JP4572439B2 - Method for producing magnesium titanate powder - Google Patents
Method for producing magnesium titanate powder Download PDFInfo
- Publication number
- JP4572439B2 JP4572439B2 JP2000098714A JP2000098714A JP4572439B2 JP 4572439 B2 JP4572439 B2 JP 4572439B2 JP 2000098714 A JP2000098714 A JP 2000098714A JP 2000098714 A JP2000098714 A JP 2000098714A JP 4572439 B2 JP4572439 B2 JP 4572439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- magnesium
- magnesium titanate
- particle size
- titanate powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）の基板に形成する必要のある隔壁等に好適な、ガラス材料に無機粉末を添加したガラスペーストに配合するフィラーとして好適なチタン酸マグネシウムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは，薄型軽量でかつ大画面が実現可能なディスプレイパネルであり、今後，大画面テレビや壁掛けテレビ用に使用されることが期待されている。
パネルとしての現状の問題点の一つは、画面の輝度不足であり、輝度向上のための提案が種々なされているところである。例えば，蛍光体の塗布や隔壁形成の方法について検討がなされている。
隔壁はガラス製であり、ガラス粉末を成形し焼成して緻密化することにより形成されている。ガラス粉末にアルミナやジルコン等の無機粉末を充填することは従来から提案されていた。しかし、ガラス粉末で隔壁を成形後、焼成する工程において溶融状態となったガラスが成形された形を保つようにすることがこれら無機粉末添加の目的であった。
【０００３】
一方、ガラス粉末で成形された隔壁の反射率を向上させることができれば、隔壁表面に塗布された蛍光体から発せられた光を効率良く表示に使用することができ、実質的に画面の明るさの向上を図ることができる。アルミナやジルコンより屈折率の高い無機粉末を隔壁のガラスのフィラーとして使用し、隔壁において蛍光体よりパネル後方に発せられた光を高屈折率のフィラー粒子によりパネル前方へ反射および散乱させることにより、輝度向上が図れる可能性がある。反射材として屈折率が２．６と高い酸化チタンを使用する考えは、例えば、特開平８−３２１２５７号公報に「蛍光体の発光を有効にパネル前面に導く目的で、逆に隔壁を白くした方が良い場合もある。この場合には、耐火性の白色顔料としてチタニア等が用いられる。」との開示があるが、酸化チタン（チタニア）は比誘電率がルチル型で１００〜１１０、アナターゼ型で５０であり、ＰＤＰ隔壁フィラーとしては誘電率が高い。ＰＤＰにおいては、ＰＤＰのセルの電気容量を下げることが検討されており、隔壁材フィラーにも低い誘電率が求められている。
また、アルミナやジルコンより屈折率が高く、酸化チタンより誘電率が低い材料を隔壁のガラスのフィラーとして使用することにより、隔壁において蛍光体よりパネル後方に発せられた光を高屈折率のフィラー粒子によりパネル前方へ反射および散乱させることにより、輝度向上に寄与し、かつセルの電気容量を低減させる可能性が想定される。フィラーとして従来より、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコンが検討されてきたが、いずれも高屈折率と低誘電率を十分兼ね備えるものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＰＤＰの基板に形成する必要のある隔壁等に好適な、ガラス材料に無機粉末を添加したガラスペースト配合用フィラーとして好適なチタン酸マグネシウム粉末の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意探索検討の結果、酸化チタンまたは焼成により酸化チタンとなる前駆体と、酸化マグネシウムまたは焼成により酸化マグネシウムとなる前駆体を混合し、塩素含有雰囲気ガス中、特定の温度範囲で焼成することにより、目的のプラズマディスプレイパネル隔壁形成用ガラスペーストのフィラー材として好適なチタン酸マグネシウム粉末を取得できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は以下の１〜４を提供する。
１ アナターゼ型酸化チタンまたは四塩化チタン水溶液の中和もしくは加水分解により生じるオルトチタン酸と、水酸化マグネシウムとを混合し、該混合物を下記の（１）〜（３）から選ばれるガスの１種を含有する雰囲気中、９００〜１１００℃の温度範囲で焼成することを特徴としたチタン酸マグネシウム粉末の製造方法。
（１）塩化水素
（２）分子状塩素と水蒸気から調製される成分
（３）分子状塩素
２ 上記１記載の製造方法にて得られるチタン酸マグネシウム粉末であり、ＳＥＭ写真による一次粒径が１．８μｍ以上５．１μｍ以下であり、ＢＥＴ比表面積が０．４２ｍ2／ｇ以上０．６８ｍ2／ｇ以下であるチタン酸マグネシウム粉末。
３ 上記１記載の製造方法にて得られるチタン酸マグネシウム粉末が、ＳＥＭ写真による一次粒径をＢＥＴ比表面積から算出した一次粒径で除した値が０．５以上１．５以下であるチタン酸マグネシウム粉末。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。
チタン酸マグネシウムの比誘電率が１８（文献値）と低く、屈折率を測定した結果、２．２〜２．３という高い値が得られ、屈折率が高いことを確認し、チタン酸マグネシウムがＰＤＰ隔壁材フィラーとして用い得ることを見出した。
