JPH0522650B2 - - Google Patents

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JPH0522650B2
JPH0522650B2 JP9408987A JP9408987A JPH0522650B2 JP H0522650 B2 JPH0522650 B2 JP H0522650B2 JP 9408987 A JP9408987 A JP 9408987A JP 9408987 A JP9408987 A JP 9408987A JP H0522650 B2 JPH0522650 B2 JP H0522650B2
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potassium
fibers
fiber
tio
molar ratio
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Yasuji Morita
Katsutoshi Noda
Juji Aramaki
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融法によるチタン酸カリウム繊維
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing potassium titanate fibers by a melting method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

六チタン酸カリウム(K2O・6TiO2)繊維や、
四チタン酸カリウム(K2O・4TiO2)繊維等に代
表されるチタン酸カリウム繊維は、耐熱性、耐摩
耗性、補強性等にすぐれた合成無機繊維である。
Potassium hexatitanate (K 2 O・6TiO 2 ) fiber,
Potassium titanate fibers, typified by potassium tetratitanate (K 2 O.4TiO 2 ) fibers, are synthetic inorganic fibers with excellent heat resistance, abrasion resistance, reinforcing properties, and the like.

その代表的な製造法として溶融法と称される方
法が知られている(特公昭54−19239号、特開昭
58−158688号)。溶融法は、加熱により二酸化チ
タン(TiO2)となるチタン化合物と、加熱によ
り酸化カリウム(K2O)となるカリウム化合物と
を、TiO2/K2Oのモル比が約2となるように混
合した混合物を原料とし、該原料混合物を加熱溶
融する工程、加熱溶融物を冷却用金型に注ぎ込
み、一定の冷却速度で一方向に凝固させることに
より、初生相繊維として層状構造を有する結晶質
二チタン酸カリウム(K2O・2TiO2)繊維の集合
体である繊維塊を得る冷却固化工程、ついで繊維
塊を水洗し、TiO2/K2Oのモル比が約6となる
までK+イオンを溶出させる水洗(脱アルカリ)
工程、水洗工程を経て回収される水和チタン酸カ
リウム繊維を乾燥し、熱処理する工程、所望によ
り更に脱カリウム処理および熱処理を行う工程等
からなる。
A typical manufacturing method is known as the melting method (Japanese Patent Publication No. 54-19239,
58-158688). In the melting method, a titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO 2 ) when heated and a potassium compound that becomes potassium oxide (K 2 O) when heated are mixed so that the molar ratio of TiO 2 /K 2 O is approximately 2. The process of heating and melting the raw material mixture using the mixed mixture as a raw material, pouring the heated melt into a cooling mold and solidifying it in one direction at a constant cooling rate, produces a crystalline material with a layered structure as a primary phase fiber. A cooling solidification step to obtain a fiber mass, which is an aggregate of potassium dititanate (K 2 O.2TiO 2 ) fibers, followed by washing the fiber mass with water and injecting K + until the molar ratio of TiO 2 /K 2 O becomes approximately 6. Water washing to elute ions (dealkalization)
The method includes a step of drying and heat-treating the hydrated potassium titanate fibers recovered through a water-washing step, and a step of further performing potassium removal treatment and heat treatment if desired.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来の製造方法では、初生相繊維塊を水洗
してTiO2/K2Oのモル比が約6となるまでK+
オンを溶出する工程を必要とするので、カリウム
分の損失となり、またそれだけ収率が低下する。
The conventional production method described above requires a step of washing the primary phase fiber mass with water to elute K + ions until the TiO 2 /K 2 O molar ratio becomes approximately 6, resulting in loss of potassium content and The yield decreases accordingly.

