシウム等の複合板状チタン酸アルカリ土類金属塩の
配合により、合成樹脂の誘電率を電界方向に関係なく著
しく高め、優れた機械的強度を発現し得る。ここで合成
樹脂としては特に制限されず、公知の熱可塑性樹脂及び
熱硬化性樹脂のいずれをも使用できる。熱可塑性樹脂の
具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、塩素化ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、スチレン樹脂、耐衝撃性ポリス
チレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS樹
脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂
(ABS樹脂)、メチルメタクリレート−ブタジエン−
スチレン樹脂(MBS樹脂)、メチルメタクリレート−
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(MAB
S樹脂)、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン
樹脂(AAS樹脂)、ポリメチル(メタ)アクリレー
ト、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル
(PPE)、ポリアミド(脂肪族系及び/又は芳香族
系)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等)、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリアリレー
ト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリ
チオエーテルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリベ
ンズイミダゾール、ポリカルボジイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、複合プラス
チック等を挙げることができる。熱硬化性樹脂の具体例
としては、例えば、ポリウレタン、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及び
これらの混合物等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【0028】本発明の複合板状チタン酸金属塩を含む樹
脂組成物には、その優れた特性を損なわない範囲で、従
来から公知の各種樹脂添加剤を適宜組合せて配合するこ
とができる。樹脂添加剤としては、例えば、酸化防止
剤、ドリップ防止剤(滴下防止剤、例えばフッ素樹
脂)、難燃剤(有機リン化合物、ホスファゼン化合物そ
の他)、難燃助剤、無機質充填剤、紫外線吸収剤、光安
定剤、遮光剤、金属不活性剤、消光剤、耐熱安定剤、潤
滑剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、可塑
剤、衝撃強度改良剤、相溶化剤等を挙げることができ
る。また、防曇性、防黴性、抗菌性或いはその他の機能
性を付与する目的で、従来公知の各種添加剤を更に配合
してもよい。
脂組成物には、その優れた特性を損なわない範囲で、従
来から公知の各種樹脂添加剤を適宜組合せて配合するこ
とができる。樹脂添加剤としては、例えば、酸化防止
剤、ドリップ防止剤(滴下防止剤、例えばフッ素樹
脂)、難燃剤(有機リン化合物、ホスファゼン化合物そ
の他)、難燃助剤、無機質充填剤、紫外線吸収剤、光安
定剤、遮光剤、金属不活性剤、消光剤、耐熱安定剤、潤
滑剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、可塑
剤、衝撃強度改良剤、相溶化剤等を挙げることができ
る。また、防曇性、防黴性、抗菌性或いはその他の機能
性を付与する目的で、従来公知の各種添加剤を更に配合
してもよい。
【0029】該樹脂組成物は、合成樹脂に複合板状チタ
ン酸金属塩、及び必要に応じて他の樹脂添加剤の所定量
又は適量を秤量して添加し、公知の方法で混合、混練す
ることにより得ることができる。例えば、粉末、ビー
ズ、フレーク又はペレット状の各成分の混合物を、1軸
押出機、2軸押出機等の押出機、バンバリーミキサー、
加圧ニーダー、2本ロール等の混練機等を用いて混練す
ることにより本発明の樹脂組成物を得ることができる。
また、液体を配合する必要のある場合には、公知の液体
注入装置を用い、上記の押出機又は混練機等で混練する
ことができる。
ン酸金属塩、及び必要に応じて他の樹脂添加剤の所定量
又は適量を秤量して添加し、公知の方法で混合、混練す
ることにより得ることができる。例えば、粉末、ビー
ズ、フレーク又はペレット状の各成分の混合物を、1軸
押出機、2軸押出機等の押出機、バンバリーミキサー、
加圧ニーダー、2本ロール等の混練機等を用いて混練す
ることにより本発明の樹脂組成物を得ることができる。
また、液体を配合する必要のある場合には、公知の液体
注入装置を用い、上記の押出機又は混練機等で混練する
ことができる。
【0030】該樹脂組成物を成形することにより、樹脂
成形体を得ることができる。例えば、プレス成形、射出
成形、押出成形等の従来公知の成形手段より、樹脂板、
シート、フィルム、異形品等の種々の形状の押出成形品
を製造できることは勿論であり、また共押出混練機等を
用いて、二層乃至三層構造の樹脂板を製造することも可
能である。
成形体を得ることができる。例えば、プレス成形、射出
成形、押出成形等の従来公知の成形手段より、樹脂板、