しかし、ＰＤＰ隔壁材料であるガラス粉末との混合を考えると、ガラス粉末との粒径差が少ない、ＳＥＭ写真による一次粒径がが０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲が好適であり、好ましくは０．３〜５μｍの範囲である。０．１μｍ未満または１０μｍを超える場合はガラス粉末との混合が適切に行えない場合がある。粒子形状については球状のものよりも反射や散乱に適したが多面体形状が好適である。
【０００８】
粒子が大きく、かつ粒子表面の凹凸が少ないことを示す低いＢＥＴ比表面積範囲、すなわち０．１ｍ2／ｇ以上１０ｍ2／ｇ以下が好ましく、０．３〜５ｍ2／ｇがさらに好ましい。ＢＥＴ比表面積から算出した粒径が１０μｍの場合のＢＥＴ比表面積は０．１ｍ2／ｇであるのでＢＥＴ比表面積は０．１ｍ2／ｇ以上である。
【０００９】
ＳＥＭ写真による一次粒径をＢＥＴ比表面積から算出した一次粒径で除した値が０．１以上５以下、好ましくは０．５以上１．５以下である凝集粒子の少ないチタン酸マグネシウム粉末が好適である。
ＢＥＴ比表面積から粒径を算出するには、６（定数）÷３．９（チタン酸マグネシウムの理論密度で単位はｇ／ｃｍ3）÷ＢＥＴ比表面積（ｍ2／ｇ）によりもとめることができる。凝集粒子が多い場合は粒子の面同士がつながっているため表面積が小さくなり、その結果ＳＥＭ写真による一次粒径をＢＥＴ比表面積から算出した粒径で除した値が小さくなるので、０．１以上が望ましく、０．５以上がさらに望ましい。凝集粒子は隔壁を形成した場合の隔壁中の欠陥の原因となる。一方、粒子形状が不定形で面に欠陥が多く、凹凸が多い場合はＳＥＭ写真による一次粒径をＢＥＴ比表面積から算出した粒径で除した値は大きくなり、３以下が好ましく、１．５以下がさらに好ましい。粒子表面に欠陥が多く凹凸が多い場合は、光の反射効果が十分発現しない。
【００１０】
粒子形状については球状ではなく、反射や散乱に適した実質的に破砕面を有さない多面体形状が好適である。該多面体形状の粒子はチタン酸マグネシウムの単結晶よりなる粒子により実現される。単結晶粒子は原子の配列に起因する結晶面が粒子表面に現れ、粒子に多面体形状を賦与する。チタン酸マグネシウムの形状は直方体を基本とするので、面の数は６面以上である。面の数が３０面を超えると形状が球状に近くなり、光の反射が球状粒子と変わらなくなる。
【００１１】
本発明のチタン酸化マグネシウム粉末は、次のようにして製造することができる。
例えば、アナターゼやルチル型の酸化チタン粉末に、酸化マグネシウム粉末や水酸化マグネシウム粉末を混合することにより焼成用原料を得ることができる。あるいは、アナターゼやルチル型の酸化チタン粉末に、塩化マグネシウムや硫酸マグネシウムを湿式で混合し、混合物を乾燥することによっても焼成用原料を得ることができる。該焼成用原料を塩素含有雰囲気中６００〜１２００℃の温度範囲で焼成することにより、目的とするチタン酸化マグネシウム粉末が生成する。
【００１２】
また、本発明のチタン酸マグネシウム粉末は、次のようにして製造することもできる。硫酸法の酸化チタンの製造工程で生じるメタチタン酸スラリーを乾燥させて得られた粉末や、四塩化チタン水溶液の中和や加水分解により生じるオルトチタン酸等、加熱により酸化チタンに転換しうるチタン化合物を、水酸化マグネシウムと混合し、塩素を含む雰囲気中で６００〜１２００℃の温度範囲、望ましくは８００〜１１００℃の温度範囲で、望ましくは１０分以上６時間以下焼成することにより得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明のチタン酸化マグネシウム粉末は、酸化チタンまたは焼成により酸化チタンとなる前駆体と、酸化マグネシウムまたは焼成により酸化マグネシウムとなる前駆体を混合し、該混合原料を塩素を含む雰囲気中で焼成することにより得られるが、塩素を含む雰囲気とは、下記の（１）〜（３）から選ばれるガスの１種を含有する雰囲気である。
（１）塩化水素
（２）分子状塩素と水蒸気から調製される成分
（３）分子状塩素
【００１４】
該混合物を焼成する雰囲気が塩化水素ガスである場合、塩化水素を好ましくは１体積％以上、さらに好ましくは１０体積％以上含む雰囲気中で、６００〜１２００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度範囲で、好ましくは１０分以上６時間以下、該混合物を焼成する。
【００１５】
該混合物を焼成する雰囲気が分子状塩素と水蒸気から調製される成分からなるガス雰囲気の場合、好ましくは分子状塩素を０．５体積％以上と水蒸気を０．５体積％以上、さらに好ましくは分子状塩素を５体積％以上と水蒸気を５体積％以上含む雰囲気中で、６００〜１２００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度範囲で、好ましくは１０分以上６時間以下、該混合物を焼成する。
【００１６】
該混合物を焼成する雰囲気が分子状塩素ガス雰囲気の場合、分子状塩素を好ましくは０．５体積％以上、さらに好ましくは５体積％以上含む雰囲気中で、６００〜１２００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度範囲で、好ましくは１０分以上６時間以下、該混合物を焼成する。
【００１７】
焼成にはガス雰囲気が制御できる炉であれば、工業的に使用される、バッチ式焼成炉、トンネル炉、ロータリーキルンが使用できる。得られた粒子が大きい場合は、微細なチタン酸マグネシウム粉末を該焼成用原料に混合することにより、微細なチタン酸マグネシウム粉末の粒子が種結晶として作用し、粒径を小さくすることができる。微細なチタン酸マグネシウム粉末の添加量が多いほど粒径は小さくなる。
【００１８】
隔壁形成用ガラスペースト中へのチタン酸マグネシウム粉末の混合方法は特に限定されないが、チタン酸マグネシウム粉末が均一かつ十分分散した状態で含有されている必要があり、バーティカルグラニュレータやレディゲミキサー等の高速攪拌翼が装備された混合機、または、ボールミル等メディアを用いる混合方法により、乾式または水や有機溶媒を加えた湿式による混合を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
なお、本発明における各種の測定は次のように行った。
１．ＳＥＭ写真による一次粒径
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−２２０）を使用して粉末の写真を撮影し、その写真から５ないし１０個の粒子を選び出して大きさを測定し、その平均値を求めた。