また、得られるチタン酸カリウム繊維は一般に
繊維径が約10〜30μmと大きく、かつ繊維形態
(太さ、長さ)が不揃いで均質性に乏しい。これ
は、加熱溶融物を冷却用金型内で一方向凝固させ
て初生相二チタン酸カリウム繊維(K2O・
2TiO2)を生成させる際の冷却速度が、金型内に
接する部分と、そうでない部分とで異なるため、
初生相繊維の形態が不揃いとなり、その初生相繊
維の形態のバラツキが、その後に得られる製品繊
維(四チタン酸カリウム繊維、六チタン酸カリウ
ム繊維など)の形態に強い影響を残すことによ
る。従つて、繊維径が細く、均質性にすぐれたチ
タン酸カリウム繊維を得るには、加熱溶融物の冷
却固化工程における冷却速度を精密に制御するこ
とが必要である。しかし、加熱溶融物の冷却速度
の精密な制御を大量生産・連続生産において実施
することは甚だ困難である。
In addition, the obtained potassium titanate fibers generally have a large fiber diameter of about 10 to 30 μm, and the fiber morphology (thickness and length) is irregular and lacks homogeneity. This is made by unidirectionally solidifying the heated melt in a cooling mold to form the primary phase potassium dititanate fiber (K 2 O.
The cooling rate when generating 2TiO 2 ) differs between the parts that are in contact with the inside of the mold and the parts that are not.
This is because the morphology of the initial phase fibers becomes irregular, and the variation in the morphology of the initial phase fibers has a strong influence on the morphology of the product fibers (potassium tetratitanate fiber, potassium hexatitanate fiber, etc.) obtained thereafter. Therefore, in order to obtain potassium titanate fibers with a small fiber diameter and excellent homogeneity, it is necessary to precisely control the cooling rate in the step of cooling and solidifying the heated melt. However, it is extremely difficult to precisely control the cooling rate of heated molten material in mass production and continuous production.

本発明は、上記従来法における問題点を解決す
るための改良された製造方法を提供しようとする
ものである。
The present invention aims to provide an improved manufacturing method to solve the problems in the conventional methods described above.

問題点を解決するための手段および作用〕 本発明に係るチタン酸カリウム繊維の製造方法
は、 加熱により二酸化チタン(TiO2)となるチタ
ン化合物と加熱により酸化カリウム(K2O)とな
るカリウム化合物とを、TiO2/K2Oのモル比が
1.5〜2.5となるように配合した混合物の加熱溶融
物を急冷して非晶質固化物を得、 前記非晶質固化物に、二酸化チタンを、
TiO2/K2Oのモル比が3〜6となるように加え
て均一な粉末混合物となし、 ついで、前記粉末混合物に焼成処理を施してチ
タン酸カリウム繊維を成長させることを特徴とし
ている。
Means and effects for solving the problems] The method for producing potassium titanate fibers according to the present invention includes: a titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO 2 ) when heated; and a potassium compound that becomes potassium oxide (K 2 O) when heated. and the molar ratio of TiO 2 /K 2 O is
A heated melt of a mixture blended so that the ratio is 1.5 to 2.5 is rapidly cooled to obtain an amorphous solidified product, and titanium dioxide is added to the amorphous solidified product.
The method is characterized in that TiO 2 /K 2 O is added at a molar ratio of 3 to 6 to form a uniform powder mixture, and then the powder mixture is subjected to a firing treatment to grow potassium titanate fibers.

本発明方法は、原料配合におけるTiO2/K2O
のモル比を従来法のそれと同じように、1.5〜2.5
の低い値に調節しておく一方、その溶融物を急冷
して得た固化物に二酸化チタンを追加投与するこ
とにより、TiO2/K2Oのモル比の値をチタン酸
カリウム繊維の形成に必要なレベルにまで高める
こととしたので、脱カリウム処理によりそのモル
比を調節していた従来法のようなカリウム分の損
失と、それに伴う収率の低下が解消され、繊維の
理論収率が高められる。
In the method of the present invention, TiO 2 /K 2 O in the raw material mixture
The molar ratio of 1.5 to 2.5 is the same as that of the conventional method.
While adjusting the TiO 2 /K 2 O molar ratio to a low value, by adding titanium dioxide to the solidified product obtained by rapidly cooling the melt, the value of the TiO 2 /K 2 O molar ratio can be adjusted to a value suitable for the formation of potassium titanate fibers. By increasing the amount of potassium to the required level, the loss of potassium content and the resulting decrease in yield, which was required in the conventional method where the molar ratio was adjusted by depotassium treatment, was eliminated, and the theoretical yield of fibers was reduced. be enhanced.

