JPH0742112B2 - Oxygen-deficient metal titanate fiber and method for producing the same - Google Patents

Oxygen-deficient metal titanate fiber and method for producing the same

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JPH0742112B2
JPH0742112B2 JP3002027A JP202791A JPH0742112B2 JP H0742112 B2 JPH0742112 B2 JP H0742112B2 JP 3002027 A JP3002027 A JP 3002027A JP 202791 A JP202791 A JP 202791A JP H0742112 B2 JPH0742112 B2 JP H0742112B2
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metal titanate
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、たとえばプラスチッ
ク誘電材料として用いられるチタン酸金属塩化合物繊維
とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal titanate compound fiber used as a plastic dielectric material, for example, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】 チタン酸バリウム、チタン酸ストロン
チウムなどのチタン酸金属塩化合物は誘電体、半導体、
圧電体の材料として広範囲に利用されており、工業的に
も大量に生産されている。一方繊維形状のチタン酸バリ
ウムは粒子配向性セラミックスや高誘電率や圧電性を備
えた繊維強化プラスチックへの応用が考えられている。
2. Description of the Related Art Metal titanate compounds such as barium titanate and strontium titanate are used in dielectrics, semiconductors,
It is widely used as a piezoelectric material and is industrially produced in large quantities. On the other hand, fiber-shaped barium titanate is considered to be applied to grain-oriented ceramics and fiber-reinforced plastics having high dielectric constant and piezoelectricity.

【0003】これらのうち、高誘電率プラスチックへの
応用例として、特開昭63−264761では比誘電率
ε=16.4が、また特開昭63−63728では比誘
電率ε=25.8が得られている。
Among these, as examples of applications to high dielectric constant plastics, the relative permittivity ε = 16.4 in JP-A-63-264761, and the relative permittivity ε = 25.8 in JP-A-63-63728. Has been obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 ところが、従来技術
においては高誘電率を得るためには誘電体セラミックス
の配合量を増やさなければならず、その結果複合材料の
強度が劣化し、また成形が困難になるという問題があっ
た。本発明の目的は、高誘電率と高強度とを兼ね備えた
複合材料用のフィラーを提供し、またその製造方法を提
供することである。
However, in the prior art, in order to obtain a high dielectric constant, the compounding amount of the dielectric ceramics must be increased, and as a result, the strength of the composite material deteriorates and molding is difficult. There was a problem of becoming. An object of the present invention is to provide a filler for a composite material having both a high dielectric constant and a high strength, and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】 本発明の目的を達成す
るために、本発明の酸素欠損型チタン酸金属塩繊維は、
Ca、Sr、Ba、MgおよびPbのうち、少なくとも
一種以上のA群元素からなる、ペロブスカイト型のAT
iO3-X (0<x<3,xは整数である必要はない)で
表され、繊維径が0.2〜30μm、長さが繊維径に対
して10倍以上であることを特徴としている。また、C
a、Sr、Ba、MgおよびPbのうち、少なくとも一
種以上のA群元素からなる、ATiO3-X (0<x<
3,xは整数である必要はない)で表されるペロブスカ
イト型地金属塩化合物において、繊維径が0.2〜30
μm、長さが繊維径に対して10倍以上であり、中心部
が主にチタン酸カリウム(K2 O・nTiO2 n=2〜
8で整数でなくてよい)、または、二酸化チタン水和物
(TiO2 ・nH2O(0<n<5)、アナターゼ型二
酸化チタン、ルチル型二酸化チタン等のチタン酸カリウ
ムからの誘導された導体または半導体であり、表面層が
主にチタン酸金属塩化合物からなることを特徴としてい
る。
In order to achieve the object of the present invention, the oxygen-deficient metal titanate fiber of the present invention comprises
Perovskite type AT, which is composed of at least one or more A group elements among Ca, Sr, Ba, Mg and Pb
It is represented by io 3-x (0 <x <3, x does not have to be an integer), and the fiber diameter is 0.2 to 30 μm, and the length is 10 times or more the fiber diameter. There is. Also, C
ATiO 3−X (0 <x <, which is composed of at least one or more Group A elements among a, Sr, Ba, Mg, and Pb
3, x does not have to be an integer) and the fiber diameter is 0.2 to 30 in the perovskite-type base metal salt compound represented by
μm, the length is 10 times or more of the fiber diameter, and the central part is mainly potassium titanate (K 2 O.nTiO 2 n = 2 to
Derived from potassium titanate such as titanium dioxide hydrate (TiO 2 · nH 2 O (0 <n <5), anatase titanium dioxide, rutile titanium dioxide, etc.) It is a conductor or a semiconductor, and the surface layer is mainly composed of a metal titanate compound.