２．ＢＥＴ比表面積
マイクロメリティックス社製フローソーブII２３００型を使用してＢＥＴ１点法により測定した。
【００２１】
実施例１
以下のようにしてチタン酸マグネシウム粉末を作製した。住友シチックス製四塩化チタン水溶液５２２３ｇに水４６４５ｇを加えた。堺化学工業製チタニアＳＴＲ−６０Ｎ（商品名）を１．４ｇ秤取し、塩酸を加えてｐＨを２に調整した水７０ｇに加え、超音波ホモジナイザーにより分散させた後、該分散液を四塩化チタン水溶液に添加した。水３．３ｋｇを入れた反応用容器にｐＨ電極と攪拌機を取り付け、チューブポンプにより該四塩化チタン水溶液を滴下するとともに、ｐＨ電極をｐＨ＝２．７に設定したｐＨコントローラに接続して別のチューブポンプを制御し、４８重量％水酸化ナトリウム水溶液を反応容器に滴下してｐＨ＝２．７に制御した中和析出反応を行った。反応を終了した後も攪拌を続け、１時間後に攪拌を停止した。中和析出後の反応液は白色の析出物が分散した状態であり、濾紙を使用して吸引濾過により析出物のケーキを得、その上に水を注いで吸引濾過を行うことによりケーキを洗浄した。得られた洗浄ケーキを１３０℃に設定した乾燥機により乾燥させ、乾燥ケーキを得た。得られた乾燥ケーキ１０．９ｇに水酸化マグネシウムを８．０ｇとイソプロピルアルコール２５ｇを添加し、鉄芯入りプラスチックボールとともに２５０ｍｌポリエチレン製広口瓶に入れ、２時間ボールミル混合を行った。得られたスラリーをロータリーエバポレータを使用して乾燥させ、焼成前粉末を得た。該焼成前粉末をアルミナ製のボートに４ｇ仕込み、石英ガラス製炉芯管を有した炉により焼成した。昇温速度は１０℃／分とし、４００℃からＨＣｌガスを３０ｍｌ／分と窒素を７０ｍｌ／分とを流し（ＨＣｌ濃度３０体積％）、９５０℃で３０分保持後、ＨＣｌガスと窒素ガスを停止して空気１００ｍｌ／分を流して放冷した。
【００２２】
得られた粉末をＸ線回折により調べた結果、ＭｇＴｉＯ3単相よりなる粉末であった。主に多面体形状の粒子よりなり、ＳＥＭ写真から得られた平均粒径は１．８μｍであった。ＢＥＴ比表面積は０．５４ｍ2／ｇであった。文献値のチタン酸マグネシウムの密度３．９ｇ／ｃｍ3とＢＥＴ比表面積から粒径を算出すると２．８μｍとなり、（ＳＥＭ写真による平均粒径）／（ＢＥＴ比表面積から算出した粒径）は０．６となった。
【００２３】
ガラス添加試験を以下のように行うことができる。得られたチタン酸マグネシウム粉末２ｇと、ガラス転移点が４２０℃と低い旭硝子製ガラス粉末ＡＳＦ−１３４０（商品名）８ｇを、アルミナボールと２５０ｍｌポリエチレン製広口瓶を使用して１時間ボールミル混合する。得られる混合粉末を１３ｍｍφの金型を使用し、３００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でペレット状にプレス成形する。昇温速度５℃／分で空気中６００℃で２０分間焼成する。得られるペレットの比誘電率は、公知の計算式（チタン酸バリウム実用化研究会年報第１３報XIV-７４−特 「最近の結晶化ガラス」作花済夫第１８頁のＤ式）を用いて算出すると１４となる。
【００２４】
実施例２
実施例１で使用した焼成前粉末（四塩化チタン析出物と水酸化マグネシウムの混合物）を、実施例１と同じ炉を使用して、焼成温度を１１００℃とした以外は同一条件で焼成した。得られた粉末はＸ線回折により調べた結果、ＭｇＴｉＯ3が主とした相であるが、ＭｇＴｉ2Ｏ5が混合した粉末であった。主に多面体形状の粒子よりなり、ＳＥＭ写真から得られた平均粒径は５．１μｍであった。ＢＥＴ比表面積は０．４２ｍ2／ｇであった。ＢＥＴ比表面積から算出した粒径は３．７μｍとなり、（ＳＥＭ写真による平均粒径）／（ＢＥＴ比表面積から算出した粒径）は１．４となる。得られた粉末を使用して屈折率の測定を行った。高屈折率の媒体に埋め込んでベッケ線を光学顕微鏡により観察する方法により、屈折率は２．２〜２．３と測定された。得られたチタン酸マグネシウム粉末を実施例１と同様に低融点ガラスに混合して焼成することができる。得られるペレットの比誘電率を計算すると、１４となる。
【００２５】
実施例３
石原産業株式会社製アナターゼ型酸化チタンＡ−１００（商品名）を４６２ｇと協和化学工業株式会社製水酸化マグネシウム２００−０６Ｈ（商品名）を３４４ｇ秤量して容積１０Ｌのポリエチレン製の容器に入れた。該容器に直径１５ｍｍの鉄芯入りプラスチックボール９．７ｋｇを入れ、２時間乾式でボールミル混合を行った。得られた混合物を空気中１１００℃で１時間焼成し、チタン酸マグネシウム粉末を得た。得られた粉末を、日本ニューマチック工業株式会社製ジェットミルＰＪＭ−１００ＳＰ型を使用し、空気圧６ｋｇ／ｃｍ2で粉砕した。得られた粉末はＸ線回折の結果、チタン酸マグネシウムであった。得られた粉末のＢＥＴ比表面積は３．７ｍ2／ｇ、ＳＥＭ写真による粒径は０．４μｍであった。
上記酸化チタン粉末Ａ−１００を４６２ｇと水酸化マグネシウム粉末２００−０６Ｈを３４４ｇと、さらに得られた該チタン酸マグネシウム粉末８０ｇを上記の容積１０Ｌのポリエチレン容器と鉄芯入りプラスチックボールを使用して、乾式で２時間ボールミル混合を行い混合原料を得た。該混合原料８３０ｇを石英ガラス製ボートに仕込み、不透明石英製炉芯管を有する炉を使用して焼成した。昇温速度は５℃／分とし、４００℃まで空気中で焼成した。４００℃で塩化水素３０体積％と窒素７０％のガスを導入し、１０００℃で３０分焼成し、塩素を除去するため雰囲気を空気に切り替えてさらに１０００℃で１時間焼成した後降温した。炉から取出した粉末を前記ジェットミルＰＪＭ−１００ＳＰ型により粉砕した。得られた粉末をＸ線回折により調べた結果、ＭｇＴｉＯ3単相であった。主に多面体形状の粒子よりなり、ＳＥＭ写真から得られた平均粒径は２．０μｍであった。ＢＥＴ比表面積は０．６８ｍ2／ｇであった。ＢＥＴ比表面積から算出した粒径は２．３μｍとなり、（ＳＥＭ写真による平均粒径）／（ＢＥＴ比表面積から算出した粒径）は０．８７となる。
【００２６】
比較例１