なお、脱カリウム処理によるカリウム分の損失
を回避する他の方法として、出発原料配合におけ
るTiO2/K2Oのモル比を繊維の形成に必要なレ
ベルに高めておくことも考えられるが、TiO2
K2Oのモル比をそのように高くすると、溶融点が
約1250℃以上と高くなるので、溶解炉の溶損が著
しくなり、溶解炉の耐久性が大きく低下するだけ
でなく、溶損した炉材が溶融物中に混入し、溶融
物を汚染するため、得られるチタン酸カリウム繊
維の品質が悪くなる。本発明では、出発原料が
TiO2/K2Oのモル比を低く調節しているので、
約950〜1100℃の加熱温度で溶解を行うことがで
き、従つて炉材の溶損量や溶融物汚染の増加をき
たすことはない。
In addition, as another method to avoid the loss of potassium content due to the depotassium treatment, it is possible to increase the molar ratio of TiO 2 /K 2 O in the starting material mixture to the level required for fiber formation. 2 /
If the molar ratio of K 2 O is increased to such a high value, the melting point will rise to about 1250℃ or higher, which will lead to significant melting damage in the melting furnace, which will not only greatly reduce the durability of the melting furnace, but also cause melting Since the furnace material mixes into the melt and contaminates the melt, the quality of the obtained potassium titanate fibers deteriorates. In the present invention, the starting materials are
Since the molar ratio of TiO 2 /K 2 O is adjusted low,
Melting can be carried out at a heating temperature of about 950 to 1100°C, so there is no increase in the amount of melt damage to the furnace material or the contamination of the melt.

更に本発明方法は、溶融物を一方向凝固させる
ことにより溶融物から直ちに二チタン酸カリウム
繊維を生成させていた従来法と異なつて、溶融物
を急冷させて一旦非晶質固化物となし、これに二
酸化チタンを追加投与して混合物としたうえ、そ
の粉砕物から繊維を成長させることとしたので、
従来法によるものに比し、細径かつ長寸の均質性
に富む繊維が得られる。その繊維径や繊維長は、
出発原料におけるTiO2/K2Oのモル比により若
干異なるが、おおむね繊維径は0.2〜1.0μm、繊維
長は1〜20μmである。
Furthermore, the method of the present invention differs from the conventional method in which potassium dititanate fibers are immediately produced from the melt by unidirectional solidification of the melt, by rapidly cooling the melt and once turning it into an amorphous solidified product. We decided to add titanium dioxide to this mixture to make a mixture, and then grow fibers from the pulverized product.
Compared to conventional methods, fibers with finer diameter, longer length, and greater homogeneity can be obtained. The fiber diameter and fiber length are
Although it varies slightly depending on the molar ratio of TiO 2 /K 2 O in the starting material, the fiber diameter is generally 0.2 to 1.0 μm and the fiber length is 1 to 20 μm.

本発明方法によれば、非晶質固化物と、これに
追加投与した二酸化チタンとの混合物のTiO2
K2Oのモル比により、組成および構造の異なるチ
タン酸カリウム繊維が得られ、更に、所望により
その繊維を脱カリウム処理と焼成処理とからなる
二次処理に付すことにより、組成および構造の異
なるチタン酸カリウム繊維に変換することができ
る。
According to the method of the present invention, the TiO 2 /
Depending on the molar ratio of K 2 O, potassium titanate fibers with different compositions and structures can be obtained, and if desired, the fibers can be subjected to a secondary treatment consisting of depotassium treatment and calcination treatment, thereby producing potassium titanate fibers with different compositions and structures. Can be converted into potassium titanate fiber.

以下、本発明方法を工程順に説明する。 Hereinafter, the method of the present invention will be explained in order of steps.

加熱により二酸化チタンとなるチタン化合物と
しては、高純度精製酸化チタン、合成ルチン、チ
タンスラグまたは天然ルチルサンド、天然アナタ
ーゼサンド等が用いられる。上記チタン化合物に
配合されるカリウム化合物は、代表的には炭酸カ
リウム(K2CO3)であり、その他、水酸化物、
硝酸塩などを使用することもできる。
As the titanium compound that becomes titanium dioxide by heating, highly purified titanium oxide, synthetic rutin, titanium slag, natural rutile sand, natural anatase sand, etc. are used. The potassium compound added to the above titanium compound is typically potassium carbonate (K 2 CO 3 ), and in addition, hydroxide,
Nitrates and the like can also be used.

チタン化合物とカリウム化合物との混合比は、
TiO2/K2Oのモル比で1.5〜2.5の範囲が適当であ
り、その加熱溶融は、温度:約950〜1100℃で行
うことができる。
The mixing ratio of titanium compound and potassium compound is
The molar ratio of TiO 2 /K 2 O is suitably in the range of 1.5 to 2.5, and the heating and melting can be performed at a temperature of about 950 to 1100°C.