【0006】また、上記した本発明の酸素欠損型チタン
酸金属塩化合物の製造方法は、Ca、Sr、Ba、M
g、およびPbのうち、少なくとも一種以上の元素を含
む化合物と、還元性チタン酸カリウムまたはチタン酸カ
リウムから誘導された還元性二酸化チタン系繊維とを高
濃度アルカリ水溶液中で、かつ常圧下で反応させること
によって特徴付けられる。あるいは、Ca、Sr、B
a、MgおよびPbのうち、少なくとも一種以上の元素
を含む化合物と、還元性チタン酸カリウムまたはチタン
酸カリウムから誘導された還元性二酸化チタン系繊維と
を高濃度アルカリ水溶液中で、かつ水熱条件下で反応さ
せることによって特徴付けられる。このようにして、C
a、Sr、Ba、MgおよびPbのうち、少なくとも一
種以上のA群元素からなる、ペロブスカイト型のATi
3-X (0<x<3,xは整数である必要はない)で表
され、繊維径が0.2〜30μm、長さが繊維径に対し
て10倍以上であるATiO3 で表されるペロブスカイ
ト型のチタン酸金属塩化合物、あるいは、上記の構成に
加えて、中心部が主に還元性チタン酸カリウム、また
は、チタン酸カリウムの誘導された導体または半導体で
あり、表面層が主にチタン酸金属塩化合物からなる還元
チタン酸金属塩繊維を得るものである。
Further, the above-mentioned method for producing an oxygen-deficient metal titanate compound of the present invention comprises Ca, Sr, Ba and M.
At least one element of g and Pb is included.
Compound and reducing potassium titanate or titanate
Reducing titanium dioxide fiber derived from
React in a concentrated alkaline aqueous solution under normal pressure
Characterized by Alternatively, Ca, Sr, B
at least one element out of a, Mg and Pb
Compounds containing and reductive potassium titanate or titanium
Reducible titanium dioxide fiber derived from potassium citrate and
React in a highly concentrated alkaline aqueous solution and under hydrothermal conditions.
Characterized by letting. In this way, C
Perovskite-type ATi consisting of at least one or more Group A elements among a, Sr, Ba, Mg and Pb
It is represented by O 3−X (0 <x <3, x does not have to be an integer) and is represented by ATiO 3 having a fiber diameter of 0.2 to 30 μm and a length 10 times or more the fiber diameter. In addition to the perovskite-type metal titanate compound described above, or in addition to the above structure, the central portion is mainly reducible potassium titanate or a conductor or semiconductor derived from potassium titanate, and the surface layer is mainly Reduction consisting of metal titanate compounds
It is intended to obtain a sexual metal titanate fibers.

【0007】すなわち、ペロブスカイト型チタン酸金属
塩であるAO・TiO2 のTiO2 源である還元性チタ
ン酸カリウム繊維は、それからの誘導体である二酸化チ
タン水和物、アナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸
化チタン繊維のいずれでもよい。また、強アルカリ水溶
液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチ
ウム等のいずれを用いてもよい。
Namely, a reducing potassium titanate fiber is a TiO 2 source of AO · TiO 2 is a perovskite-type metal titanate is titanium dioxide hydrate is a derivative therefrom, anatase titanium dioxide, rutile dioxide Any of titanium fibers may be used. The strong alkaline aqueous solution may be potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide or the like.

