JPH0341409B2

JPH0341409B2 -

Info

Publication number: JPH0341409B2
Application number: JP58193307A
Authority: JP
Priority date: 1983-10-15
Filing date: 1983-10-15
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS6086024A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は誘電材料等の電気素子材料として好適
なチタン酸ストロンチウム、またはチタン酸鉛の
改良された製造法に関する。

チタン酸塩、例えばその代表的な塩であるチタ
ン酸バリウムの電気材料としての工業的製造法は
従来次の方法が知られている： (1) 炭酸バリウムと二酸化チタンとの所定のモル
比の混合物を加熱焼成する方法（乾式法）； (2) シユウ酸バリウムチタニルを熱分解する方
法； (3) 水酸化バリウムと有機チタン酸塩との湿式反
応による方法； (4) バリウムまたはチタンのアルコオキシドの加
水分解反応による方法。

しかして、(1)の方法は現在最も工業的に実施さ
れている方法であるにもかかわらず、高いエネル
ギーコストを必要とし、かつ生産結晶の一次粒子
が大きいのみならず、化学量論的に均一な組成の
ものは得られないなど品質的にも問題があつて、
精度を要求される分野には使用できない。また、
(2)以下の方法は(1)の欠点をなくす方法として優れ
ているがいずれも原料コストが高いのみならず、
それぞれの製法の特質に起因する製品品質の欠
点、例えば粒度のばらつきや、結晶構造上の欠陥
などがあつて電気特性の改善は必ずしも成功して
いるものとは云えない。

本発明者らは上記各方法の利害損失を検討し、
湿式法で更に工業的な製法が考えられないか、乾
式法の利点が湿式法にて得ることはできないか等
鋭意検討した結果、二酸化チタンの前駆体である
メタチタン酸とストロンチウムまたは鉛から選ば
れた金属の可溶性塩とのスラリー混合物の加熱に
よつて相当するチタン酸へ完全に反応が進行する
ことを知見して、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは硫酸法
二酸化チタンの製造法における中間生成物である
含水酸化チタンとストロンチウムまたは鉛から選
ばれた金属の可溶性金属塩とを湿式反応させるこ
とを特徴とするチタン酸ストロンチウムまたは鉛
の製造法である。

本発明におけるチタン側の原料は硫酸法におけ
る二酸化チタンの中間生成物である。換言すれ
ば、硫酸法二酸化チタンの前駆体である含水酸化
物、一般にメタチタン酸TiO（OH）₂と呼称されて
いるものである。

硫酸法二酸化チタンは概ねイルメナイトまたは
チタンスラグの粉末に硫酸を加えて溶解し冷却し
て硫酸鉄を晶析分離する。次いで母液を濃縮して
加熱するとチタンのみが加水分解して含水酸化
物、いわゆるメタチタン酸TiO（OH）₂の沈殿が生
成する。この沈殿物をよく洗浄してロータリーキ
ルン中で焙焼して製品の二酸化チタンとするもの
である。

このような二酸化チタンは焼成品であつて、そ
の粒子は一般に顔料として化学的にも安定であ
り、多くの場合、表面改質もされていることもあ
つて、かかる二酸化チタンと相当する金属塩、例
えば水酸化ストロンチウム水溶液との反応は実質
的に進行しない。しかして、その前駆体である含
水酸化物は極めて微細なアナタス形結晶粒子で顔
料としての特性はまだ発達せず非常に活性で嵩む
ものである。

従つて本発明の最大の特徴の１つはかかる硫酸
分解して得られる硫酸チタニル溶液からの加水分
解生成物であるチタニウム含水酸化物を出発原料
の１つとすることである。用いるチタニウム含水
酸化物はSO₄根は勿論のことできるだけFe，Ｖ，
Mn、Cr等の不純物は除去して使用することが好
ましい。

従つて必要に応じて再結晶して調製したものを
使用することもできる。

他方、金属の可溶性塩原料としては、ストロン
チウムまたは鉛の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、水酸
化物等があげられ、これらのうち、特に水酸化物
が好ましい。

本発明は、上記二種の原料を出発原料として固
液を混合して反応させるいわゆる湿式反応による
ものであるが、混合方法は十分な均一化が生ずる
に必要な手段、例えば通常撹拌、高速撹拌、セン
断分散、超音波分散など所望の分散手段を用いて
反応させる。