上記混合物を溶解炉内で加熱溶融し、溶融物を
溶製したのち、その溶融物を急冷処理(例えば
106℃/秒以上の冷却速度)に付すことにより、
二チタン酸カリウム結晶の生成を阻止し、非晶質
固化物を得る。その急冷処理は、例えば双ロール
法により行なわれる。金属双ロールを高速回転さ
せながら、双ロール間隙に溶融物を流下させるこ
とにより箔片状の非晶質固化物を効率よく得るこ
とができる。
The above mixture is heated and melted in a melting furnace to produce a molten material, and then the molten material is subjected to a rapid cooling treatment (e.g.
By subjecting it to a cooling rate of 10 6 °C/sec or more,
Preventing the formation of potassium dititanate crystals and obtaining an amorphous solidified product. The quenching treatment is performed, for example, by a twin roll method. A foil-like amorphous solidified material can be efficiently obtained by flowing the melt into the gap between the twin rolls while rotating the metal twin rolls at high speed.

上記急冷処理により非晶質固化物を得たのち、
これを二酸化チタン(例えば、高純度精製酸化チ
タン粉末)と混合する。このとき、混合物の
TiO2/K2Oのモル比が3〜6となるように、非
晶質固化物と二酸化チタンとの混合割合を調節す
る。上記モル比を3〜6とすることにより、四チ
タン酸カリウム繊維、もしくは六チタン酸カリウ
ム繊維、またはその混合繊維など、組成と構造の
異なる繊維の製造が可能となる。
After obtaining an amorphous solidified product by the above rapid cooling treatment,
This is mixed with titanium dioxide (eg, highly purified titanium oxide powder). At this time, the mixture
The mixing ratio of the amorphous solidified material and titanium dioxide is adjusted so that the molar ratio of TiO 2 /K 2 O is 3 to 6. By setting the above molar ratio to 3 to 6, it becomes possible to produce fibers with different compositions and structures, such as potassium tetratitanate fibers, potassium hexatitanate fibers, or mixed fibers thereof.

非晶質固化物と二酸化チタンとを混合し、デイ
スクミル等の粉砕手段により均一な粉末混合物と
なしたうえで、その粉末混合物を焼成処理に付
す。粉末の粒径は特に限定しないが、繊維の収率
を高め、かつ細径・長寸の繊維を成長させるため
には、微細粒である程よい。その好ましい粒径は
10μm以下である。焼成処理は、上記粉末混合物
を、800〜1200℃に適当時間(例えば30分間)保
持することにより達成される。この焼成処理にお
いて非晶質固化物粒子への二酸化チタンの固溶
と、その固溶物からの繊維の生成・成長が生起す
る。
The amorphous solidified material and titanium dioxide are mixed and made into a uniform powder mixture by a pulverizing means such as a disk mill, and then the powder mixture is subjected to a firing treatment. Although the particle size of the powder is not particularly limited, the finer the particle, the better in order to increase the yield of fibers and grow fine and long fibers. The preferred particle size is
It is 10μm or less. The calcination treatment is achieved by holding the powder mixture at 800 to 1200° C. for an appropriate period of time (for example, 30 minutes). In this firing process, solid solution of titanium dioxide into the amorphous solidified particles and generation and growth of fibers from the solid solution occur.

焼成処理により得られるチタン酸カリウム繊維
の種類(組成と構造)は、その前工程で調整され
る非晶質固化物と二酸化チタンの粉末混合物にお
けるTiO2/K2Oのモル比により異なる。すなわ
ち、その粉末混合物におけるTiO2/K2Oモル比
を、3〜6の範囲内において、3.5以下の低い値
に調節した場合は、四チタン酸カリウム繊維が得
られ、そのモル比を3.5より高く、5.5以下の中位
の値に調節した混合物である場合には、四チタン
酸カリウムと六チタン酸カリウムの混合繊維が得
られ、またモル比が5.5を越える高い値に調節さ
れた混合物からは、六チタン酸カリウム繊維が収
得される。
The type (composition and structure) of potassium titanate fibers obtained by the firing process differs depending on the molar ratio of TiO 2 /K 2 O in the amorphous solidified material and titanium dioxide powder mixture prepared in the previous step. That is, when the TiO 2 /K 2 O molar ratio in the powder mixture is adjusted to a low value of 3.5 or less within the range of 3 to 6, potassium tetratitanate fibers are obtained; Mixed fibers of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate are obtained when the mixture is adjusted to a medium value of 5.5 or less, and from a mixture whose molar ratio is adjusted to a high value of over 5.5. Potassium hexatitanate fibers are obtained.