【0008】また、Ca、Sr、Ba、Mgのアルカリ
土類金属化合物及びPbは、水酸化物が望ましいが、塩
化物、酸化物、炭酸塩等でも代用できる。すなわち、常
温のアルカリ溶液に溶解する化合物が望ましいが、アル
カリ溶液の沸点以下で溶解するものであればよい。本発
明で使用するチタン酸カリウム繊維は、フラックス法
(特開昭56−22632)や焼成法(特開昭59−4
3440)等の多くの製造法が開示されている。水酸化
チタン水和物繊維はこのチタン酸カリウム繊維を酸処理
することにより、またアナターゼ型二酸化チタンは二酸
化チタン水和物繊維を800℃で、またルチル型二酸化
チタン繊維は1100℃でそれぞれ熱処理することによ
り得られる。また、これらのチタン酸カリウム繊維へ導
電性を付加する方法は、固体還元剤を用いたり還元ガス
雰囲気中で熱処理する(特開昭61−55219)こと
により得られる。
The alkaline earth metal compounds of Ca, Sr, Ba and Mg and Pb are preferably hydroxides, but chlorides, oxides, carbonates or the like can be substituted. That is, a compound that dissolves in an alkaline solution at room temperature is desirable, but any compound that dissolves at a boiling point of the alkaline solution or lower may be used. The potassium titanate fiber used in the present invention is prepared by a flux method (Japanese Patent Laid-Open No. 56-22632) or a firing method (Japanese Patent Laid-Open No. 59-4
Many manufacturing methods such as 3440) have been disclosed. Titanium hydroxide hydrate fiber is heat-treated by acid treatment of this potassium titanate fiber, anatase type titanium dioxide heat-treat titanium dioxide hydrate fiber at 800 ° C, and rutile type titanium dioxide fiber at 1100 ° C. It is obtained by The method of adding conductivity to these potassium titanate fibers can be obtained by using a solid reducing agent or by heat treatment in a reducing gas atmosphere (JP-A-61-55219).

【0009】[0009]

【作用】 酸素欠損型チタン酸金属塩繊維は、Ca、S
r、Ba、MgおよびPbのうち、少なくとも一種以上
のA群元素からなる、ATiO3-X (0<x<3,xは
整数である必要はない)で表されるペロブスカイト型を
有し、かつ、繊維径が0.2〜30μm、長さが繊維径
に対して10倍以上を有する構成を有し、その電気的特
性を示す。また、上記の構成に加えて、中心部が還元性
チタン酸カリウムまたはチタン酸カリウムの誘導体から
なる導体または半導体からなり、表面層が主に酸素欠損
型ペロブスカイト型のチタン酸金属塩化合物からなる二
層構造を有しているので、それぞれのチタン酸金属塩化
合物の電気的特性すなわち、導電性、あるいは半導体の
金属塩繊維となり、大きな誘電率を有する複合材料とな
る。また、ウィスカである原料繊維のもつ引っ張り強度
を兼ね備えている。
[Function] Oxygen-deficient metal titanate fibers are Ca, S
Of r, Ba, Mg and Pb, having a perovskite type represented by ATiO 3−X (0 <x <3, x does not need to be an integer), which consists of at least one or more A group elements, In addition, it has a structure in which the fiber diameter is 0.2 to 30 μm and the length is 10 times or more the fiber diameter, and shows its electrical characteristics. In addition to the above structure, the central portion is made of a conductor or semiconductor made of reducing potassium titanate or a derivative of potassium titanate, and the surface layer is mainly oxygen deficient.
Since it has a two-layer structure composed of a perovskite-type metal titanate salt compound, the electrical characteristics of each metal-titanate salt compound, that is, conductivity or semiconductor
It becomes a metal salt fiber and becomes a composite material with a large dielectric constant.
It It also has the tensile strength of the raw material fibers, which are whiskers.

【0010】 また、その製造方法においては、高濃度
のアルカリ水溶液中で還元性チタン酸カリウムまたはチ
タン酸カリウムから誘導された還元性二酸化チタン酸系
繊維とCa、Sr、Ba、MgおよびPbを含む化合物
とを混合し、反応させたので、常圧下で高温の反応温度
を得ることができる。また、水熱条件下では水は高温で
も気相とならず、液相の状態で反応するので高温の反応
温度を得ることができる。このように、還元性チタン酸
カリウムまたは還元性二酸化チタン酸系繊維と材料とし
て用いたことから、得られる酸素欠損型チタン酸金属塩
繊維を混合した複合材料は、引っ張り強度および曲げ強
度等の機械的強度が高くなる。
In addition, in the production method thereof, reducible potassium titanate or a reducible titanic acid fiber derived from potassium titanate and Ca, Sr, Ba, Mg and Pb are contained in a high-concentration alkaline aqueous solution. Since the compound was mixed and reacted, a high reaction temperature can be obtained under normal pressure. Further, under hydrothermal conditions, water does not become a gas phase even at a high temperature and reacts in a liquid phase, so that a high reaction temperature can be obtained. Thus, reducing titanic acid
As a material with potassium or reducing titanic acid dioxide fiber
Oxygen-deficient metal titanate obtained by using
Composites with mixed fibers have good tensile and flexural strengths.
The mechanical strength such as degree increases.