シート、フィルム、異形品等の種々の形状の押出成形品
を製造できることは勿論であり、また共押出混練機等を
用いて、二層乃至三層構造の樹脂板を製造することも可
能である。
【0031】この様にして得られる成形物は、例えば、
携帯電話、ITS、GPS、無線LAN等のアンテナ材
料、積層回路基板、射出成形基板、高周波基板、各種コ
ンデンサー、高速コネクタ等の用途に使用できる。
携帯電話、ITS、GPS、無線LAN等のアンテナ材
料、積層回路基板、射出成形基板、高周波基板、各種コ
ンデンサー、高速コネクタ等の用途に使用できる。
【0032】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
する。 参考例(板状酸化チタンの合成例) LiNO3,KNO3,TiO2をK:0.8,Li:
0.27,Ti:1.73,O:4のモル比になるよな
配合割合で混合して原料とし、さらに、フラックスとし
てのKClを、重量比(フラックス/原料)が0.7と
なるように配合して混合物とし、この混合物をアルミナ
乳鉢にて十分に混合した。この混合粉末を白金ルツボ中
に充填し、電気炉内において3時間かけて室温から焼成
温度である900℃まで昇温し、900℃で6時間保持
し焼成した。次に、炉内で1時間で500℃に、さらに
1時間で300℃以下に冷却した後、電気炉から取り出
し、自然放冷した。得られた生成物を水に浸漬し、フラ
ックスを溶解させ、結晶を濾別分離し、水洗後に乾燥
し、結晶粉末を得た。得られた結晶粉末を走査型電子顕
微鏡により、観察したところ、平均長径10μm、平均
短径8μm、平均厚み0.5μmの板状K0.8Li0.27
Ti1.73O4結晶を得た。この結晶を、1N硝酸水溶液
に固形分濃度1%となるように混合攪拌し、室温にて、
5時間反応させた。反応後、濾別し乾燥後、原料の板状
酸化チタンを得た。
する。 参考例(板状酸化チタンの合成例) LiNO3,KNO3,TiO2をK:0.8,Li:
0.27,Ti:1.73,O:4のモル比になるよな
配合割合で混合して原料とし、さらに、フラックスとし
てのKClを、重量比(フラックス/原料)が0.7と
なるように配合して混合物とし、この混合物をアルミナ
乳鉢にて十分に混合した。この混合粉末を白金ルツボ中
に充填し、電気炉内において3時間かけて室温から焼成
温度である900℃まで昇温し、900℃で6時間保持
し焼成した。次に、炉内で1時間で500℃に、さらに
1時間で300℃以下に冷却した後、電気炉から取り出
し、自然放冷した。得られた生成物を水に浸漬し、フラ
ックスを溶解させ、結晶を濾別分離し、水洗後に乾燥
し、結晶粉末を得た。得られた結晶粉末を走査型電子顕
微鏡により、観察したところ、平均長径10μm、平均
短径8μm、平均厚み0.5μmの板状K0.8Li0.27
Ti1.73O4結晶を得た。この結晶を、1N硝酸水溶液
に固形分濃度1%となるように混合攪拌し、室温にて、
5時間反応させた。反応後、濾別し乾燥後、原料の板状
酸化チタンを得た。
【0033】(実施例1)CaCO3,CaCl2をモル
比7:3になるような配合割合で混合粉砕し、さらに、
板状酸化チタンをTi:Ca=1.11:1のモル比と
なるように配合して混合物とし、この混合物をミキサー
にて十分混合した。この混合粉末をアルミナルツボに充
填し、電気炉内において800℃で5時間焼成した。得
られた焼成物を0.1N硝酸水溶液に浸漬し、可溶成分
を溶解させた後、濾別分離し乾燥させ、生成物を得た。
得られた生成物を走査型電子顕微鏡により、観察したと
ころ、原料の板状酸化チタンの形状を保持していた。ま
た、このものを蛍光X線分析により分析したところ、組
成比Ti:Ca=1.12:1であり、X線回折によ
り、結晶質CaTiO389%非晶質TiO211%が複
合一体化した複合板状チタン酸カルシウムであることが
判った。
比7:3になるような配合割合で混合粉砕し、さらに、
板状酸化チタンをTi:Ca=1.11:1のモル比と
なるように配合して混合物とし、この混合物をミキサー
にて十分混合した。この混合粉末をアルミナルツボに充
填し、電気炉内において800℃で5時間焼成した。得
られた焼成物を0.1N硝酸水溶液に浸漬し、可溶成分
を溶解させた後、濾別分離し乾燥させ、生成物を得た。
得られた生成物を走査型電子顕微鏡により、観察したと
ころ、原料の板状酸化チタンの形状を保持していた。ま
た、このものを蛍光X線分析により分析したところ、組
成比Ti:Ca=1.12:1であり、X線回折によ
り、結晶質CaTiO389%非晶質TiO211%が複
合一体化した複合板状チタン酸カルシウムであることが
判った。
【0034】(実施例2)Ba(OH)2・8H2Oと板状
酸化チタンをTi:Ba=1.25:1のモル比になる
ように配合し、板状酸化チタン濃度が2%になるように
水を加え室温にて攪拌分散させた。この水溶液に炭酸ガ
スを吹き込みpHが7.5になった時点で炭酸ガスをと
め濾別分離した。このものを走査型電子顕微鏡およびX
線回折により分析したところ、板状酸化チタンの表面に
BaCO3が沈殿被覆したものであった。この混合物
を、アルミナルツボに充填し、電気炉内において950
℃で5時間焼成した。得られた焼成物を0.1N硝酸水
溶液に浸漬し、可溶成分を溶解させた後、濾別乾燥さ
せ、生成物を得た。このものを実施例1同様に分析した
結果、組成比Ti:Ba=1.28:1であり結晶質B
aTiO378%非晶質TiO222%が複合一体化した
複合板状チタン酸バリウムであることが判った。
酸化チタンをTi:Ba=1.25:1のモル比になる
ように配合し、板状酸化チタン濃度が2%になるように
水を加え室温にて攪拌分散させた。この水溶液に炭酸ガ