粉末混合物を焼成処理して得られた上記繊維
は、そのままでは、一部に繊維同士が付着し束状
の集合状態を呈しているが、これを例えば水に懸
濁させてミキサーで撹拌する解繊処理を施すこと
により、単繊維ごとに分離した繊維として回収す
ることができる。
When the above-mentioned fibers obtained by firing a powder mixture are left as they are, some of the fibers adhere to each other and exhibit a bundle-like aggregated state. By performing fiber treatment, it is possible to recover individual fibers as separate fibers.

上記工程を経て得られた繊維が四チタン酸カリ
ウム繊維である場合、所望により、これを脱カリ
ウム処理と焼成処理とからなる二次工程に付すこ
とにより、六チタン酸カリウム繊維に変換するこ
とができる。また、上記工程を経て得られた繊維
が四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウムの混
合繊維である場合にも、脱カリウム処理と焼成処
理とからなる2次工程に付すことにより、六チタ
ン酸カリウムの単相繊維に変換することができ
る。
If the fiber obtained through the above process is potassium tetratitanate fiber, it can be converted into potassium hexatitanate fiber by subjecting it to a secondary step consisting of a potassium removal treatment and a firing treatment, if desired. can. In addition, even when the fiber obtained through the above process is a mixed fiber of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate, potassium hexatitanate can be converted into single-phase fibers.

その脱カリウム処理は、水または酸水溶液、好
ましくは酸水溶液(例えば、0.5〜2%の硫酸水
溶液)を洗液として行うことができる。この脱カ
リウム処理にいて、四チタン酸カリウムを、六チ
タン酸カリウム相当組成となるまでカリウム分を
溶出させる。
The depotassium treatment can be carried out using water or an acid aqueous solution, preferably an acid aqueous solution (for example, a 0.5-2% sulfuric acid aqueous solution) as a washing liquid. In this depotassium treatment, the potassium content is eluted from potassium tetratitanate until it has a composition equivalent to potassium hexatitanate.

脱カリウム処理を終えた繊維の化学組成は六チ
タン酸カリウム組成に相当しているが、結晶構造
的には、もとの四チタン酸カリウムの層状構造の
なごりをとどめているので、これを脱水・乾燥し
たのち、焼成処理に付し四チタン酸カリウムの層
状構造から、六チタン酸カリウムのトンネル構造
に変換させる。その焼成処理は、好ましくは、
400〜900℃に適当時間(例えば、30分間)加熱保
持することにより達成される。
The chemical composition of the fiber after depotassium treatment corresponds to that of potassium hexatitanate, but the crystal structure retains the traces of the original layered structure of potassium tetratitanate, so it is necessary to dehydrate it.・After drying, it is subjected to firing treatment to convert the layered structure of potassium tetratitanate to the tunnel structure of potassium hexatitanate. The firing process preferably includes:
This is achieved by heating and holding at 400 to 900°C for an appropriate period of time (for example, 30 minutes).

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 (四チタン酸カリウム繊維の製造) 〔〕 原料調整 (1) チタン化合物:天然ルチルサンド(純度95.6
%、オーストラリア産) (2) カリウム化合物:炭酸カリウム(純度99.5
%) (3) TiO2/K2O(モル比):2.0 〔〕 加熱溶融 原料混合粉末を白金るつぼに入れ、1100℃×40
分間加熱。
Example 1 (Production of potassium tetratitanate fiber) [] Raw material preparation (1) Titanium compound: Natural rutile sand (purity 95.6
%, produced in Australia) (2) Potassium compound: Potassium carbonate (purity 99.5
%) (3) TiO 2 /K 2 O (molar ratio): 2.0 [] Heat melting Place the raw material mixed powder in a platinum crucible and heat at 1100℃ x 40
Heat for a minute.

〔〕 急冷処理 溶融物を高速回転している金属製双ロールに流
下し、箔片状の固化物を得る。
[] Rapid cooling process The molten material flows down onto twin metal rolls rotating at high speed to obtain a solidified product in the form of flakes.

その固化物はX線回析により非晶質であること
を確認した。
The solidified product was confirmed to be amorphous by X-ray diffraction.

