JPH04272228A - 繊維状チタン酸バリウムの製造方法 - Google Patents

繊維状チタン酸バリウムの製造方法

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JPH04272228A
JPH04272228A JP3034595A JP3459591A JPH04272228A JP H04272228 A JPH04272228 A JP H04272228A JP 3034595 A JP3034595 A JP 3034595A JP 3459591 A JP3459591 A JP 3459591A JP H04272228 A JPH04272228 A JP H04272228A
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barium titanate
alginic acid
fiber
barium
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Isao Shimono
功 下野
Tomoaki Sugawara
智明 菅原
Fumitaka Ishimori
史高 石森
Keishin Ohara
佳信 尾原
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TECHNOPOLIS HAKODATE GIJUTSU SHINKO KYOKAI
Sekisui Kasei Co Ltd
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TECHNOPOLIS HAKODATE GIJUTSU SHINKO KYOKAI
Sekisui Plastics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電性等をより有効に
発揮しうる繊維状チタン酸バリウムの製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、チタン酸バリウム(BaTi
O3) は常温で強誘電体でありコンデンサー材料など
に使用される。また、分極処理を施したチタン酸バリウ
ムは圧電性素子として種々応用されている。このような
チタン酸バリウムは電気的な異方性を有しており、チタ
ン酸バリウムを繊維状に形成して、多数本まとめて成型
すれば、規則正しく構造設計された強誘電性セラミック
スが実現できる。そこで、繊維状チタン酸バリウムの製
造方法として、例えば以下に示す方法が知られている。 ■短繊維状のチタン酸カリウムのカリウムを水熱合成に
よりバリウムにイオン交換して繊維状チタン酸バリウム
を得る方法(特開昭55−113623号公報参照)。 ■チタンとバリウムとの金属アルコキシドを加水分解さ
せ、粘性ゾルを作り、これを引き上げることによって繊
維状ゲルを作製し、これを焼成して繊維状チタン酸バリ
ウムを得る方法(K.Kamiya,K.Tanimo
to,and T.Yoko ; Mater.Sci
.Lett.,5(1986) 402−404)。■
上記の加水分解反応を高分子パイプ内などの局所で行い
、パイプ中にゲル状の前駆体を作り、この前駆体を乾燥
・焼成して繊維状チタン酸バリウムを得る方法(平成2
年7月24日発行、日本工業新聞参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の繊維状チタン酸バリウムの製造方法では、高品質の
繊維長の長い繊維状チタン酸バリウムを容易かつ安価に
得ることが困難であるという問題を生じている。すなわ
ち、上記■の方法では、繊維長が数十μm程度の短繊維
状チタン酸バリウムしか得られず、その異方性を活かし
た成型などに制約があり、また、分極処理等に悪影響を
及ぼすカリウムイオンが残存する可能性がある等の欠点
を有している。一方、上記■の方法のようなゾル−ゲル
法では、一般に多量の気泡を繊維状ゲル中に含むため、
得られる繊維状チタン酸バリウムは気泡が多く、緻密な
繊維状チタン酸バリウムを得ることが困難である。また
、上記■および■の方法では、原料である金属アルコキ
シドの加水分解の速度制御、そのための温度やpHの調
整などが煩雑であること、原料である金属アルコキシド
が高価であること等の欠点を有している。したがって、
上記■および■の方法では、繊維長の長い繊維状チタン
酸バリウムを製造することが可能であるが、そのような
繊維状チタン酸バリウムを容易に安価に製造することが
困難である。そこで、本発明の目的は、繊維長の長い繊
維状チタン酸バリウムを容易かつ安価に製造する方法を
