JPH0826726A - チタン酸カリウム、その複合材料及び複合材料の製造方法 - Google Patents
チタン酸カリウム、その複合材料及び複合材料の製造方法Info
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Abstract
ラスチックに、プラスチックの特性を劣化させることな
く、チタン酸カリウムを複合化する。 【構成】平均繊維径0.5μm,平均繊維長20μmの
K2 O・6TiO2 ウィスカーを加熱水洗し、比表面積
4.4m2 /g、水可溶性K+ イオン0.05%のチタ
ン酸カリウムを製造し、これを30重量%芳香族液晶性
ポリエステル系ポリマーに配合し、機械的強度が高い複
合材料を得た。
Description
タン酸カリウムを含有する複合材料及び複合材料の製造
方法に関し、特にチタン酸カリウムを配合したとき配合
材の触媒作用の影響を受けやすく、その作用により劣化
を起こすポリマーへも配合することが可能なチタン酸カ
リウム及びこれを配合するプラスチック基複合材料に関
するものである。
TiO2 (n=2,4,6,8)で示される複合酸化物
である。プラスチックの補強材として、いわゆるウィス
カーと呼ばれる微小繊維が工業材料として普及してい
る。繊維形状に限らず、チタン酸カリウムはその高い白
色度と隠蔽力、高赤外線反射能、低熱伝導率、耐摩耗性
等の物質特性から、機能性フィラーとしての応用も期待
されている。
以下、すなわち繊維径が5μm以下のものには比表面積
が7〜11m2 /gのチタン酸カリウムが知られてい
る。例えば、P.G.Linsen and R.F.Register, 27th Ann.
Tech. Conf. Soc. Plast.Ind., 11-D,1 (1972) ,『セ
ラミックス、19、202(1984)』、『BOUN
DARY、1、15(1987)』、『工業材料、2
9、44(1981)等に記載されている。
子の平均短径が5μm以下でかつ比表面積が7m2 /g
未満、すなわち4〜6m2 /gのチタン酸カリウムを製
造し発表した。(ゼオライト、9、107(199
2))。
リウムは、あらゆるプラスチックに配合が可能というわ
けではない。敏感なプラスチックにチタン酸カリウムを
複合化した場合、変色、分子量低下、加水分解、粘度変
化、熱安定性の低下、熱分解、モールドデボジット等の
現象を生じ、ポリマー自身の特性を劣化させてしまう。
原因が、チタン酸カリウム中の遊離カリウムによるもの
であるとの考えの下に、水又は酸で遊離カリウムを減ず
る技術を提案している。しかし、本発明者らの研究によ
れば、遊離カリウムを減らすことで効果は見られるもの
の、本質的なものではないことが分かった。本発明者は
チタン酸カリウムの触媒作用に注目して、敏感なプラス
チックに対してもポリマーの特性を劣化させることな
く、配合可能なチタン酸カリウムについて種々研究を重
ね、1次粒子の平均短径が5μm以下のときに、比表面
積が7m2 /g未満のチタン酸カリウムが適正であるこ
とを知見し、本発明を完成するに到った。本発明はこの
ような技術を提供することを目的とするものである。
チックの特性を劣化させないチタン酸カリウムについて
鋭意検討した結果、チタン酸カリウムの表面が触媒活性
な場合に、ポリマーの熱分解を促進することが判り、B
ET法によるチタン酸カリウムの比表面積値が重要であ
ることを見出した。
を有するものとして、本発明は、1次粒子の平均短径が
5μm以下、比表面積が7m2 /g未満、水可溶性K+
イオン含有量が0.05重量%以下であることを特徴と
するチタン酸カリウムを提供するものである。上記問題
点を解決する本発明のプラスチック基複合材料として
は、1次粒子の平均短径が5μm以下、比表面積が7m
2 /g未満のチタン酸カリウムを1重量%以上含有する
ことを特徴とするプラスチック基複合材料である。
下、比表面積値が7m2 /g未満であって、さらに水可
溶性K+ イオン含有量が0.05重量%以下のチタン酸
カリウムを1重量%以上含有するプラスチック基複合材
料は一層優れた特性を示す。また、本発明のプラスチッ
ク基複合材料の製造方法は、通常のチタン酸カリウムの
触媒作用で劣化を起こすプラスチックにチタン酸カリウ
ム粉体を配合するに当たり、比表面積値を7m2 /g未
満に調整したチタン酸カリウム粉体を用いることを特徴
とするものである。さらに、比表面積値を7m2 /g未
満に調整し、かつ水可溶性K+ イオン含有量が0.05
重量%以下のチタン酸カリウム粉体を用いると一層好適
である。
/g未満のチタン酸カリウム粉体を用いることが必須で
ある。BET法による比表面積が7m2 /g以上では、
上記劣化抑制効果が乏しい。下限は、限定されない。な
お、BET法とは不活性気体の低温物理吸着による単分
子層吸着量を求めて比表面積を算出する方法である。
ムは、比表面積7m2 /g以上のチタン酸カリウムを加
熱あるいは水熱処理することによって得ることができ
る。また、チタン酸カリウムの製造過程で焼成時間を延
長し、もしくは焼成温度を上げることでも製造可能であ
る。本発明のチタン酸カリウムは、このようにして得ら