〔〕 焼成処理 上記非晶質固化物に、二酸化チタン粉末(高純
度精製酸化チタン,純度99%)を、TiO2/K2O
のモル比が3.0となるように混合し、デイスクミ
ルで粉砕して均一な粉末混合物(平均粒径:
5μm)となし、ついでその粉末混合物を、アルミ
ナるつぼに装入し、1000℃に0.5時間加熱保持し
た。
[] Firing treatment Titanium dioxide powder (highly purified titanium oxide, purity 99%) was added to the above amorphous solidified material in TiO 2 /K 2 O
were mixed so that the molar ratio of
5 μm), and then the powder mixture was charged into an alumina crucible and heated and held at 1000° C. for 0.5 hour.

〔〕 解繊処理 上記焼成処理物を、10倍量(重量比)の水に投
入し、ミキサーにて15分間を要して解繊し、しか
るのち脱水・乾燥。
[] Defibration treatment The above-mentioned fired product was poured into 10 times the volume (weight ratio) of water, defibrated in a mixer for 15 minutes, and then dehydrated and dried.

上記工程を得て四チタン酸カリウム繊維を得
た。
The above process was carried out to obtain potassium tetratitanate fibers.

繊維形態:直径0.2〜1μm、長さ:5〜20μm。 Fiber morphology: diameter 0.2-1 μm, length: 5-20 μm.

実施例2 (四チタン酸カリウムと六チタン酸カ
リウムの混合繊維の製造) 非晶質固化物と二酸化チタンとを、TiO2
K2Oのモル比が4.0となるように混合し、実施例
1と同一の条件により繊維を得た。
Example 2 (Production of mixed fiber of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate) Amorphous solidified material and titanium dioxide were mixed into TiO 2 /
They were mixed so that the molar ratio of K 2 O was 4.0, and fibers were obtained under the same conditions as in Example 1.

得られた繊維は、四チタン酸カリウムと六チタ
ン酸カリウムの混合繊維である。
The obtained fiber is a mixed fiber of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate.

繊維形態:直径0.2〜1μm、長さ:5〜15μm
(針状晶)(走査電子顕微鏡)。
Fiber form: diameter 0.2-1μm, length: 5-15μm
(acicular crystals) (scanning electron microscope).

実施例3 (六チタン酸カリウム繊維の製造) 非晶質固化物と二酸化チタンとを、TiO2
K2Oのモル比が6.0となるように混合し、実施例
1と同一の条件により繊維を得た。
Example 3 (Manufacture of potassium hexatitanate fiber) Amorphous solidified material and titanium dioxide were mixed into TiO 2 /
The mixture was mixed so that the molar ratio of K 2 O was 6.0, and fibers were obtained under the same conditions as in Example 1.

X線回折は、得られた繊維が六チタン酸カリウ
ム繊維であることを示す。
X-ray diffraction shows that the obtained fibers are potassium hexatitanate fibers.

繊維形態:直径0.1〜0.5μm、長さ2〜5μm(針
状晶)(走査電子顕微鏡)。
Fiber morphology: diameter 0.1-0.5 μm, length 2-5 μm (acicular crystals) (scanning electron microscope).

実施例4 (六チタン酸カリウム繊維の製造) 前記実施例1で得られた四チタンカリウム繊維
を、脱カリウム処理および熱処理に付して六チタ
ン酸カリウム繊維を得る。
Example 4 (Manufacture of potassium hexatitanate fiber) The potassium tetratitanium fiber obtained in Example 1 is subjected to a potassium removal treatment and a heat treatment to obtain a potassium hexatitanate fiber.

〔〕 脱カリウム処理 硫酸水溶液(2%)を洗液としてこれに繊維を
浸漬し(繊維1g/洗液10c.c.)、約60分を要して
K+イオンを溶出させる。
[] Depotassium treatment The fibers are immersed in a sulfuric acid aqueous solution (2%) as a washing liquid (1 g of fiber/10 c.c. of washing liquid), and it takes about 60 minutes.
Elute K + ions.

〔〕 熱処理 脱カリウム処理した繊維を、水洗・乾燥したの
ち、アルミナるつぼに入れ、400℃に設定された
炉中に装入し、約0.5時間を要して焼成処理を完
了する。
[] Heat treatment After the depotassium-treated fibers are washed and dried, they are placed in an alumina crucible and placed in a furnace set at 400℃, and the firing process is completed in about 0.5 hours.