提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み、チタン酸バリウムについて鋭意研究を重ねたと
ころ、金属イオンを吸着する性質を備えるアルギン酸に
着目し、本発明を完成するに到った。すなわち、本発明
の繊維状チタン酸バリウムの製造方法は、連続的な繊維
状に形成されたアルギン酸ゲルにチタンイオンおよびバ
リウムイオンを吸着させた後、このアルギン酸ゲルを大
気中で焼成してなることを特徴としている。
【0005】
【作用】上記の方法によれば、連続的な繊維状に形成さ
れたアルギン酸ゲルに上記両金属イオンを吸着させるこ
とで、両金属イオンを含有したアルギン酸ゲルを形成し
、このアルギン酸ゲルを大気中で焼成することで、上記
両金属を酸化させ、繊維状チタン酸バリウムを形成する
ようになっている。
【0006】したがって、上記方法の場合には、前記従
来の■の方法に比べ繊維長の長い繊維状チタン酸バリウ
ムが得られ、カリウムを製造工程中に使用しないのでカ
リウムイオンが残存する虞れはなく、また、前記従来の
■および■の方法で必要な金属アルコキシドの加水分解
の速度制御、そのための温度やpHの調整などといった
煩雑な操作が不要となる。これらにより、上記方法では
、容易に繊維長の長い繊維状チタン酸バリウムが得られ
、さらに高価な金属アルコキシドを使用する必要がなく
原料であるアルギン酸が安価なため製造コストが低減さ
れる。
【0007】
【実施例】本発明を、(実施例1)および(実施例2)
に基づき以下、さらに詳しく説明する。 (実施例1)アルギン酸ナトリウム(君津化学製、I5
−F)の5重量%水溶液を、1規定の塩酸(和光純薬製
、試薬特級)中に口径2mmのノズルから押し出して紡
糸し、直径約2.5mmの繊維状アルギン酸ゲルを得た
。この繊維状アルギン酸ゲルを脱イオン水で繰り返し洗
浄し、洗浄液が中性となるまで洗浄を繰り返した。その
後、その繊維状アルギン酸ゲルに、 0.2〜0.3k
g/cm2 の荷重で長さ方向に延伸しながら乾燥する
ことにより繊維径約 500μmの繊維状アルギン酸を
得た。この繊維状アルギン酸を、塩化バリウム二水和物
(和光純薬製、試薬特級)5重量%および三塩化チタン
(和光純薬製、試薬1級)5重量%となるように調製し
た混合溶液中に24時間浸漬した。次に、この浸漬した
繊維状アルギン酸を脱イオン水で繰り返し洗浄し、洗浄
液が中性となるまで洗浄を繰り返した。その後、その洗
浄した繊維状アルギン酸に 0.2〜0.3kg/cm
2 の荷重で長さ方向に延伸しながら乾燥することによ
り繊維径約 500μmのチタンおよびバリウムイオン
含有の繊維状アルギン酸を得た。続いて、チタンおよび
バリウムイオン含有の繊維状アルギン酸を大気中におい
て1200℃で2時間焼成することによって繊維径約 
250μmの繊維状チタン酸バリウムが得られた。
【0008】このようにして得られた繊維状チタン酸バ
リウムは一部断裂しており、連続した繊維状チタン酸バ
リウムは得られなかった。しかしながら、その最も短い
繊維長でも前記従来の■の方法で得られる繊維状チタン
酸バリウムの繊維長よりも明らかに長かった。また、得
られた繊維状チタン酸バリウムを粉砕しX線回折装置(
理学電機製、RAD−2C、X線はCuKα線を用いた
)によってX線回折を行い、その結果を図1の(a)に
示した。一方、市販のチタン酸バリウム粉末を同様にX
線回折を行い、その結果を図2に示した。上記で得られ
た繊維状チタン酸バリウムのX線回折図と、市販品のチ
タン酸バリウムのX線回折図とを比較したところ、上記
で得られた繊維状チタン酸バリウムの結晶相は、市販品
のチタン酸バリウム(BaTiO3)と同一相を示し、
得られた繊維状チタン酸バリウムが、不純物等をほとん
ど含まないチタン酸バリウムから成ることが示された。
【0009】(実施例2)上記実施例1における塩化バ
リウム二水和物5重量%および三塩化チタン5重量%と
なるように調製した混合溶液に代えて、塩化バリウム二
水和物5重量%および四塩化チタン(和光純薬製、化学
用)2.5重量%となるように調製した混合溶液を用い
て、他は上記実施例1と同様に操作を行い、繊維状チタ
ン酸バリウムが得られた。
【0010】このようにして得られた繊維状チタン酸バ
リウムは、上記実施例1で得られた繊維状チタン酸バリ
ウムのような一部断裂がなく連続した繊維状のものが得
られた。また、得られた繊維状チタン酸バリウムを粉砕
し、上記実施例1と同様にX線回折を行い、その結果を
図1の(b)に示した。一方、市販のチタン酸バリウム
粉末を同様にX線回折を行い、その結果を図2に示した
。上記で得られた繊維状チタン酸バリウムのX線回折図
と、市販品のチタン酸バリウムのX線回折図とを比較し
たところ、上記で得られた繊維状チタン酸バリウムの結