【0011】[0011]

【実施例】(1)実施例1 K2 O・4TiO2 で表される4チタン酸カリウムをフ
ラックス法によって合成した。すなわち、二酸化チタ
ン、炭酸バリウム、モリブデン酸カリウムを所定量調合
し、白金ルツボ中で1100℃まで加熱後、5℃/時間
の速度で850℃まで冷却して、その後ルツボを炉から
取り出して大気中で室温まで冷却した。続いて生成物を
水洗いしてフラックスを分離し、4チタン酸カリウムを
得た。 この4チタン酸カリウムを密閉式の炉にいれ、
水素雰囲気中で900℃、30分間熱処理を行うことに
より、青灰色の導電性のある還元性チタン酸カリウム繊
維を得た。
EXAMPLES (1) Example 1 Potassium tetratitanate represented by K 2 O.4TiO 2 was synthesized by a flux method. That is, a predetermined amount of titanium dioxide, barium carbonate, and potassium molybdate is mixed, heated to 1100 ° C. in a platinum crucible, cooled to 850 ° C. at a rate of 5 ° C./hour, and then the crucible is taken out of the furnace and placed in the atmosphere. It was cooled to room temperature. Subsequently, the product was washed with water to separate the flux, and potassium tetratitanate was obtained. Put this potassium tetratitanate in a closed furnace,
By performing heat treatment at 900 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere, a blue-gray conductive reducing potassium titanate fiber was obtained.

【0012】こうして得た還元性チタン酸カリウム5
g、水酸化バリウムの8水塩11.4g(BaO/Ti
2 ≒0.75)、水酸化カリウム50gおよび純水3
0ccを還流冷却器を取り付けたフッ素樹脂製容器に入
れ、液温150℃で10時間の反応を行った。反応終了
後、内容物を水洗いし、ろ過し、80℃で24時間乾燥
して約10gの生成物を得た。
Reducing potassium titanate 5 thus obtained
g, barium hydroxide octahydrate 11.4 g (BaO / Ti
O 2 ≈0.75), 50 g of potassium hydroxide and pure water 3
0 cc was placed in a fluororesin container equipped with a reflux condenser, and a reaction was carried out at a liquid temperature of 150 ° C. for 10 hours. After the reaction was completed, the content was washed with water, filtered, and dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain about 10 g of a product.

【0013】得られた生成物は還元性チタン酸カリウム
の色を残しており、粉末X線回折による測定ではチタン
酸バリウムと若干のチタン酸カリウムのピークを示して
いた。また、電子顕微鏡による観察では、出発原料であ
るチタン酸カリウム繊維の形状をそのまま残していた。
チタン酸カリウムからチタン酸バリウムへの反応は、表
面からの溶解析出反応と考えられるため、中心部が導体
の還元性チタン酸カリウムで、表面が誘電体もしくは半
導体のチタン酸バリウムという、二層構造を持つ繊維が
得られたものと考えられる。また、こうして得られた酸
素欠損型チタン酸金属塩繊維を、PBT(ポリブチレン
テレフタレート)樹脂に40vol%混合した複合材料
について、従来行われていたチタン酸カリウム繊維また
は二酸化チタン酸系繊維を作製し、還元して得た酸素欠
損型チタン酸金属塩繊維をPBT樹脂に40vol%混
合した複合材料と比較すると、表2に示すように、本願
の製造方法によって得られた酸素欠損型チタン酸金属塩
繊維は、従来の製造方法によって得られたものに比べ、
全体的に機械的強度が高いことがわかる。
The resulting product retained the color of reducing potassium titanate and showed peaks of barium titanate and some potassium titanate as measured by powder X-ray diffraction. In addition, in the observation with the electron microscope, the shape of the starting material potassium titanate fiber was left as it was.
Since the reaction from potassium titanate to barium titanate is considered to be a dissolution and precipitation reaction from the surface, a reductive potassium titanate with a conductor at the center and a barium titanate as a dielectric or semiconductor on the surface has a two-layer structure. It is considered that the fiber having Also, the acid thus obtained
Element-deficient metal titanate fiber is used as PBT (polybutylene
Composite material in which 40 vol% of terephthalate) resin is mixed
About the conventional potassium titanate fiber
Is an oxygen-deficient material obtained by producing and reducing titanium dioxide fiber.
40% by volume of depleted metal titanate fiber mixed with PBT resin
Compared with the combined composite material, as shown in Table 2,
Oxygen-deficient metal titanate obtained by the method for producing
Fiber, compared to those obtained by conventional manufacturing methods,
It can be seen that the mechanical strength is high as a whole.