X線回析は、得られた繊維が六チタン酸カリウ
ム繊維であることを示す。出発原料からの収率
(得られた繊維の重量/原料重量×100)は73.9%
である。その繊維形態は、前記実施例1で得られ
たものとほぼ同じである。
X-ray diffraction shows that the obtained fibers are potassium hexatitanate fibers. Yield from starting material (weight of obtained fiber/weight of raw material x 100) is 73.9%
It is. The fiber morphology is almost the same as that obtained in Example 1 above.

実施例5 (六チタン酸カリウム繊維の製造) 前記実施例2で得られた混合繊維を、脱カリウ
ム処理および焼成処理に付して六チタン酸カリウ
ム繊維を得る。
Example 5 (Manufacture of potassium hexatitanate fibers) The mixed fibers obtained in Example 2 are subjected to a potassium removal treatment and a firing treatment to obtain potassium hexatitanate fibers.

〔〕 脱カリウム処理 硫酸水溶液(1%)を洗液としてこれに混合繊
維を浸漬し(繊維1g/洗液10c.c.)、約60分を要
してK+イオンを溶出させる。
[] Depotassium treatment The mixed fibers are immersed in an aqueous sulfuric acid solution (1%) as a washing liquid (1 g of fiber/10 c.c. of washing liquid), and K + ions are eluted over about 60 minutes.

〔〕 焼成処理 脱カリウム処理した繊維を、水洗・乾燥したの
ち、アルミナるつぼに入れ、400℃に設定された
炉中に装入し、約0.5時間を要して焼成処理を完
了する。
[] Firing treatment After the depotassium-treated fibers are washed and dried, they are placed in an alumina crucible and placed in a furnace set at 400°C, and the firing process is completed in about 0.5 hours.

X線回析は、得られた繊維が六チタン酸カリウ
ム単相であることを示す。出発原料からの収率は
81.2%である。その繊維形態は、前記実施例1で
得られた混合繊維のそれとほぼ同じである。
X-ray diffraction shows that the obtained fibers are potassium hexatitanate single phase. The yield from the starting material is
It is 81.2%. The fiber morphology is almost the same as that of the mixed fiber obtained in Example 1 above.

比較例 従来の溶融法により六チタン酸カリウム繊維を
得る。
Comparative Example Potassium hexatitanate fibers are obtained by conventional melting methods.

〔〕 原料調製……実施例1と同じ 〔〕 加熱溶融……実施例1と同じ 〔〕 冷却処理(一方向凝固) 溶融物を金属製冷却皿に流し込み底部から冷却
し、初生相である二チタン酸カリウム繊維の塊状
物を得る。
[] Raw material preparation... Same as Example 1 [] Heat melting... Same as Example 1 [] Cooling treatment (unidirectional solidification) The molten material is poured into a metal cooling dish and cooled from the bottom, and the primary phase, 2 A lump of potassium titanate fibers is obtained.

〔〕 水洗処理 塊状物を、100倍量(重量比)の水に浸漬し24
時間を要して脱カリウム処理することにより、六
チタン酸カリウム相当組成の水和チタン酸カリウ
ムに組成変換する。繊維は、直径10〜30μm、長
さ50〜200μmの板状晶である(走査電子顕微鏡)。
[] Water washing treatment The lumps are immersed in 100 times the volume (weight ratio) of water for 24 hours.
By depotassium treatment which takes a long time, the composition is converted to hydrated potassium titanate having a composition equivalent to potassium hexatitanate. The fibers are plate-like crystals with a diameter of 10-30 μm and a length of 50-200 μm (scanning electron microscopy).