晶相は、市販品のチタン酸バリウム(BaTiO3)と
同一相を示し、得られた繊維状チタン酸バリウムが、不
純物等をほとんど含まないチタン酸バリウムから成るこ
とが示された。
【0011】このように、上記の方法によれば、前記従
来の■の方法に比べ遥かに繊維長の長い繊維状チタン酸
バリウムが得られ、カリウムを製造工程中に使用しない
のでカリウムイオンが残存する虞れはなく、また、前記
従来の■の方法に見られる煩雑な操作が簡素化され、容
易に繊維長の長い繊維状チタン酸バリウムが得られ、さ
らに原料が安価なため製造コストが低減できる。一方、
得られた繊維状チタン酸バリウムの製造過程における繊
維状アルギン酸ゲルおよび浸漬後の繊維状アルギン酸の
乾燥過程では、繊維状アルギン酸に荷重をかけ、延伸し
ながら乾燥しているため、乾燥した繊維状アルギン酸に
は気泡が少なく、よって得られる繊維状チタン酸バリウ
ムにおいても気泡の少ない緻密な物となる。
【0012】したがって、このように不純物の少ない、
繊維長の長い繊維状チタン酸バリウムが得られることに
より、成型性や焼結性の向上を図ることができる。また
、上記方法で製造される繊維状チタン酸バリウムを連続
した繊維状に作製することができ、原理的には極めて長
い繊維長を有する繊維状チタン酸バリウムが得られるた
め、上記で述べた成型性や焼結性のさらなる向上を図る
ことができる。一方、上記方法におけるアルギン酸ナト
リウム水溶液を塩酸水溶液中に押し出す際のノズルの口
径を変えることによって、得られる繊維状チタン酸バリ
ウムの繊維径も大きな範囲で変えることができる。さら
に、上記ではアルギン酸ナトリウムを用いた例を挙げた
が、同様に水溶液となるアルギン酸アンモニウムを用い
ることも可能である。一方、チタンイオン源およびバリ
ウムイオン源としての各金属塩は、所定の濃度以上で水
に溶解できればよく、特に上記の各金属塩に限定される
ものではない。また、上記の製造過程において、繊維状
アルギン酸ゲルの調製の際に1規定の塩酸溶液を使用し
たが、その濃度はpH4以下で、かつアルギン酸ゲルが
安定に存在できる濃度範囲であればよく、使用する酸も
他の強酸を同様に使用することもできる。なお、上記方
法では、チタンイオンおよびバリウムイオンを含む繊維
状アルギン酸ゲルを焼成する際、大気中で行った例を挙
げたが、酸化雰囲気中であれば、同様の結果が得られる
【0013】
【発明の効果】本発明の繊維状チタン酸バリウムの製造
方法は、以上のように、連続的な繊維状に形成されたア
ルギン酸ゲルにチタンイオンおよびバリウムイオンを吸
着させた後、このアルギン酸ゲルを大気中で焼成してな
る構成である。それゆえ、繊維長の長い繊維状チタン酸
バリウムが容易かつ安価に得られることにより、成型性
や焼結性に優れた繊維状チタン酸バリウムが容易かつ安
価に得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例1および実施例2にて得ら
れたチタン酸バリウム粉末のX線回折図である。
【図2】市販のチタン酸バリウム粉末のX線回折図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続的な繊維状に形成されたアルギン酸ゲ
    ルにチタンイオンおよびバリウムイオンを吸着させた後
    、このアルギン酸ゲルを大気中で焼成してなることを特
    徴とする繊維状チタン酸バリウムの製造方法。
JP3034595A 1991-02-28 1991-02-28 繊維状チタン酸バリウムの製造方法 Expired - Lifetime JP2523227B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111058125A (zh) * 2019-12-28 2020-04-24 宜禾股份有限公司 一种用于制备消防服的耐高温阻燃纤维及其制备工艺
WO2020213331A1 (ja) * 2019-04-16 2020-10-22 Jnc株式会社 樹脂組成物、高分子複合圧電体、およびそれを用いた電気音響変換機器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245315A (ja) * 1985-03-20 1986-10-31 アメリカン・サイアナミド・カンパニー 中空のセラミツク又は金属繊維及びその製造法
JPS644979A (en) * 1987-06-26 1989-01-10 Nec Corp System for detecting abnormality in optical disk device

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