石原産業株式会社製アナターゼ型酸化チタンＡ−１００（商品名）を４６２ｇと協和化学工業株式会社製水酸化マグネシウム２００−０６Ｈ（商品名）を３３８ｇ秤量して容積１０Ｌのポリエチレン製の容器に入れた。該容器に直径１５ｍｍの鉄芯入りプラスチックボール９．７ｋｇを入れ、２時間乾式でボールミル混合を行った。得られた混合物を空気中７００℃で１時間焼成した。得られた粉末のＸ線回折パターンを調べた結果、最強ピーク比が酸化チタン（アナターゼ）と酸化マグネシウムが９：１であり、チタン酸マグネシウムのピークは見られなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、プラズマディスプレイパネルの隔壁リブ形成用ガラスペーストのフィラーとして好適なチタン酸マグネシウム粉末を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a method for producing magnesium titanate suitable as a filler to be blended in a glass paste in which an inorganic powder is added to a glass material, which is suitable for a partition wall or the like that needs to be formed on a substrate of a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP). About.
[0002]
[Prior art]
The PDP is a display panel that is thin and light and capable of realizing a large screen, and is expected to be used for large-screen TVs and wall-mounted TVs in the future.
One of the current problems as a panel is the lack of brightness of the screen, and various proposals for improving the brightness have been made. For example, studies have been made on methods of applying phosphors and forming barrier ribs.
The partition walls are made of glass, and are formed by molding glass powder, baking it, and densifying it. It has been conventionally proposed to fill glass powder with inorganic powder such as alumina or zircon. However, the purpose of adding these inorganic powders was to maintain the shape of the glass that was in a molten state in the baking step after the partition walls were formed with glass powder.
[0003]
On the other hand, if the reflectance of the barrier ribs formed of glass powder can be improved, the light emitted from the phosphor applied to the barrier rib surface can be used for display efficiently, and the brightness of the screen is substantially increased. Can be improved. By using an inorganic powder having a higher refractive index than alumina or zircon as a filler for the glass of the partition wall, by reflecting and scattering light emitted from the phosphor behind the panel in the partition wall to the front of the panel by filler particles having a high refractive index, There is a possibility that brightness can be improved. The idea of using titanium oxide having a high refractive index of 2.6 as a reflective material is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-32257, “in order to effectively guide phosphor emission to the front of the panel, the partition walls are whitened. In this case, titania or the like is used as a refractory white pigment. ”However, titanium oxide (titania) has a dielectric constant of 100 to 110 in the rutile type and anatase. The mold is 50, and the dielectric constant is high as a PDP partition filler. In the PDP, it has been studied to reduce the electric capacity of the cell of the PDP, and a low dielectric constant is also required for the partition material filler.
