JPH0242773B2 - - Google Patents
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- JPH0242773B2 JPH0242773B2 JP5346184A JP5346184A JPH0242773B2 JP H0242773 B2 JPH0242773 B2 JP H0242773B2 JP 5346184 A JP5346184 A JP 5346184A JP 5346184 A JP5346184 A JP 5346184A JP H0242773 B2 JPH0242773 B2 JP H0242773B2
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Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
本発明は黒色の色調を有する導電性粉末の製法
に関する。 従来の黒色顔料としてはカーボンブラツク粉
末、マグネタイト粉末が良く知られている。カー
ボンブラツク粉末は充填材として使用するとき母
材によつてはなじみが悪く、嵩が大きく取扱い難
いし、製造法によつては極微量ではあるが原料か
らくる発癌性物質を伴い安全性に問題がある。ま
た他の顔料に比べ比表面がはるかに大きいため他
の顔料と混合して用いると不均一な分散になりや
すいなどの欠点がある。 マグネタイト粉末は磁性による凝集があり、分
散性に劣る。また耐熱性についても150℃付近で
茶色のマグヘマタイト（γ−Fe2O3）へと酸化さ
れるなどの問題がある。 低次チタン酸化物TinO2 -1（１≦ｎ≦10）が黒
色を呈することが知られており、これらは二酸化
チタンをチタン粉末もしくは水素ガスにより1000
℃以上の温度で還元することによつて得られる
が、粒子の成長と焼結が著しく、顔料用としては
不適な粗大粒子（1.0μｍ以上）となつてしまうと
いう可なり重大な欠点があつた。 本発明者等は二酸化チタン粉末とアンモニアガ
スを500〜950℃の温度で反応させると、もとの粒
子の大きさを維持した黒色調の微細な配窒化物粉
末が得られることを見出したが、この製造法によ
つて工業的に生産するためには、酸化チタン粉末
とアンモニアガスとの反応効率を高めることが重
要である。 このため種々の改善を試みてきたが、原料とな
る酸化チタン粉末を検討した結果、水酸化チタン
粉末（メタチタン酸）を出発原料とした場合、ア
ンモニアガスとの反応性が増大することが判明し
た。 二酸化チタンとアンモニアの反応は複雑な素反
応の集まりと考えられ、単一な反応式で示すこと
は困難であるが、主反応は次式に従うものと推定
される。 3TiO2＋2NH32TiO＋TiN＋NO＋3H2O それゆえ水分の存在は反応を抑制する方向に作
用するものと考えられ、原料に水酸化チタンを用
いることは不利と考えられていたが本発明者は沈
澱生成時の微細な水酸化物沈澱に着目して、該微
細な水酸化物沈澱とアンモニアガスとの反応を試
みたところ意外にも脱水焼成工程（850〜1000℃）
を経たTiO2よりもはるかに高い反応効率で、し
かも従来得がたかつた微細粒子が容易に得られる
ことを見い出した。 水酸化チタン粉末は従来の二酸化チタン粉末の
比表面積５〜15m2／ｇに対し100m2／ｇ以上であ
るためアンモニアガスとの反応の領域が増大し、
しかも脱水後の活性な状態で反応することが可能
となることによるものと考えられる。 また、水酸化チタン粉末は二酸化チタン粉末の
製造工程における中間物であり、これを利用する
ことによつて工程が簡略化されるばかりでなく、
脱水の焼成工程（850〜1000℃）を避けるためよ
り微細な粉末が得られるといつた利点も生じる。 水酸化チタン粉末をアンモニアガスによつて還
元して得られた黒色粉末は、二酸化チタン粉末の
場合と同様に、従来の黒色顔料に比し、樹脂との
なじみ、分散性、耐熱性（大気中300℃まで安
定）、安全性（発癌物質等を含まない）に優れて
おり、10-1〜10-2Ω・cmの導電性を示す。比表面
積については出発原料を選ぶことにより５m2／ｇ
以上、40m2／ｇ未満まで変化させることが出来
る。 この黒色粉末は酸素４〜35wt％、窒素２〜
20wt％を含有し、Ｘ線回折による構造解析から
正方晶系と立方晶系もしくは立方晶のみから成立
つている。 この黒色粉末は黒色度、着色力に優れた無害な
黒色顔料用としてばかりでなく、帯電防止用の導
電材としても用途がある。更に適度の滑りと、研
摩性があり、研摩性にも適している。通常の二酸
化チタン粉末の製造工程から得られる水酸化チタ
ン粉末は約200m2／ｇの大きな比表面積をもつて
おり、直ちにアンモニアガスとの反応に使用する
ことが出来る。水酸化チタン粉末は100℃付近か
ら結晶水の脱水が始まるが500℃を越えなければ
60m2／ｇ以上の比表面積を有し、十分還元窒化反
応の原料として好ましい。 アンモニアガスとの反応温度については600〜
900℃の範囲が好ましい。600℃未満であると黒色
度が不足した粉末となりやすく、900℃を越える
と茶かつ色となり黒色化しにくにし、一部焼結が
生じ微細な粉末が得られにくくなる。 アンモニアガスの流量については炉内線速度で
0.5cm／sec以上であれば反応が進む。 実施例 １ 横型の反応炉（炉長80cm、炉心管径８cm）に水
酸化チタン粉末（東北化学社製、比表面積210
m2／ｇ）25ｇをボートに装入し、アンモニアガス
を炉内線速度３cm／secで流し、炉内温度750℃で
３時間の反応を行つた。回収した粉末は18.1ｇで
紫黒色を呈していた。黒色度はＬ値（スガ試験機
社製カラーコンピユーターSM−３で測色）10.9、
比表面積27m2／ｇ、電気抵抗9.5×10-2Ω・cm
（10Kg／cm3圧粉体）であつた。 実施例 ２ 実施例１で使用した反応管を用い、実施例１で
使用した水酸化チタン粉末を予め大気中300℃で
１時間部分脱水を行つた粉末（比表面積260m2／
ｇ）45ｇをボートに装入し、アンモニアガスを炉
内線速度３cm／secで流し、炉内温度750℃で３時
間の反応を行つた。回収した粉末は38.9ｇで青黒
色を呈していた。黒色度はＬ値15.3、比表面積22
m2／ｇ電気抵抗1.1×101Ω・cmであつた。 実施例 ３〜５ 同じ装置と同じ水酸化チタン粉末を使用し、そ
の他の反応条件を変えて黒色粉末を得た。その結
果を表１に示す。
に関する。 従来の黒色顔料としてはカーボンブラツク粉
末、マグネタイト粉末が良く知られている。カー
ボンブラツク粉末は充填材として使用するとき母
材によつてはなじみが悪く、嵩が大きく取扱い難
いし、製造法によつては極微量ではあるが原料か
らくる発癌性物質を伴い安全性に問題がある。ま
た他の顔料に比べ比表面がはるかに大きいため他
の顔料と混合して用いると不均一な分散になりや
すいなどの欠点がある。 マグネタイト粉末は磁性による凝集があり、分
散性に劣る。また耐熱性についても150℃付近で
茶色のマグヘマタイト（γ−Fe2O3）へと酸化さ
れるなどの問題がある。 低次チタン酸化物TinO2 -1（１≦ｎ≦10）が黒
色を呈することが知られており、これらは二酸化
チタンをチタン粉末もしくは水素ガスにより1000
℃以上の温度で還元することによつて得られる
が、粒子の成長と焼結が著しく、顔料用としては
不適な粗大粒子（1.0μｍ以上）となつてしまうと
いう可なり重大な欠点があつた。 本発明者等は二酸化チタン粉末とアンモニアガ
スを500〜950℃の温度で反応させると、もとの粒
子の大きさを維持した黒色調の微細な配窒化物粉
末が得られることを見出したが、この製造法によ
つて工業的に生産するためには、酸化チタン粉末
とアンモニアガスとの反応効率を高めることが重
要である。 このため種々の改善を試みてきたが、原料とな
る酸化チタン粉末を検討した結果、水酸化チタン
粉末（メタチタン酸）を出発原料とした場合、ア
ンモニアガスとの反応性が増大することが判明し
た。 二酸化チタンとアンモニアの反応は複雑な素反
応の集まりと考えられ、単一な反応式で示すこと
は困難であるが、主反応は次式に従うものと推定
される。 3TiO2＋2NH32TiO＋TiN＋NO＋3H2O それゆえ水分の存在は反応を抑制する方向に作
用するものと考えられ、原料に水酸化チタンを用
いることは不利と考えられていたが本発明者は沈
澱生成時の微細な水酸化物沈澱に着目して、該微
細な水酸化物沈澱とアンモニアガスとの反応を試
みたところ意外にも脱水焼成工程（850〜1000℃）
を経たTiO2よりもはるかに高い反応効率で、し
かも従来得がたかつた微細粒子が容易に得られる
ことを見い出した。 水酸化チタン粉末は従来の二酸化チタン粉末の
比表面積５〜15m2／ｇに対し100m2／ｇ以上であ
るためアンモニアガスとの反応の領域が増大し、
しかも脱水後の活性な状態で反応することが可能
となることによるものと考えられる。 また、水酸化チタン粉末は二酸化チタン粉末の
製造工程における中間物であり、これを利用する
ことによつて工程が簡略化されるばかりでなく、
脱水の焼成工程（850〜1000℃）を避けるためよ
り微細な粉末が得られるといつた利点も生じる。 水酸化チタン粉末をアンモニアガスによつて還
元して得られた黒色粉末は、二酸化チタン粉末の
場合と同様に、従来の黒色顔料に比し、樹脂との
なじみ、分散性、耐熱性（大気中300℃まで安
定）、安全性（発癌物質等を含まない）に優れて
おり、10-1〜10-2Ω・cmの導電性を示す。比表面
積については出発原料を選ぶことにより５m2／ｇ
以上、40m2／ｇ未満まで変化させることが出来
る。 この黒色粉末は酸素４〜35wt％、窒素２〜
20wt％を含有し、Ｘ線回折による構造解析から
正方晶系と立方晶系もしくは立方晶のみから成立
つている。 この黒色粉末は黒色度、着色力に優れた無害な
黒色顔料用としてばかりでなく、帯電防止用の導
電材としても用途がある。更に適度の滑りと、研
摩性があり、研摩性にも適している。通常の二酸
化チタン粉末の製造工程から得られる水酸化チタ
ン粉末は約200m2／ｇの大きな比表面積をもつて
おり、直ちにアンモニアガスとの反応に使用する
ことが出来る。水酸化チタン粉末は100℃付近か
ら結晶水の脱水が始まるが500℃を越えなければ
60m2／ｇ以上の比表面積を有し、十分還元窒化反
応の原料として好ましい。 アンモニアガスとの反応温度については600〜
900℃の範囲が好ましい。600℃未満であると黒色
度が不足した粉末となりやすく、900℃を越える
と茶かつ色となり黒色化しにくにし、一部焼結が
生じ微細な粉末が得られにくくなる。 アンモニアガスの流量については炉内線速度で
0.5cm／sec以上であれば反応が進む。 実施例 １ 横型の反応炉（炉長80cm、炉心管径８cm）に水
酸化チタン粉末（東北化学社製、比表面積210
m2／ｇ）25ｇをボートに装入し、アンモニアガス
を炉内線速度３cm／secで流し、炉内温度750℃で
３時間の反応を行つた。回収した粉末は18.1ｇで
紫黒色を呈していた。黒色度はＬ値（スガ試験機
社製カラーコンピユーターSM−３で測色）10.9、
比表面積27m2／ｇ、電気抵抗9.5×10-2Ω・cm
（10Kg／cm3圧粉体）であつた。 実施例 ２ 実施例１で使用した反応管を用い、実施例１で
使用した水酸化チタン粉末を予め大気中300℃で
１時間部分脱水を行つた粉末（比表面積260m2／
ｇ）45ｇをボートに装入し、アンモニアガスを炉
内線速度３cm／secで流し、炉内温度750℃で３時
間の反応を行つた。回収した粉末は38.9ｇで青黒
色を呈していた。黒色度はＬ値15.3、比表面積22
m2／ｇ電気抵抗1.1×101Ω・cmであつた。 実施例 ３〜５ 同じ装置と同じ水酸化チタン粉末を使用し、そ
の他の反応条件を変えて黒色粉末を得た。その結
果を表１に示す。
【表】
比較例 １
実施例１の装置を用い、二酸化チタン粉末（東
北化学社製、商品名TCA555、比表面積9.5m2／
ｇ）20ｇをボートに装入し、アンモニアガスを炉
内線速度３cm／sec、炉内温度750℃で５時間の反
応を行つた。回収した粉末は16.5ｇで、紫黒色を
呈していた。黒色度はＬ値11.1、比表面積13m2／
ｇ、電気抵抗1.2×10-1Ω・cmであつた。 比較例 ２ 実施例１の装置を用い、二酸化チタン粉末（バ
イエル社製、商品名バイエルＴ、比表面積7.3
m2／ｇ）20ｇをボートに入れ、アンモニアガスを
炉内線速度３cm／sec、炉内温度750℃で３時間の
反応を行つた。回収した粉末は18.1ｇで青黒色を
呈していた。黒色度はＬ値16.5、比表面積7.5
m2／ｇ、電気抵抗1.2×100Ω・cmであつた。
北化学社製、商品名TCA555、比表面積9.5m2／
ｇ）20ｇをボートに装入し、アンモニアガスを炉
内線速度３cm／sec、炉内温度750℃で５時間の反
応を行つた。回収した粉末は16.5ｇで、紫黒色を
呈していた。黒色度はＬ値11.1、比表面積13m2／
ｇ、電気抵抗1.2×10-1Ω・cmであつた。 比較例 ２ 実施例１の装置を用い、二酸化チタン粉末（バ
イエル社製、商品名バイエルＴ、比表面積7.3
m2／ｇ）20ｇをボートに入れ、アンモニアガスを
炉内線速度３cm／sec、炉内温度750℃で３時間の
反応を行つた。回収した粉末は18.1ｇで青黒色を
呈していた。黒色度はＬ値16.5、比表面積7.5
m2／ｇ、電気抵抗1.2×100Ω・cmであつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水酸化チタン粉末、もしくは一部脱水を行つ
た、酸化チタンを含む水酸化チタン粉末をアンモ
ニアガスと反応させることからなる黒色粉末の製
法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の黒色粉末の製法
であつて、水酸化チタンの脱水を500℃以下で行
ない、アンモニアガスとの反応を600〜900℃の温
度範囲で行なう製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5346184A JPS60200827A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 黒色粉末の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5346184A JPS60200827A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 黒色粉末の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200827A JPS60200827A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0242773B2 true JPH0242773B2 (ja) | 1990-09-26 |
Family
ID=12943493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5346184A Granted JPS60200827A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 黒色粉末の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200827A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264313A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-27 | Teikoku Kako Kk | 窒化チタン粉末の製造法 |
| JPS62252737A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-11-04 | Japan Tobacco Inc | アルデヒドまたはケトンのアルコールへの還元方法 |
| US6955798B2 (en) * | 2002-05-01 | 2005-10-18 | Nanomat, Inc. | Method for manufacturing aluminum oxynitride (AlON) powder and other nitrogen-containing powders |
-
1984
- 1984-03-22 JP JP5346184A patent/JPS60200827A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200827A (ja) | 1985-10-11 |
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