【表2】 (2)実施例2 実施例1と同じ方法で作成した還元性チタン酸カリウム
10g、水酸化バリウムの8水塩16.0g、水酸化ス
トロンチウムの8水塩(BaO・SrO/TiO2
0.75)、水酸化カリウム150gおよび純水60c
cを還流冷却器を取り付けたフッ素樹脂製容器に入れ、
液温200℃で5時間の反応を行った。反応終了後、内
容物を水洗いし、ろ過し、80℃で24時間乾燥して約
18gの生成物を得た。
[Table 2] (2) Example 2 10 g of reducible potassium titanate prepared by the same method as in Example 1, 16.0 g of octahydrate of barium hydroxide, octadecahydrate of strontium hydroxide (BaO.SrO / TiO 2 ≈)
0.75), potassium hydroxide 150g and pure water 60c
Put c in a fluororesin container equipped with a reflux condenser,
The reaction was carried out at a liquid temperature of 200 ° C. for 5 hours. After the reaction was completed, the content was washed with water, filtered, and dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain about 18 g of a product.

【0014】得られた生成物は還元性チタン酸カリウム
の色を残しており、粉末X線回折による測定ではチタン
酸バリウムと同様のペロブスカイト構造と、若干のチタ
ン酸カリウムのピークを示していた。また、電子顕微鏡
による観察では、出発原料であるチタン酸カリウム繊維
の形状をそのまま残していた。チタン酸カリウムからチ
タン酸バリウムへの反応は、表面からの溶解析出反応と
考えられるため、中心部が導体の還元性チタン酸カリウ
ムで、表面が誘電体もしくは半導体のチタン酸バリウム
とチタン酸ストロンチウムという、二層構造を持つ繊維
が得られたものと考えられる。 (3)実施例3 実施例1と同じ方法で作成した4チタン酸を1規定の塩
酸で24時間、酸処理し、4TiO2・2H2 Oで表わ
される二酸化チタン水和物繊維を作成し、これを密閉式
の炉に入れ、水素雰囲気中で900℃、30分間処理を
行い、導電性のある還元性二酸化チタン繊維を得た。
The obtained product retained the color of reducing potassium titanate, and showed a perovskite structure similar to barium titanate and a slight peak of potassium titanate as measured by powder X-ray diffraction. In addition, in the observation with the electron microscope, the shape of the starting material potassium titanate fiber was left as it was. Since the reaction from potassium titanate to barium titanate is considered to be a dissolution and precipitation reaction from the surface, reducing center potassium titanate is a conductor, and the surface is a dielectric or semiconductor barium titanate and strontium titanate. It is considered that a fiber having a two-layer structure was obtained. (3) Example 3 4-titanic acid produced by the same method as in Example 1 was treated with 1N hydrochloric acid for 24 hours to produce a titanium dioxide hydrate fiber represented by 4TiO 2 .2H 2 O, This was placed in a closed furnace and treated at 900 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere to obtain a conductive reducing titanium dioxide fiber.