In addition, by using a material having a higher refractive index than alumina or zircon and a dielectric constant lower than that of titanium oxide as a filler for the glass of the partition wall, the filler particles with high refractive index can emit light emitted from the phosphor behind the phosphor in the partition wall. As a result, the possibility of contributing to the improvement of luminance and reducing the electric capacity of the cell is assumed by reflecting and scattering the light to the front of the panel. Conventionally, silica, alumina, titania and zircon have been studied as fillers, but none of them has a sufficiently high refractive index and low dielectric constant.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for producing a magnesium titanate powder suitable as a filler for blending glass paste in which an inorganic powder is added to a glass material, which is suitable for partition walls that need to be formed on a PDP substrate. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention, as a result of diligent search and investigation, mixed titanium oxide or a precursor that becomes titanium oxide by firing, and magnesium oxide or a precursor that becomes magnesium oxide by firing to produce a chlorine-containing atmosphere. It has been found that a magnesium titanate powder suitable as a filler material for a glass paste for forming a target plasma display panel partition can be obtained by firing in a specific temperature range in a gas, and the present invention has been completed.
[0006]
That is, this invention provides the following 1-4.
Orthotitanic acid produced by neutralization or hydrolysis of 1 anatase type titanium oxide or titanium tetrachloride aqueous solution and magnesium hydroxide are mixed, and the mixture is one kind of gas selected from the following (1) to (3) The manufacturing method of the magnesium titanate powder characterized by baking in the temperature range of 900-1100 degreeC in the atmosphere containing this.
(1) Hydrogen chloride (2) Component prepared from molecular chlorine and water vapor (3) Molecular chlorine 2 Magnesium titanate powder obtained by the production method described in 1 above, having a primary particle size of 1 according to an SEM photograph .8 [mu] m or more 5.1 is at [mu] m or less, magnesium titanate powder BET specific surface area of not more than 0.42 m 2 / g or more 0.68 m 2 / g.
3 A titanic acid powder in which the magnesium titanate powder obtained by the production method described in 1 above is a value obtained by dividing the primary particle size by SEM photograph by the primary particle size calculated from the BET specific surface area is 0.5 or more and 1.5 or less. Magnesium powder .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
The relative permittivity of magnesium titanate was as low as 18 (document value), and the refractive index was measured. As a result, a high value of 2.2 to 2.3 was obtained, and it was confirmed that the refractive index was high. It discovered that it could be used as a PDP partition material filler.
However, considering the mixing with the glass powder which is a PDP partition material, the particle size difference with the glass powder is small, and the primary particle size according to the SEM photograph is preferably in the range of 0.1 μm to 10 μm, preferably 0 .3 to 5 μm. When it is less than 0.1 μm or exceeds 10 μm, mixing with glass powder may not be performed properly. The particle shape is more suitable for reflection and scattering than the spherical shape, but a polyhedral shape is preferred.
[0008]
A low BET specific surface area range indicating that the particles are large and the surface of the particles is small, that is, 0.1 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less is preferable, and 0.3 to 5 m 2 / g is more preferable. When the particle diameter calculated from the BET specific surface area is 10 μm, the BET specific surface area is 0.1 m 2 / g, so the BET specific surface area is 0.1 m 2 / g or more.
[0009]
Magnesium titanate powder with less agglomerated particles having a value obtained by dividing the primary particle size by SEM photograph by the primary particle size calculated from the BET specific surface area is 0.1 or more and 5 or less, preferably 0.5 or more and 1.5 or less. It is.
In order to calculate the particle diameter from the BET specific surface area, it can be obtained by 6 (constant) ÷ 3.9 (theoretical density of magnesium titanate, the unit is g / cm 3 ) ÷ BET specific surface area (m 2 / g). . When there are many agglomerated particles, the surfaces of the particles are connected to each other, so the surface area becomes small. As a result, the value obtained by dividing the primary particle size by the SEM photograph by the particle size calculated from the BET specific surface area becomes small. Is desirable, and 0.5 or more is more desirable. Aggregated particles cause defects in the partition when the partition is formed. On the other hand, when the particle shape is indefinite, the surface has many defects, and there are many irregularities, the value obtained by dividing the primary particle size according to the SEM photograph by the particle size calculated from the BET specific surface area becomes large, preferably 3 or less, 1.5 The following is more preferable. When there are many defects on the particle surface and there are many irregularities, the light reflection effect is not sufficiently exhibited.
[0010]
The particle shape is not spherical but is preferably a polyhedral shape having substantially no fracture surface suitable for reflection and scattering. The polyhedral particles are realized by particles made of a single crystal of magnesium titanate. In the single crystal particle, a crystal plane resulting from the arrangement of atoms appears on the particle surface and imparts a polyhedral shape to the particle. Since the shape of magnesium titanate is basically a rectangular parallelepiped, the number of faces is six or more. When the number of faces exceeds 30, the shape becomes nearly spherical, and the reflection of light is not different from that of spherical particles.
[0011]
The titanium magnesium oxide powder of the present invention can be produced as follows.