〔〕 焼成処理 水洗後、脱水・乾燥し、1050℃の炉中に3時間
保持して構造変換させることにより、六チタン酸
カリウム繊維を得た。収率62.8%。繊維径は10〜
30μm、長さは50〜200μmと粗大で不揃いである。
[] Firing treatment After washing with water, the fibers were dehydrated and dried, and kept in a furnace at 1050°C for 3 hours to transform the structure, thereby obtaining potassium hexatitanate fibers. Yield 62.8%. Fiber diameter is 10~
30μm, length is 50-200μm, coarse and irregular.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明方法によれば、従来法に比し高い収率を
以てチタン酸カリウム繊維を製造することがで
き、またその繊維は、従来法により得られるもの
に比し、細径・長寸で、均質性に富むので、多方
面の用途に供することができ、例えば耐熱材、断
熱材、摩擦材、濾過材、補強材等として、とりわ
けプラスチツクの充填補強材等として好適であ
る。
According to the method of the present invention, potassium titanate fibers can be produced with a higher yield than conventional methods, and the fibers are smaller in diameter, longer, and more homogeneous than those obtained by conventional methods. Because of its high properties, it can be used in a wide variety of applications, such as heat-resistant materials, heat insulating materials, friction materials, filtering materials, reinforcing materials, etc., and is especially suitable as filling reinforcing materials for plastics.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 加熱により二酸化チタン(TiO2)となるチ
タン化合物と加熱により酸化カリウム(K2O)と
なるカリウム化合物とを、TiO2/K2Oのモル比
が1.5〜2.5となるように配合した混合物の加熱溶
融物を急冷して非晶質固化物を得、 前記非晶質固化物に、二酸化チタンを、
TiO2/K2Oのモル比が3〜6となるように加え
て均一な粉末混合物となし、 ついで、前記粉末混合物に焼成処理を施してチ
タン酸カリウム繊維を成長させることを特徴とす
るチタン酸カリウム繊維の製造方法。 2 非晶質固化物と二酸化チタンとの粉末混合物
のTiO2/K2Oのモル比が3〜3.5であつて、その
粉末混合物を焼成して得られる繊維が四チタン酸
カリウム繊維である上記第1項に記載のチタン酸
カリウム繊維の製造方法。 3 非晶質固化物と二酸化チタンとの粉末混合物
のTiO2/K2Oのモル比が3.5を越え、5.5以下であ
つて、その粉末混合物を焼成して得られる繊維が
四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウムの混合
繊維である上記第1項に記載のチタン酸カリウム
繊維の製造方法。 4 非晶質固化物と二酸化チタンとの粉末混合物
のTiO2/K2Oモル比が5.5を越え、6以下であつ
て、その粉末混合物を焼成して得られる繊維が六
チタン酸カリウム繊維である上記第1項に記載の
チタン酸カリウム繊維の製造方法。 5 四チタン酸カリウム繊維を脱カリウム処理し
て六チタン酸カリウムに変換したのち、焼成処理
することにより六チタン酸カリウムを得ることを
特徴とする上記第2項に記載のチタン酸カリウム
繊維の製造方法。 6 四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウムの
混合繊維を脱カリウム処理して四チタン酸カリウ
ムを六チタン酸カリウムに変換したのち、焼成処
理することにより六チタン酸カリウム繊維を得る
ことを特徴とする上記第3項に記載のチタン酸カ
リウム繊維の製造方法。
[Claims] 1. A titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO 2 ) when heated and a potassium compound that becomes potassium oxide (K 2 O) when heated, with a TiO 2 /K 2 O molar ratio of 1.5 to 2.5. A heated melt of the mixture blended so that
TiO 2 /K 2 O is added at a molar ratio of 3 to 6 to form a uniform powder mixture, and then the powder mixture is subjected to a firing treatment to grow potassium titanate fibers. Method for producing acid potassium fiber. 2 The above, wherein the molar ratio of TiO 2 /K 2 O in the powder mixture of the amorphous solidified material and titanium dioxide is 3 to 3.5, and the fiber obtained by firing the powder mixture is potassium tetratitanate fiber. The method for producing potassium titanate fiber according to item 1. 3 The molar ratio of TiO 2 /K 2 O in the powder mixture of the amorphous solidified material and titanium dioxide is more than 3.5 and less than 5.5, and the fibers obtained by firing the powder mixture are potassium tetratitanate and The method for producing potassium titanate fiber according to item 1 above, which is a mixed fiber of potassium hexatitanate. 4. The TiO 2 /K 2 O molar ratio of the powder mixture of the amorphous solidified material and titanium dioxide exceeds 5.5 and is 6 or less, and the fiber obtained by firing the powder mixture is potassium hexatitanate fiber. A method for producing a potassium titanate fiber according to item 1 above. 5. Production of potassium titanate fibers according to item 2 above, characterized in that potassium tetratitanate fibers are depotassium-treated to convert into potassium hexatitanate, and then subjected to firing treatment to obtain potassium hexatitanate. Method. 6. Potassium hexatitanate fibers are obtained by depotassiuming a mixed fiber of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate to convert potassium tetratitanate into potassium hexatitanate, and then performing a firing treatment. The method for producing potassium titanate fiber according to item 3 above.
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