れた、比表面積7m2 /g未満のチタン酸カリウムに、
水洗、乾燥の工程を加え、水可溶性K+ イオンを除去し
て得られるものである。このとき水可溶性K+ イオン含
有量は0.05重量%以下とする。K+ イオン含有量が
0.05重量%を越えると劣化防止効果が向上しない。
水可溶性K+ イオンを0.05重量%以下に水洗するに
あたり1次粒子の平均短径が5μm以下であるとき、比
表面積が7m2 /g以上では、膨大な水洗用の水を必要
とするのに対し比表面積が7m3 /g未満であれば、少
ない水量で達成できるため、設備、コスト上有利とな
る。
除去と比表面積値が同時に満足されるので工程上有利で
ある。本発明による比表面積7m2 /g未満のチタン酸
カリウムは、表面の触媒活性が抑制されているため、敏
感なポリマーの特性を劣化させない。さらに、水可溶性
K+ イオンを除去した本発明のチタン酸カリウムは、分
解を誘発するラジカルを発生しないため、非常に敏感な
ポリマーへの適応も可能となるものである。
程度については、プラスチックの種類による影響の受け
やすさと複合材の目的とする特性の範中で選択される。
チタン酸カリウム粉体の形状については、ウイスカー、
繊維状、柱状、フレーク状、球状、不定形などの制約を
受けずに適用される。また、粒子径としては、プラスチ
ックの配合材として、細かいものの方が好ましく、平均
短径が5μm以下のものが選ばれる。
に配合する場合、目的に応じ、ガラス繊維、ガラスフレ
ーク、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、
ワラストナイト、ビーズ、バルーン、カーボン等のフィ
ラーと併用することも可能であり、また、熱安定剤、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、染料、顔料、滑剤、
難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、離型剤等の添加剤を添
加してもよい。
ックは、限定されるものではなく、全てのプラスチック
種に配合可能である。その際、プラスチックとの接着力
や複合材料の耐水性等の改善のために、シランカップリ
ング、チタネートカップリング等の表面処理をチタン酸
カリウムに施すことも必要に応じ行える。尚、通常のチ
タン酸カリウムの触媒作用で劣化を起こすプラスチック
としては、ポリカーボネート,ポリアセタール,ポリエ
ステル,ポリフェレンサルファイド,ポリアリーレンサ
ルファイド,ポリスルフォン,ウレタン,ポリエーテル
イミド,ポリアミド,液晶ポリマー,ポリスチレンテレ
フタレート,ポリエチレンテレフタレート等及びそれら
のアロイ等が挙げられる。
mのK2 O・6TiO2 ウィスカーを表1に示す処理を
施すことで比表面積と水可溶性K+ イオンの異なるチタ
ン酸カリウムを得た。尚、比表面積の測定は、N2 によ
るBET法で求めた。
を400倍の煮沸水溶液中に加え、溶出したカリウムイ
オンを原子吸光分析法により測定し算出したものであ
る。複合化は、芳香族液晶性ポリエステル系ポリマー
に、チタン酸カリウムを30重量%の配合になるよう、
混練押出機にて混練し、ペレットを得、射出成形機にて
試験片を作成し、ASTM試験法に準じ引張強度とアイ
ゾット衝撃強度を測定した。実施例にみられるように、
複合材料の機械的強度が比較例に比し高いことは、ポリ
マーの劣化が生じていないためである。
繊維長18μmの形状を有する白色のK2 O・8TiO
2 ウィスカーを水熱処理することで比表面積が小さく、
水可溶性K+ イオンの少ないチタン酸カリウムを得た。
更に、1.0%のエポキシ系シランカップリングの表面
処理を施し、混練押出機を用いポリカーボネートに20
重量%配合したペレットを作製した。ペレットの外観
は、白色の光沢のある状態で得られ、分子量低下はなか
った。尚、分子量の測定は、溶液粘度法によるもので未
使用ポリカーボネートの分子量は21,200であっ
た。
同様の試験を行ったが、色が変色し、分子量が著しく低
下していることでポリカーボネートの特性が劣化してい
ることが判る。
TiO2 /K2 O=6のモル比に調合、混合した原料を
表3に示す温度で焼成することによって柱状白色のK2
O・6TiO2 を得た。このチタン酸カリウムを混練押
出機を用いポリアセタールに20重量%配合のペレット
を作製した。比較例ではペレット作製時の臭気の発生が
あった。
ター白色度を測定した。実施例によればポリアセタール
を劣化させることがないため、臭気の発生を伴なわずに
白いペレットを得ることができる。
合化した場合、変色、分子量低下、加水分解、粘度変
化、熱安定性の低下、熱分解、モールドデボジット等の
現象を生ずるような、チタン酸カリウムの触媒作用に対
して敏感なプラスチックに対してその特性を劣化させる
ことなく、配合可能な技術を確立することができた。
Claims (5)
- 【請求項1】 1次粒子の平均短径が5μm以下、比表
面積が7m2 /g未満、水可溶性K+ イオン含有量が
0.05重量%以下であることを特徴とするチタン酸カ
リウム。 - 【請求項2】 1次粒子の平均短径が5μm以下、比表