For example, a raw material for firing can be obtained by mixing an anatase or rutile type titanium oxide powder with a magnesium oxide powder or a magnesium hydroxide powder. Alternatively, the raw material for firing can also be obtained by wet mixing magnesium chloride or magnesium sulfate with anatase or rutile type titanium oxide powder and drying the mixture. By firing the raw material for firing in a temperature range of 600 to 1200 ° C. in a chlorine-containing atmosphere, the target titanium magnesium oxide powder is produced.
[0012]
Moreover, the magnesium titanate powder of this invention can also be manufactured as follows. Titanium compounds that can be converted to titanium oxide by heating, such as powders obtained by drying the metatitanic acid slurry generated in the manufacturing process of sulfuric acid method titanium oxide and orthotitanic acid generated by neutralization and hydrolysis of aqueous titanium tetrachloride solution Can be obtained by mixing with magnesium hydroxide and calcining in an atmosphere containing chlorine in a temperature range of 600 to 1200 ° C., preferably in a temperature range of 800 to 1100 ° C., preferably 10 minutes to 6 hours. .
[0013]
Furthermore, the titanium magnesium oxide powder of the present invention is a mixture of titanium oxide or a precursor that becomes titanium oxide by firing, and magnesium oxide or a precursor that becomes magnesium oxide by firing, and the mixed raw material is fired in an atmosphere containing chlorine. The atmosphere containing chlorine is an atmosphere containing one kind of gas selected from the following (1) to (3).
(1) Hydrogen chloride (2) Components prepared from molecular chlorine and water vapor (3) Molecular chlorine
When the atmosphere for firing the mixture is hydrogen chloride gas, the temperature range is 600 to 1200 ° C., preferably 900 to 1100 ° C. in an atmosphere containing hydrogen chloride preferably 1% by volume or more, more preferably 10% by volume or more. The mixture is preferably fired for 10 minutes to 6 hours.
[0015]
When the atmosphere for firing the mixture is a gas atmosphere composed of components prepared from molecular chlorine and water vapor, preferably 0.5% by volume or more of molecular chlorine and 0.5% by volume or more of water vapor, more preferably molecular In an atmosphere containing 5% by volume or more of gaseous chlorine and 5% by volume or more of water vapor, the mixture is calcined in the temperature range of 600 to 1200 ° C., preferably 900 to 1100 ° C., preferably 10 minutes to 6 hours.
[0016]
When the atmosphere for firing the mixture is a molecular chlorine gas atmosphere, it is preferably 600 to 1200 ° C., preferably 900 to 1100 in an atmosphere containing molecular chlorine preferably 0.5% by volume or more, more preferably 5% by volume or more. The mixture is baked in a temperature range of 0 ° C., preferably 10 minutes to 6 hours.
[0017]
If it is a furnace which can control a gas atmosphere for baking, the batch type baking furnace, tunnel furnace, and rotary kiln which are used industrially can be used. When the obtained particles are large, the fine magnesium titanate powder is mixed with the raw material for firing, whereby the fine magnesium titanate powder particles act as seed crystals and the particle size can be reduced. The larger the amount of fine magnesium titanate powder added, the smaller the particle size.
[0018]
The mixing method of the magnesium titanate powder into the partition wall forming glass paste is not particularly limited, but the magnesium titanate powder needs to be contained in a uniform and sufficiently dispersed state, such as a vertical granulator or a Redige mixer. By a mixer equipped with a high-speed stirring blade or a mixing method using media such as a ball mill, mixing can be performed by a dry method or a wet method in which water or an organic solvent is added.
[0019]
【Example】
Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0020]
Various measurements in the present invention were performed as follows.
1. Take a photograph of the powder using a SEM photograph with a primary particle size SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-220), select 5 to 10 particles from the photograph, and measure the size. The average value was obtained.
2. The BET specific surface area was measured by the BET 1-point method using Flowsorb II2300 manufactured by Micromeritics.
[0021]
Example 1
A magnesium titanate powder was produced as follows. 4645 g of water was added to 5223 g of a titanium tetrachloride aqueous solution manufactured by Sumitomo Sitix. 1.4 g of titania STR-60N (trade name) manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. was weighed, added to 70 g of water adjusted to pH 2 by adding hydrochloric acid, and dispersed with an ultrasonic homogenizer. Added to titanium aqueous solution. Attach a pH electrode and a stirrer to a reaction vessel containing 3.3 kg of water, drop the titanium tetrachloride aqueous solution with a tube pump, and connect the pH electrode to a pH controller set to pH = 2.7. A tube pump was controlled, and a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution was dropped into the reaction vessel to carry out a neutralization precipitation reaction controlled to pH = 2.7. Stirring was continued after the reaction was completed, and stirring was stopped after 1 hour. The reaction liquid after neutralization precipitation is in a state where white precipitates are dispersed, and a cake of the precipitate is obtained by suction filtration using a filter paper, and the cake is washed by pouring water onto the cake and performing suction filtration. did. The obtained washed cake was dried with a dryer set at 130 ° C. to obtain a dried cake. To 10.9 g of the obtained dried cake, 8.0 g of magnesium hydroxide and 25 g of isopropyl alcohol were added, put into a 250 ml polyethylene jar with a plastic ball containing iron core, and ball mill mixed for 2 hours. The obtained slurry was dried using a rotary evaporator to obtain a powder before firing. 4 g of the pre-fired powder was placed in an alumina boat and fired in a furnace having a quartz glass furnace core tube. The heating rate was 10 ° C / min. From 400 ° C, 30 ml / min of HCl gas and 70 ml / min of nitrogen were flowed (HCl concentration 30% by volume). After holding at 950 ° C for 30 minutes, HCl gas and nitrogen gas were supplied. After stopping, the air was allowed to cool by flowing 100 ml / min.