【0015】この還元性二酸化チタン繊維10g、水酸
化バリウムの8水塩19.8g(BaO/TiO2
0.5)、水酸化カリウム50gおよび純水30ccを
還流冷却器を取り付けたフッ素樹脂製容器に入れ、液温
150℃で10時間の反応を行った。反応終了後、内容
物を水洗いし、ろ過し、80℃で24時間乾燥して約1
5gの生成物を得た。
10 g of this reducible titanium dioxide fiber and 19.8 g of barium hydroxide octahydrate (BaO / TiO 2 =
0.5), 50 g of potassium hydroxide and 30 cc of pure water were placed in a fluororesin container equipped with a reflux condenser and reacted at a liquid temperature of 150 ° C. for 10 hours. After the reaction was completed, the content was washed with water, filtered, and dried at 80 ° C. for 24 hours to give about 1
5 g of product was obtained.

【0016】得られた生成物は還元性二酸化チタン酸の
色を残しており、粉末X線回折による測定ではチタン酸
バリウムとアナターゼ型およびルチル型二酸化チタンの
ピークを示していた。また、電子顕微鏡による観察で
は、出発原料である還元性二酸化チタン繊維の形状をそ
のまま残していた。二酸化チタンからチタン酸バリウム
への反応は、表面からの溶解析出反応と考えられるた
め、中心部が導体の還元性二酸化チタンで、表面が誘電
体もしくは半導体のチタン酸バリウムという、二層構造
を持つ繊維が得られたものと考えられる。 (3)実施例4 実施例1と同じ方法で作成した還元性チタン酸カリウム
10g、水酸化バリウムの8水塩36.6g(BaO/
TiO2 =1.2)、水酸化カリウム50g、純水60
ccを密閉式の圧力容器に充填し、250℃−5時間の
反応を行った。反応終了後、内容物を水洗いし、ろ過
し、80℃で24時間乾燥して約24gの生成物を得
た。
The resulting product retained the color of reducing titanic acid and showed peaks of barium titanate and anatase-type and rutile-type titanium dioxide as measured by powder X-ray diffraction. In addition, in observation with an electron microscope, the shape of the reducing titanium dioxide fiber as the starting material was left as it was. Since the reaction from titanium dioxide to barium titanate is considered to be a dissolution and precipitation reaction from the surface, it has a double-layered structure in which the central part is a conductive reducing titanium dioxide and the surface is a dielectric or semiconductor barium titanate. It is considered that the fiber was obtained. (3) Example 4 10 g of reducing potassium titanate prepared by the same method as in Example 1 and 36.6 g of barium hydroxide octahydrate (BaO /
TiO 2 = 1.2), potassium hydroxide 50 g, pure water 60
cc was filled in a closed pressure vessel, and the reaction was carried out at 250 ° C. for 5 hours. After the reaction was completed, the content was washed with water, filtered, and dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain about 24 g of a product.

【0017】得られた生成物は還元性チタン酸バリウム
の色をわずかに残しており、粉末X線回折による測定で
はチタン酸バリウムのピークを示していた。また、電子
顕微鏡による観察では、出発原料であるチタン酸カリウ
ムの繊維形状をそのまま残していた。生成物はその色調
から誘電体もしくは半導体のチタン酸バリウムと考えら
れる。 (4)比較例 実施例1と同じ方法で作成した4チタン酸カリウム5
g、水酸化バリウムの8水塩11.4g(BaO/Ti
2 =0.75)、水酸化カリウム50gおよび純水3
0ccを還流冷却器を取り付けたフッ素樹脂製容器に入
れ、液温150℃で10時間の反応を行った。反応終了
後、内容物を水洗いし、ろ過し、80℃で24時間乾燥
して約10gの生成物を得た。
The obtained product had a slight color of reducing barium titanate, and showed a barium titanate peak as measured by powder X-ray diffraction. In addition, in the observation with an electron microscope, the fiber shape of the starting material potassium titanate was left as it was. The product is considered to be a dielectric or semiconductor barium titanate because of its color tone. (4) Comparative Example 4 Potassium titanate 5 prepared by the same method as in Example 1
g, barium hydroxide octahydrate 11.4 g (BaO / Ti
O 2 = 0.75), 50 g of potassium hydroxide and pure water 3
0 cc was placed in a fluororesin container equipped with a reflux condenser, and a reaction was carried out at a liquid temperature of 150 ° C. for 10 hours. After the reaction was completed, the content was washed with water, filtered, and dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain about 10 g of a product.

【0018】得られた生成物の粉末X線回折による測定
ではチタン酸バリウムと若干のチタン酸カリウムのピー
クを示していた。また、電子顕微鏡による観察では、出
発原料であるチタン酸カリウム繊維の形状をそのまま残
していた。チタン酸カリウムからチタン酸バリウムへの
反応は、表面からの溶解析出反応と考えられるため、中
心部が絶縁体のチタン酸カリウムで、表面が誘電体もし
くは半導体のチタン酸バリウムという、二層構造を持つ
繊維が得られたものと考えられる。
The powder X-ray diffraction of the obtained product showed peaks of barium titanate and some potassium titanate. In addition, in the observation with the electron microscope, the shape of the starting material potassium titanate fiber was left as it was. Since the reaction from potassium titanate to barium titanate is considered to be a dissolution and precipitation reaction from the surface, it has a two-layer structure in which the central part is potassium titanate as an insulator and the surface is barium titanate as a dielectric or semiconductor. It is believed that the fibers that it possessed were obtained.

【0019】ここで、実施例1、実施例2、実施例4お
よび比較例で得られた繊維をPBT(ポリブチレンテレ
フタレート)と40vol%の割合で複合化成形品の誘
電率を〔表1〕に示す。
Here, the dielectric constants of the composite molded articles obtained by compounding the fibers obtained in Examples 1, 2 and 4 and Comparative Example with PBT (polybutylene terephthalate) at a ratio of 40 vol% are shown in Table 1. Shown in.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【発明の効果】 表1からも明らかのように、本発明の
酸素欠損型チタン酸金属塩繊維を複合化した材料は、従
の酸素欠損のないATiO 3 繊維を複合化した材料
比べ2倍以上の高誘電率が得られる。また、強度も従来
に比べ、すぐれたものが得られる。この結果、その繊維
形状に破壊のない結晶性の良好な、信頼性の高い材料を
提供することができる。また、本発明の酸素欠損型チタ
ン酸金属塩繊維の製造方法によれば、Ca、Sr、B
a、MgおよびPbのうち、少なくとも一種以上の元素
を含む化合物と、還元性チタン酸カリウムまたはチタン
酸カリウムから誘導された還元性二酸化チタン系繊維と
を高濃度アルカリ水溶液中で、常圧下で反応させるよう
にしたので、酸素欠損型チタン酸金属塩繊維の製造に要
する設備を簡略化でき、製造コストは低減される。また
作業の危険性もない。一方、水熱条件下で行う場合は、
反応時間が短縮できるので、製造工程は効率化する。
らに、本発明の製造方法によって得られた酸素欠損型チ
タン酸金属塩繊維を混合した複合材料は、従来法によっ
て得られた繊維を混合した複合材料に比べ、全体的に機
械的強度が高くなり、これにより優れた複合材料を提供
することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from Table 1, the present invention
The material in which the oxygen-deficient metal titanate fiber is composited has a dielectric constant that is at least twice as high as that of the conventional material in which oxygen-deficient ATiO 3 fiber is not composited . Also, the strength is superior to that of the conventional one. As a result, it is possible to provide a highly reliable material having a good crystallinity without breaking the fiber shape. Further, the oxygen-deficient titanium of the present invention
According to the method for producing metal acid salt fiber, Ca, Sr, B
at least one element out of a, Mg and Pb
Compounds containing and reductive potassium titanate or titanium
Reducible titanium dioxide fiber derived from potassium citrate and
To react under high pressure in a high-concentration alkaline aqueous solution
Therefore, the equipment required for producing the oxygen-deficient metal titanate fiber can be simplified, and the production cost can be reduced. There is also no danger of work. On the other hand, when performing under hydrothermal conditions,
Since the reaction time can be shortened, the manufacturing process becomes efficient. It
In addition, the oxygen-deficient chia obtained by the production method of the present invention.
Composite materials mixed with metal tantalate fibers are produced by the conventional method.
Compared to the composite material in which the fibers obtained by
Increased mechanical strength, which provides superior composite materials
can do.

【0022】一方、水熱条件下で行う場合は、反応時間
が短縮できるので、製造工程は効率化する。
On the other hand, when the reaction is carried out under hydrothermal conditions, the reaction time can be shortened, so that the production process becomes efficient.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−237100(JP,A) 特開 平3−69511(JP,A) 特開 平3−218926(JP,A) 特開 平2−167823(JP,A) 特開 平1−83515(JP,A) 特開 昭63−30399(JP,A) 特開 昭62−21799(JP,A) 特公 昭62−7160(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-3-237100 (JP, A) JP-A-3-69511 (JP, A) JP-A-3-218926 (JP, A) JP-A-2- 167823 (JP, A) JP 1-83515 (JP, A) JP 63-30399 (JP, A) JP 62-21799 (JP, A) JP 62-7160 (JP, B2)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Ca、Sr、Ba、MgおよびPbのう
ち、少なくとも一種以上のA群元素からなる、ATiO
3-X (0<x<3,xは整数である必要はない)で表さ
れるペロブスカイト型のチタン酸金属塩繊維において、
繊維径が0.2〜30μm、長さが繊維径に対して10
倍以上であることを特徴とする酸素欠損型チタン酸金属
塩繊維。
1. ATiO comprising at least one or more Group A elements among Ca, Sr, Ba, Mg and Pb.
In a perovskite-type metal titanate fiber represented by 3-X (0 <x <3, x does not have to be an integer),
The fiber diameter is 0.2 to 30 μm, and the length is 10 with respect to the fiber diameter.
Oxygen-deficient metal titanate fiber characterized by being more than doubled.
【請求項2】 Ca、Sr、Ba、MgおよびPbのう
ち、少なくとも一種以上のA群元素からなる、ATiO
3-X (0<x<3,xは整数である必要はない)で表さ
れるペロブスカイト型のチタン酸金属塩化合物におい
て、繊維径が0.2〜30μm、長さが繊維径に対して
10倍以上であり、かつ、中心部が主にチタン酸カリウ
ム、または、チタン酸カリウムの誘導体からなる導体ま
たは半導体であり、表面層が主にチタン酸金属塩化合物
からなることを特徴とする酸素欠損型チタン酸金属塩繊
維。
2. ATiO, which comprises at least one or more A group elements of Ca, Sr, Ba, Mg and Pb.
In the perovskite-type metal titanate compound represented by 3-X (0 <x <3, x does not have to be an integer), the fiber diameter is 0.2 to 30 μm, and the length is relative to the fiber diameter. Oxygen , which is 10 times or more, and whose central portion is a conductor or semiconductor mainly composed of potassium titanate or a derivative of potassium titanate, and whose surface layer is mainly composed of a metal titanate compound. Defective metal titanate fiber.
【請求項3】 Ca、Sr、Ba、Mg、およびPbの
うち、少なくとも一種以上の元素を含む化合物と、還元
チタン酸カリウムまたはチタン酸カリウムから誘導さ
れた還元性二酸化チタン系繊維とを高濃度アルカリ水溶
液中で、かつ常圧下で反応させることを特徴とする請求
項第1項または第2項記載の酸素欠損型チタン酸金属塩
繊維の製造方法。
3. A compound containing at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba, Mg and Pb, and reduction.
And by reducing titanium dioxide fibers derived from potassium sex potassium titanate or titanic acid in high concentration alkaline aqueous solution, and oxygen according to claim paragraph 1 or 2, wherein the reaction is carried out in the normal pressure A method for producing a deficient metal titanate fiber.
【請求項4】 Ca、Sr、Ba、MgおよびPbのう
ち、少なくとも一種以上の元素を含む化合物と、還元性
チタン酸カリウムまたはチタン酸カリウムから誘導され
還元性二酸化チタン系繊維とを高濃度アルカリ水溶液
中で、かつ水熱条件下で反応させることを特徴とする請
求項第1項または第2項記載の酸素欠損型チタン酸金属
塩繊維の製造方法。
Wherein Ca, Sr, Ba, of Mg and Pb, and compounds containing at least one element, reducing <br/> derived from potassium titanate or potassium titanate reducible titanium fiber dioxide The method for producing an oxygen-deficient metal titanate fiber according to claim 1 or 2, wherein and are reacted in a high-concentration alkaline aqueous solution under hydrothermal conditions.
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