スを吹き込みpHが7.5になった時点で炭酸ガスをと
め濾別分離した。このものを走査型電子顕微鏡およびX
線回折により分析したところ、板状酸化チタンの表面に
BaCO3が沈殿被覆したものであった。この混合物
を、アルミナルツボに充填し、電気炉内において950
℃で5時間焼成した。得られた焼成物を0.1N硝酸水
溶液に浸漬し、可溶成分を溶解させた後、濾別乾燥さ
せ、生成物を得た。このものを実施例1同様に分析した
結果、組成比Ti:Ba=1.28:1であり結晶質B
aTiO378%非晶質TiO222%が複合一体化した
複合板状チタン酸バリウムであることが判った。
【0035】(実施例3)Ba(OH)2・8H2O,Sr
(OH)2・8H2Oをモル比2:8になるような配合割合
で混合粉砕し、これに板状酸化チタンをTi:M(Ba
+Sr)=1.18:1のモル比となるように配合して
原料とし、さらに、フラックスとして、NaClを、重
量比(フラックス/原料)が0.5になるように配合し
て、混合物とし、この混合粉末を白金ルツボに充填し、
電気炉内において900℃で5時間焼成した。得られた
焼成物を0.1N硝酸水溶液に浸漬し、可溶成分を溶解
させた後、濾別乾燥させ、生成物を得た。このものを実
施例1同様に分析した結果、組成比Ti:M(Ba+S
r)=1.19:1であり結晶質(Ba,Sr)TiO
384%非晶質TiO216%が複合一体化した複合板状
チタン酸バリウム・ストロンチウムであることが判っ
た。
(OH)2・8H2Oをモル比2:8になるような配合割合
で混合粉砕し、これに板状酸化チタンをTi:M(Ba
+Sr)=1.18:1のモル比となるように配合して
原料とし、さらに、フラックスとして、NaClを、重
量比(フラックス/原料)が0.5になるように配合し
て、混合物とし、この混合粉末を白金ルツボに充填し、
電気炉内において900℃で5時間焼成した。得られた
焼成物を0.1N硝酸水溶液に浸漬し、可溶成分を溶解
させた後、濾別乾燥させ、生成物を得た。このものを実
施例1同様に分析した結果、組成比Ti:M(Ba+S
r)=1.19:1であり結晶質(Ba,Sr)TiO
384%非晶質TiO216%が複合一体化した複合板状
チタン酸バリウム・ストロンチウムであることが判っ
た。
【0036】(実施例4〜6)実施例1と同様にして原
料モル比、焼成温度を変え、得られた複合板状チタン酸
金属塩の組成および生成相を表1に示す。表1において
は、板状の形状が保持されたものを、形状保持「○」と
して示した。
料モル比、焼成温度を変え、得られた複合板状チタン酸
金属塩の組成および生成相を表1に示す。表1において
は、板状の形状が保持されたものを、形状保持「○」と
して示した。
【0037】
【表1】
【0038】(比較例1、2)繊維状チタニア水和物
(TiO2・1/2H2O、平均繊維長12μm、平均繊
維径0.3μm)を原料とし実施例1、2同様にし、そ
れぞれ複合繊維状チタン酸カルシウム、複合繊維状チタ
ン酸バリウムを得た。
(TiO2・1/2H2O、平均繊維長12μm、平均繊
維径0.3μm)を原料とし実施例1、2同様にし、そ
れぞれ複合繊維状チタン酸カルシウム、複合繊維状チタ
ン酸バリウムを得た。
【0039】(比較例3、4)粉末状TiO2(平均粒
子径0.2μm)を原料とし、実施例1、2同様にし、
それぞれ、複合粒状チタン酸カルシウム、複合粒状チタ
ン酸バリウムを得た。
子径0.2μm)を原料とし、実施例1、2同様にし、
それぞれ、複合粒状チタン酸カルシウム、複合粒状チタ
ン酸バリウムを得た。
【0040】上記実施例1〜6および比較例1〜4、ま
た、市販品チタン酸カルシウム粉末(富士チタン工業社
製「CT」)をポリエチレン樹脂にフィラー充填量50
重量%となるように混練し、成形した樹脂複合体の誘電
率(1MHz:容量法=電界が複合体の厚み方向,3
G:空洞共振法=電界複合体の面方向)がおよび機械強
度測定結果を表2に示す。
た、市販品チタン酸カルシウム粉末(富士チタン工業社
製「CT」)をポリエチレン樹脂にフィラー充填量50
重量%となるように混練し、成形した樹脂複合体の誘電
率(1MHz:容量法=電界が複合体の厚み方向,3
G:空洞共振法=電界複合体の面方向)がおよび機械強
度測定結果を表2に示す。
【0041】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 智博 徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化 学株式会社徳島研究所内 (72)発明者 八木 敏晃 徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化 学株式会社徳島研究所内 Fターム(参考) 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 BA09 BA10 CA07 GA11
Claims (3)
- 【請求項1】 MO・TiO2(式中、Mは二価金属を
示す。)で表わされる組成を有するチタン酸金属塩結晶
の表面の一部又は全面が非結晶質および/又は結晶質T
iO2で覆われてなる複合板状チタン酸金属塩。 - 【請求項2】 Mで示される二価金属が、バリウム、ス
トロンチウム、カルシウム及びマグネシウムから選ばれ
る少なくとも1種のアルカリ土類金属である請求項1に
記載の複合板状チタン酸金属塩。 - 【請求項3】 板状酸化チタンと二価の金属元素Mの酸
化物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩の群から選ばれた
1種又は2種以上とを、モル比でTi>Mとなる割合で
混合した後、500℃〜1400℃の温度下に加熱処理
することを特徴とする請求項1又は2に記載の複合板状
チタン酸金属塩の製造法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000068874A JP2001253770A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 複合板状チタン酸金属塩及びその製造法 |
KR10-2001-7014344A KR100452499B1 (ko) | 2000-03-13 | 2001-03-09 | 복합 판형 티탄산 금속염 및 그 제조방법 |
DE60130186T DE60130186T2 (de) | 2000-03-13 | 2001-03-09 | Plattenförmiges metalltitanat-komposit und verfahren zu dessen herstellung |
US09/807,884 US6582820B2 (en) | 2000-03-13 | 2001-03-09 | Composite plate-like metal titanate and production method thereof |
EP01912221A EP1195356B1 (en) | 2000-03-13 | 2001-03-09 | Composite metal titanate in plate form and method for preparation thereof |
PCT/JP2001/001853 WO2001068528A1 (fr) | 2000-03-13 | 2001-03-09 | Titanate de metal composite, sous forme de plaque, et procede de preparation associe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000068874A JP2001253770A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 複合板状チタン酸金属塩及びその製造法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=18587857
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000068874A Pending JP2001253770A (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 複合板状チタン酸金属塩及びその製造法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US6582820B2 (ja) |
EP (1) | EP1195356B1 (ja) |
JP (1) | JP2001253770A (ja) |
KR (1) | KR100452499B1 (ja) |
DE (1) | DE60130186T2 (ja) |
WO (1) | WO2001068528A1 (ja) |
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WO2007138967A1 (ja) | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | 顆粒状板状チタン酸塩、その製造方法及び顆粒状板状チタン酸塩を含有する樹脂組成物 |
JP2008195604A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-08-28 | Otsuka Chemical Co Ltd | 複合チタン酸金属塩の製造方法及び誘電性樹脂組成物並びに電子部品 |
WO2008108197A1 (ja) | 2007-03-02 | 2008-09-12 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | チタン酸アルカリ金属塩固着チタン酸塩、その製造方法及びチタン酸アルカリ金属塩固着チタン酸塩を含有する樹脂組成物 |
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JP5051978B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2012-10-17 | 大塚化学株式会社 | チタン酸膜コーティング樹脂基板の製造方法 |
US20070219289A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Friction Material |
WO2012006416A2 (en) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Rensselaer Polytechnic Institute | High dielectric constant ceramic filler particles, composites and methods for making same |
CN102942217B (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 华中科技大学 | 一种用于制备钛锂酸钾粉末的方法及其产品 |
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