[0022]
As a result of examining the obtained powder by X-ray diffraction, it was a powder composed of a single phase of MgTiO 3 . It consisted mainly of polyhedral particles, and the average particle size obtained from the SEM photograph was 1.8 μm. The BET specific surface area was 0.54 m 2 / g. When the particle size is calculated from the literature value magnesium titanate density of 3.9 g / cm 3 and the BET specific surface area, it is 2.8 μm, and (average particle size by SEM photograph) / (particle size calculated from the BET specific surface area) is 0. .6.
[0023]
A glass addition test can be performed as follows. 2 g of the obtained magnesium titanate powder and 8 g of Asahi Glass glass powder ASF-1340 (trade name) having a low glass transition point of 420 ° C. are ball-milled for 1 hour using an alumina ball and a 250 ml polyethylene jar. The obtained mixed powder is press-molded into pellets at a pressure of 300 kg / cm 2 using a 13 mmφ mold. Firing is performed in air at 600 ° C. for 20 minutes at a temperature rising rate of 5 ° C./min. The relative permittivity of the obtained pellets is calculated using a known calculation formula (Barium Titanate Practical Research Society Annual Report 13th Report XIV-74-Special "Recent Crystallized Glass" Sakusa Sakuo, page 18) And 14 is calculated.
[0024]
Example 2
The pre-fired powder (mixture of titanium tetrachloride precipitate and magnesium hydroxide) used in Example 1 was fired under the same conditions using the same furnace as in Example 1 except that the firing temperature was 1100 ° C. The resulting powder was investigated by X-ray diffraction, is a phase MgTiO 3 has a main, was powder MgTi 2 O 5 are mixed. It consisted mainly of polyhedral particles, and the average particle size obtained from the SEM photograph was 5.1 μm. The BET specific surface area was 0.42 m 2 / g. The particle diameter calculated from the BET specific surface area is 3.7 μm, and (average particle diameter by SEM photograph) / (particle diameter calculated from the BET specific surface area) is 1.4. The refractive index was measured using the obtained powder. The refractive index was measured to be 2.2 to 2.3 by a method of embedding in a medium having a high refractive index and observing the Becke line with an optical microscope. The obtained magnesium titanate powder can be mixed and fired in a low-melting glass as in Example 1. The relative dielectric constant of the resulting pellet is calculated to be 14.
[0025]
Example 3
462 g of anatase-type titanium oxide A-100 (trade name) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. and 344 g of magnesium hydroxide 200-06H (trade name) manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. were weighed and put into a 10 L polyethylene container. . The container was charged with 9.7 kg of an iron core-containing plastic ball having a diameter of 15 mm and subjected to ball mill mixing by a dry method for 2 hours. The obtained mixture was fired in air at 1100 ° C. for 1 hour to obtain a magnesium titanate powder. The obtained powder was pulverized at an air pressure of 6 kg / cm 2 using a jet mill PJM-100SP type manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd. As a result of X-ray diffraction, the obtained powder was magnesium titanate. The obtained powder had a BET specific surface area of 3.7 m 2 / g and a particle size of 0.4 μm according to the SEM photograph.
462 g of the titanium oxide powder A-100, 344 g of the magnesium hydroxide powder 200-06H, and 80 g of the obtained magnesium titanate powder, using the above-mentioned polyethylene container having a volume of 10 L and a plastic ball with an iron core, Ball mill mixing was performed for 2 hours in a dry process to obtain a mixed material. 830 g of the mixed raw material was charged into a quartz glass boat and fired using a furnace having an opaque quartz furnace core tube. The heating rate was 5 ° C./min, and firing was performed in air up to 400 ° C. A gas of 30% by volume of hydrogen chloride and 70% of nitrogen was introduced at 400 ° C., calcined at 1000 ° C. for 30 minutes, the atmosphere was switched to air to remove chlorine, and further calcined at 1000 ° C. for 1 hour, and then cooled. The powder taken out from the furnace was pulverized by the jet mill PJM-100SP type. As a result of examining the obtained powder by X-ray diffraction, it was a MgTiO 3 single phase. It consisted mainly of polyhedral particles, and the average particle size obtained from the SEM photograph was 2.0 μm. The BET specific surface area was 0.68 m 2 / g. The particle diameter calculated from the BET specific surface area is 2.3 μm, and (average particle diameter by SEM photograph) / (particle diameter calculated from the BET specific surface area) is 0.87.
[0026]
Comparative Example 1
462 g of anatase-type titanium oxide A-100 (trade name) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. and 338 g of magnesium hydroxide 200-06H (trade name) manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. were weighed and put into a 10 L polyethylene container. . The container was charged with 9.7 kg of an iron core-containing plastic ball having a diameter of 15 mm and subjected to ball mill mixing by a dry method for 2 hours. The resulting mixture was calcined at 700 ° C. in air for 1 hour. As a result of examining the X-ray diffraction pattern of the obtained powder, the strongest peak ratio was 9: 1 for titanium oxide (anatase) and magnesium oxide, and no peak for magnesium titanate was observed.
[0027]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, a magnesium titanate powder suitable as a filler for a glass paste for forming ribs of a plasma display panel can be provided.