反応条件についてみると、温度は常温から加温
まで差支えなく、反応は進行するが、温度が低い
と反応速度がそれだけ遅くなるので、好ましくは
60℃以上から反応系の沸点までがよい。しかしこ
れ以上の温度、加圧加熱しても一向に差支えない
が、工業的な理由からできれば避けた方がよい。
スラリーの濃度は、特に限定する理由はないが通
常30〜500ｇ／、好ましくは100〜450ｇ／の
範囲である。また原料の混合割合は化学量論量付
近からやや金属塩の方が過剰である方が適当であ
る。なお本発明にかかる上記反応において必要に
応じて反応系のPHを調製するためのアルカリ剤ま
たは酸性化剤、更に生成物であるチタン酸塩の電
気的特性の改質剤、例えば、ニオブ、イツトリウ
ム、ジルコニウム等の含有物質を添加することが
できる。反応時間は反応温度に主に依存し、また
他の条件との関係によつて大巾に変化するが、多
くの場合30分から６時間の範囲がよい。

次いで上記反応により生成するチタン酸塩は常
法により母液と分離、洗浄後、乾燥して製品とす
る。

かくして、本発明にかかる方法により湿式法で
直接電子材料として優れた品質特性を有するチタ
ン酸塩を工業的に有利に製造できる。

即ち、従来、最も広く実施されてきた乾式法の
製法に比べてエネルギー的、原料的に優れている
ので著しくコストの低減が達成でき、かつ品質に
ついても一次粒子のサイズ、結晶形状などの調製
が容易であるため優れたものを得ることができ
る。

実施例１硫酸法二酸化チタン製造における中間生成物で
ある硫酸チタニル（TiSO₄）の加水分解により生
成したチタン水和物またはメタチタン酸〔TiO
（OH）₂〕のスラリー（TiO₂換算で408ｇ／）
150c.c.に対し、水酸化ストロンチウム〔Sr
（OT）₂・8H₂O〕244.3ｇを混合し、水600c.c.を加
え、コンデンサー付反応容器に入れ撹拌しながら
温度を95℃に保持し、２時間反応を続行させた。

次いでロ過装置により固液分離を行ない、得ら
れたウエツトケーキを再び洗浄装置に入れ、温度
80℃の温水600c.c.にて充分撹拌し、結晶に付着し
た過剰の水酸化ストロンチウムを充分に洗い流
す。次いで再びロ過を行ない得られた結晶粉末を
105℃にて乾燥した。このものをＸ線回折により
調べたところ完全なチタン酸ストロンチウム単相
であり、反応収率（Ti収率）で99.5％以上であつ
た。また電子顕微鏡写真で観察したところ微細な
整つた粒子をしていた。

実施例２硫酸法二酸化チタン製造における中間生成物で
ある硫酸チタニル（TiOSO₄）の加水分解により
生成したチタン水和物またはメタチタン酸〔TiO
（OH）₂〕のスラリー（TiO₂換算で408ｇ／）
150c.c.に対して硝酸鉛（Pb（NO₃）₂〕304.42ｇを混
合し、水600c.c.を加え、コンデンサー付反応容器
に入れ撹拌しながら温度を95℃に保持する。次に
水酸化ナトリウム水溶液（36.8ｇ／200c.c.）を滴
下速度50c.c.／時間で上記反応容器中に滴下する。

滴下終了後、30分間熟成し、ロ過装置により固
液分離を行ない、得られたウエツトケーキを洗浄
装置に入れ温度80℃の温水600c.c.にて充分撹拌し、
結晶に付着した硝酸ソーダ及び鉛化合物を洗い流
す。次いで再びロ過し得られた結晶粉末を105℃
にて乾燥する〔反応収率（99.5％）〕。このものを
Ｘ線回折により調べたところチタン酸鉛単相であ
つた。チタン酸塩は電子顕微鏡で観察したところ
微細な整つた粒子であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１硫酸法二酸化チタンの製造法における中間生
成物である含水酸化チタンとストロンチウムまた
は鉛から選ばれた金属の可溶性金属塩とを湿式反
応させることを特徴とするチタン酸ストロンチウ
ムまたは鉛の製造法。