面積が7m2 /g未満のチタン酸カリウムを1重量%以
上含有することを特徴とするプラスチック基複合材料。 - 【請求項3】 1次粒子の平均短径が5μm以下、比表
面積が7m2 /g未満、水可溶性K+ イオン含有量が
0.05重量%以下のチタン酸カリウムを1重量%以上
含有することを特徴とするプラスチック基複合材料。 - 【請求項4】 通常のチタン酸カリウムの触媒作用で劣
化を起こすプラスチックにチタン酸カリウム粉体を配合
するに当たり、1次粒子の平均短径が5μm以下、比表
面積を7m2 /g未満に調整したチタン酸カリウム粉体
を用いることを特徴とするプラスチック基複合材料の製
造方法。 - 【請求項5】 通常のチタン酸カリウムの触媒作用で劣
化を起こすプラスチックにチタン酸カリウム粉体を配合
するに当たり、1次粒子の平均短径が5μm以下比表面
積が7m2 /g未満に調整しかつ水可溶性K+ イオン含
有量が0.05重量%以下のチタン酸カリウム粉体を用
いることを特徴とするプラスチック基複合材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16370394A JP3887426B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | チタン酸カリウム、プラスチック基複合材料及びプラスチック基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16370394A JP3887426B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | チタン酸カリウム、プラスチック基複合材料及びプラスチック基複合材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0826726A true JPH0826726A (ja) | 1996-01-30 |
JP3887426B2 JP3887426B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=15779022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16370394A Expired - Lifetime JP3887426B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | チタン酸カリウム、プラスチック基複合材料及びプラスチック基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3887426B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001019430A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Kawatetsu Mining Co Ltd | チタン酸カリウム粒子 |
JP2006044992A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化チタンナノチューブ構造体の簡易な製造方法及びその製法で得られた酸化チタンナノチューブ構造体 |
JP2009184921A (ja) * | 2009-05-25 | 2009-08-20 | Jfe Mineral Co Ltd | 8チタン酸カリウム粒子 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP16370394A patent/JP3887426B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001019430A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Kawatetsu Mining Co Ltd | チタン酸カリウム粒子 |
JP2006044992A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化チタンナノチューブ構造体の簡易な製造方法及びその製法で得られた酸化チタンナノチューブ構造体 |
JP4706053B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2011-06-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 酸化チタンナノチューブ構造体の簡易な製造方法及びその製法で得られた酸化チタンナノチューブ構造体 |
JP2009184921A (ja) * | 2009-05-25 | 2009-08-20 | Jfe Mineral Co Ltd | 8チタン酸カリウム粒子 |
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JP3887426B2 (ja) | 2007-02-28 |
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