Claims (3)
（１）塩化水素
（２）分子状塩素と水蒸気から調製される成分
（３）分子状塩素 Orthotitanic acid produced by neutralization or hydrolysis of anatase-type titanium oxide or titanium tetrachloride aqueous solution and magnesium hydroxide are mixed, and the mixture is mixed with one kind of gas selected from the following (1) to (3). The manufacturing method of the magnesium titanate powder characterized by baking in the temperature range of 900-1100 degreeC in the atmosphere to contain.
(1) Hydrogen chloride (2) Components prepared from molecular chlorine and water vapor (3) Molecular chlorine
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000098714A JP4572439B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-03-31 | Method for producing magnesium titanate powder |
| EP00113101A EP1065693A3 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-27 | Glass paste |
| KR1020000035911A KR20010069213A (en) | 1999-06-30 | 2000-06-28 | Glass paste |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-185743 | 1999-06-30 | ||
| JP18574399 | 1999-06-30 | ||
| JP2000098714A JP4572439B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-03-31 | Method for producing magnesium titanate powder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001072418A JP2001072418A (en) | 2001-03-21 |
| JP4572439B2 true JP4572439B2 (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=26503293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000098714A Expired - Fee Related JP4572439B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-03-31 | Method for producing magnesium titanate powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4572439B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001302280A (en) | 2000-04-19 | 2001-10-31 | Sumitomo Chem Co Ltd | Inorganic powder for compounding glass paste and glass paste using the same |
| JP4144209B2 (en) * | 2000-10-16 | 2008-09-03 | 住友化学株式会社 | Method for producing composite metal oxide powder |
| JP4572364B2 (en) | 2003-06-30 | 2010-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | Ferroelectric thin film forming composition, ferroelectric thin film, and method for manufacturing ferroelectric thin film |
| CN102186776B (en) * | 2008-09-05 | 2015-01-21 | 住友电气工业株式会社 | Dielectric composite material containing said ceramic powder, and dielectric antenna |
| US10316427B2 (en) * | 2013-12-20 | 2019-06-11 | Merck Patent Gmbh | Method for the production of single crystalline MgTiO3 flakes |
| JP2024008656A (en) * | 2022-07-08 | 2024-01-19 | チタン工業株式会社 | Magnesium-titanium complex oxide suitable as inorganic filler in resin encapsulant for semiconductor and production method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07187612A (en) * | 1993-08-11 | 1995-07-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | Multiple metal oxide powder and its production |
| JPH08208226A (en) * | 1994-11-30 | 1996-08-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of complex metal oxide powder |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3733599B2 (en) * | 1993-08-11 | 2006-01-11 | 住友化学株式会社 | Metal oxide powder and method for producing the same |
| JPH08321257A (en) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Dainippon Printing Co Ltd | Plasma display panel barrier forming application liquid, its manufacture, and barrier forming method |
| JP4239273B2 (en) * | 1999-02-19 | 2009-03-18 | 住友化学株式会社 | Rutile type titanium oxide powder for filler containing glass paste, glass paste and filler material for ribs for plasma display panel partition |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000098714A patent/JP4572439B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07187612A (en) * | 1993-08-11 | 1995-07-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | Multiple metal oxide powder and its production |
| JPH08208226A (en) * | 1994-11-30 | 1996-08-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of complex metal oxide powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001072418A (en) | 2001-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5016993B2 (en) | Magnesium oxide particle aggregate and method for producing the same | |
| JP3733599B2 (en) | Metal oxide powder and method for producing the same | |
| EP1798200B1 (en) | Process for producing perovskite compound powder | |
| EP0641740A1 (en) | Process for the synthesis of crystalline ceramic powders of perovskite compounds | |
| JP4572439B2 (en) | Method for producing magnesium titanate powder | |
| JP2006016236A (en) | Method for producing metal oxide nanoparticle | |
| JP4239273B2 (en) | Rutile type titanium oxide powder for filler containing glass paste, glass paste and filler material for ribs for plasma display panel partition | |
| KR100997068B1 (en) | Magnesium oxide for vapor deposition | |
| WO2005033009A1 (en) | Titanium dioxide powder and method for production thereof | |
| US7182930B2 (en) | Methods of fabricating barium titanate powders | |
| CN1177776C (en) | Silicate-based sintering acid and method | |
| JP2001072434A (en) | Inorganic filler for compounding of glass paste | |
| US6825140B2 (en) | Glass paste | |
| JPH0246531B2 (en) | ||
| JP2002060220A (en) | Method for producing rutile type titanium oxide powder | |
| JP2005104796A (en) | Method of manufacturing titanium oxide powder | |
| EP1065693A2 (en) | Glass paste | |
| KR100562520B1 (en) | A method for preparation of barium titanate powder for titanium dioxide sol | |
| JPH07277710A (en) | Production of perovskite-type multiple oxide powder | |
| JP2005162595A (en) | Barium titanate powder and method for manufacturing the same | |
| JP2009120422A (en) | Preparation method of titanium oxide | |
| US8084014B2 (en) | Barium titanate powder and method for producing same | |
| TW201520173A (en) | Method of preparing barium titanyl oxalate, and method of preparing barium titanate comprising the same | |
| CN118005072B (en) | Hydrothermal synthesis method of barium titanate | |
| JP2004284952A (en) | Indium oxide-tin oxide powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070228 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20080125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090810 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100720 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100802 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |