JPH09157096A - Surface-coated whisker - Google Patents

Surface-coated whisker

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JPH09157096A
JPH09157096A JP24713496A JP24713496A JPH09157096A JP H09157096 A JPH09157096 A JP H09157096A JP 24713496 A JP24713496 A JP 24713496A JP 24713496 A JP24713496 A JP 24713496A JP H09157096 A JPH09157096 A JP H09157096A
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JP
Japan
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whiskers
coated
water
whisker
potassium
Prior art date
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Pending
Application number
JP24713496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Onishi
淳一 大西
Shigeo Takahashi
滋男 高橋
Shigeru Sumitomo
茂 住友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Otsuka Chemical Co Ltd filed Critical Otsuka Chemical Co Ltd
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Publication of JPH09157096A publication Critical patent/JPH09157096A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain surface-coated whiskers having a large specific surface area, excellent in dispersibility in a synthetic resin and producing a high reinforcing effect by coating the surfaces of whiskers with hyperfine particles of a metal oxide and/or a metal hydroxide. SOLUTION: Compds. as starting materials for producing whiskers such as potassium titanate whiskers, e.g. TiO2 and K2 CO3 , are mixed and heated to about 900-1,100 deg.C to form an aggregate of false fibers. This aggregate is disintegrated by immersion in water, a water-soluble metallic salt such as NaAlO2 or an aq. soln. of the salt is added to the resultant slurry and this slurry is neutralized by adding an acid such as hydrochloric acid or an alkali such as NaOH. The false fibers are then separated by filtration, dried and fired to obtain the objective whiskers surface-coated with hyperfine particles of a metal oxide and/or a metal hydroxide having nm unit or below.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面被覆ウィスカ
ーに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to surface-coated whiskers.

【0002】本発明の表面被覆ウィスカーは、未処理の
ウィスカーに比べ、比表面積が増大し、合成樹脂等のマ
トリックス中での分散性に優れ、補強効果も高いといっ
た極めて好ましい特性を有する。
The surface-coated whiskers of the present invention have extremely preferable properties such as an increased specific surface area, excellent dispersibility in a matrix such as a synthetic resin, and a high reinforcing effect as compared with untreated whiskers.

【0003】また、本発明の表面被覆ウィスカーのう
ち、二酸化チタン以外の金属酸化物又は金属水酸化物の
超微細粒子で被覆されたものは、耐候性が良好であり、
紫外線の照射を受けても分解し難いという優れた性質を
備えている。
Among the surface-coated whiskers of the present invention, those coated with ultrafine particles of metal oxides or metal hydroxides other than titanium dioxide have good weather resistance,
It has the excellent property that it is difficult to decompose even when it is exposed to ultraviolet rays.

【0004】本発明の表面被覆ウィスカーのうち表面被
覆チタン酸カリウムウィスカーは、前記の好ましい特性
の他に、カリウムを遊離しないという特性をも有してい
る。
Among the surface-coated whiskers of the present invention, the surface-coated potassium titanate whiskers have the characteristic of not releasing potassium, in addition to the above-mentioned preferable characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】チタン酸アルカリ金属
ウィスカーは、一般式 M2O・mTiO2・nH2
(式中、Mはアルカリ金属を示し、mは1〜10の整数
を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)で表され
る組成を有し、繊維径0.1〜1.0μm程度、繊維長
5〜50μm程度のウィスカーであり、具体的には、チ
タン酸カリウムウィスカー、チタン酸ナトリウムウィス
カー、チタン酸リチウムウィスカー等が知られ、これら
の中でもチタン酸カリウムウィスカーが汎用されてい
る。
The alkali metal titanate whiskers have the general formula M 2 O.mTiO 2 .nH 2 O.
(In the formula, M represents an alkali metal, m represents an integer of 1 to 10, and n represents an integer of 0 or 1 to 10.), and has a fiber diameter of 0.1 to 1 It is a whisker of about 0.0 μm and a fiber length of about 5 to 50 μm. Specifically, potassium titanate whiskers, sodium titanate whiskers, lithium titanate whiskers, etc. are known, and among these, potassium titanate whiskers are commonly used. There is.

【0006】チタン酸カリウムウィスカーは主に合成樹
脂や塗料等の補強材、エンジン用オイルフィルターの材
料等として用いられている。該ウィスカーを含む合成樹
脂は、例えば、乗用車用のブレーキパッド、OA機器の
キーボード部品、時計用の歯車等に成形されて広く利用
されている。チタン酸カリウムウィスカーは各種用途に
おいて良好な特性を発揮するが、改善の余地も残されて
いる。例えば、合成樹脂中での分散性がやや悪く、添加
量を増加し難いため、補強効果が十分に発揮できなくな
る傾向にある。また、チタン酸カリウムウィスカーはカ
リウムを遊離するので、ポリカーボネート樹脂等のカリ
ウムにより分解を受け易い合成樹脂の補強材として用い
るには、シランカップリング剤等で表面処理を施すのが
一般的であるが、それでもカリウムが溶出するのを回避
し得ない。更に、チタン酸カリウムウィスカーを含む合
成樹脂が紫外線に晒されると、該ウィスカー中のTiO
2が分解されて活性な酸素を放出し、この酸素が合成樹
脂等のマトリックスを酸化して劣化させる恐れがある。
[0006] Potassium titanate whiskers are mainly used as a reinforcing material for synthetic resins and paints, a material for engine oil filters, and the like. The synthetic resin containing the whiskers is widely used by being molded into brake pads for passenger cars, keyboard parts for OA equipment, gears for watches and the like. Potassium titanate whiskers have good properties in various applications, but there is still room for improvement. For example, since the dispersibility in the synthetic resin is rather poor and it is difficult to increase the addition amount, the reinforcing effect tends to be insufficiently exhibited. Further, since potassium titanate whiskers release potassium, it is common to perform surface treatment with a silane coupling agent or the like in order to use it as a reinforcing material for synthetic resins that are susceptible to decomposition by potassium such as polycarbonate resins. However, it is unavoidable that potassium elutes. Further, when the synthetic resin containing potassium titanate whiskers is exposed to ultraviolet rays, the TiO in the whiskers is increased.
2 may be decomposed to release active oxygen, which may oxidize and deteriorate a matrix such as a synthetic resin.

【0007】一方、チタン酸カリウムウィスカーに導電
性を付与するため、その表面に導電性金属、炭素質物質
等の導電性物質を被覆することは従来から行われてい
る。例えば、特公平5−22648号公報には、既に製
造されたチタン酸カリウムウィスカーの水性スラリー
に、錫、インヂウム、アンチモン、ニオブ、タングステ
ン、モリブデン等の導電性金属を含む金属化合物の水溶
液を加え、不溶物を濾去した後熱処理して導電性ウィス
カーを製造する方法が開示され、更に金属化合物の水溶
液と同時に酸を添加する方法も知られている(特公平7
−23221号公報)。しかしながら、これらの方法に
よって得られる導電性ウィスカーは、その表面に付着し
た金属酸化物の粒子がnm単位を超える大きさであるた
め、例えば、比表面積の顕著な増大が認められない。
On the other hand, it has been conventionally practiced to coat the surface of the potassium titanate whiskers with a conductive substance such as a conductive metal or a carbonaceous substance in order to impart conductivity. For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 5-22648, an aqueous solution of a metal compound containing a conductive metal such as tin, indium, antimony, niobium, tungsten, and molybdenum is added to an aqueous slurry of already manufactured potassium titanate whiskers, A method for producing a conductive whisker by removing the insoluble matter by filtration and then heat-treating is disclosed, and a method for adding an acid at the same time as an aqueous solution of a metal compound is also known (Japanese Patent Publication No. Hei 7).
-23221). However, in the conductive whiskers obtained by these methods, the particles of the metal oxide attached to the surface thereof have a size exceeding the nm unit, so that, for example, a marked increase in the specific surface area is not observed.

【0008】更に、特開平2−221460号公報に
は、表面が二酸化チタンで被覆された六チタン酸カリウ
ムウィスカーが開示されている。このものは、(イ)チ
タン化合物とカリウム化合物とを混合し900〜120
0℃で焼成して仮繊維の集合体とし、この集合体を水中
にて解繊してスラリーを得、該スラリーのpHを9.3
〜9.7に調整し、更にpH8.0〜9.1に調整した
後、600℃以上に加熱するか又は(ロ)既に製造され
た六チタン酸カリウムウィスカーの水性スラリーに、二
酸化チタン及びアルカリを加え(実施例では該スラリー
のpHを6.0に調整)、六チタン酸カリウムウィスカ
ーの表面にチタニウムの水和酸化物を付着させ、再び6
00℃以上に加熱することにより製造される。しかしな
がら、(イ)の方法によって得られる六チタン酸カリウ
ムウィスカーは、その表面に二酸化チタンが均一に付着
していない。また、(ロ)の方法による六チタン酸カリ
ウムウィスカーは、表面に付着した二酸化チタンがアナ
ターゼ型であるため、その補強効果が低下するのが避け
られない。更に、(イ)及び(ロ)のいずれの方法によ
っても、得られる表面被覆六チタン酸カリウムウィスカ
ーは、表面に付着した二酸化チタン粒子の寸法がnm単
位よりも大きいものであるため、やはり、比表面積の顕
著な増大が認められない。
Further, JP-A-2-221460 discloses a potassium hexatitanate whisker whose surface is coated with titanium dioxide. This is a mixture of (a) a titanium compound and a potassium compound, and is 900 to 120
Firing at 0 ° C. to give a temporary fiber aggregate, disaggregating this aggregate in water to obtain a slurry, and the pH of the slurry is 9.3.
To 9.7, and then to pH 8.0 to 9.1, and then heated to 600 ° C. or higher, or (b) titanium dioxide and alkali in an aqueous slurry of potassium hexatitanate whiskers already produced. (In the example, the pH of the slurry was adjusted to 6.0), the hydrated oxide of titanium was attached to the surface of the potassium hexatitanate whiskers, and the mixture was added again to 6
It is produced by heating to 00 ° C or higher. However, the potassium hexatitanate whiskers obtained by the method (a) do not have titanium dioxide uniformly attached to the surface thereof. Further, in the potassium hexatitanate whiskers prepared by the method (b), since the titanium dioxide attached to the surface is anatase type, it is unavoidable that the reinforcing effect is lowered. Furthermore, the surface-coated potassium hexatitanate whiskers obtained by any of the methods (a) and (b) have titanium dioxide particles having a size larger than nm, so that the ratio is No significant increase in surface area is observed.

【0009】加えて、これらの従来技術は、チタン酸カ
リウムウィスカーそのものを製造する過程において水溶
性金属塩を添加し且つ中和操作を行うという手法を示唆
するものではない。
In addition, these conventional techniques do not suggest a method of adding a water-soluble metal salt and performing a neutralization operation in the process of producing potassium titanate whiskers themselves.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、チタン酸カリウムウ
ィスカーを製造する際に、仮繊維の水性スラリーに特定
の金属化合物を添加し且つ中和操作を施すことにより、
未処理のウィスカーに比べ、比表面積(BET比表面
積、以下同じ)が増大し、合成樹脂マトリックス中での
分散性に優れ、耐候性が良好で紫外線の照射を受けても
分解し難く、カリウムの溶出が著しく少なく、補強効果
も高いといった極めて好ましい特性を有する表面被覆チ
タン酸カリウムウィスカーが得られること、及びチタン
酸カリウムウィスカーと同様にして製造し得る他の無機
質ウィスカーについても同様の処理を施すことにより同
様の顕著な効果が得られることを見い出した。本発明
は、斯かる知見に基づき完成されたものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has added a specific metal compound to an aqueous slurry of temporary fibers when producing potassium titanate whiskers. And by performing the neutralization operation,
Compared to untreated whiskers, the specific surface area (BET specific surface area, the same applies below) increases, the dispersibility in the synthetic resin matrix is excellent, the weather resistance is good, and it is difficult to decompose even when it is exposed to ultraviolet rays. Obtaining surface-coated potassium titanate whiskers having extremely favorable properties such as extremely low elution and high reinforcing effect, and performing the same treatment on other inorganic whiskers that can be produced in the same manner as potassium titanate whiskers It was found that the same remarkable effect can be obtained by. The present invention has been completed based on such findings.

【0011】即ち本発明は、ウィスカー表面がnm単位
又はそれ以下の大きさの金属酸化物の超微細粒子及び金
属水酸化物の超微細粒子から選ばれる少なくとも1種で
被覆されていることを特徴とする表面被覆ウィスカーに
係る。
That is, the present invention is characterized in that the whisker surface is coated with at least one selected from ultrafine particles of metal oxide and ultrafine particles of metal hydroxide having a size of nm or less. And the surface-covered whiskers.

【0012】本発明の表面被覆ウィスカーは、未処理の
ウィスカーと比べると、次のような顕著な効果を有して
いる。
The surface-coated whiskers of the present invention have the following remarkable effects as compared with untreated whiskers.

【0013】(1)比表面積が大きいため、例えば、こ
れを用いて製造されるオイルフィルターは、濾過特性が
著しく向上し、オイル寿命の延長に顕著に寄与し得る。
(1) Since the specific surface area is large, for example, an oil filter manufactured by using it has remarkably improved filtration characteristics and can remarkably contribute to the extension of oil life.

【0014】(2)合成樹脂マトリックス中での分散性
が良好であるため、合成樹脂への充填量を増加させるこ
とができ、より高い補強効果を発現できる。
(2) Since the dispersibility in the synthetic resin matrix is good, the filling amount in the synthetic resin can be increased and a higher reinforcing effect can be exhibited.

【0015】(3)被覆される金属酸化物や金属水酸化
物の金属種によって得られる表面被覆ウィスカーの性質
は幾分異なっており、例えば酸化銅を被覆した場合には
比表面積の増大はあまり認められないが、吸水性が大幅
に低下し、ブレーキ材の充填剤として有用な表面被覆ウ
ィスカーを得ることができる。
(3) The properties of the surface-coated whiskers obtained depending on the metal species of the metal oxide or metal hydroxide to be coated are somewhat different. For example, when copper oxide is coated, the specific surface area is not so much increased. Although not observed, the water absorption is significantly reduced, and a surface-coated whisker useful as a filler for a brake material can be obtained.

【0016】更に、本発明の表面被覆ウィスカーのう
ち、表面被覆チタン酸カリウムウィスカーは、上記の好
ましい特性の他に、次のような特性を併有している。
Further, among the surface-coated whiskers of the present invention, the surface-coated potassium titanate whiskers have the following characteristics in addition to the above preferable characteristics.

【0017】(4)二酸化チタン以外の金属酸化物及び
/又は金属水酸化物の超微細粒子で被覆されたものは、
耐候性が向上し、紫外線の照射を受けても活性な酸素を
あまり放出せず、マトリックスの酸化及びそれに引き続
く劣化を起こさない。
(4) Those coated with ultrafine particles of metal oxides and / or metal hydroxides other than titanium dioxide are
The weather resistance is improved, active oxygen is not released so much even when it is exposed to ultraviolet rays, and the oxidation of the matrix and subsequent deterioration do not occur.

【0018】(5)溶出カリウム量が、一般的なチタン
酸カリウムウィスカーに比べて、著しく少ない。
(5) The amount of potassium eluted is significantly smaller than that of general potassium titanate whiskers.

【0019】これらの効果に基づき、本発明の表面被覆
ウィスカーは合成樹脂等のマトリックスに対する補強効
果を顕著に向上させ得、しかもその補強効果を長期に亘
って持続させることができる。
On the basis of these effects, the surface-coated whiskers of the present invention can remarkably improve the reinforcing effect on the matrix such as the synthetic resin, and the reinforcing effect can be maintained for a long time.

【0020】これらの効果が達成される理由は十分明ら
かではないが、本発明の処理によりウィスカー表面にn
m単位又はそれ以下の大きさの超微細金属酸化物粒子及
び/又は金属水酸化物粒子が均一に付着していることに
よるものと考えられる。分散性の向上は、超微細粒子の
付着によりウィスカー表面の電位が変化することによる
ものと考えられる。
The reason why these effects are achieved is not fully clear, but the treatment according to the present invention enables the treatment of whisker surfaces with n.
It is considered that this is because the ultrafine metal oxide particles and / or metal hydroxide particles having a size of m units or less are uniformly attached. It is considered that the improvement of dispersibility is due to the change of the electric potential on the surface of the whiskers due to the adhesion of ultrafine particles.

【0021】[0021]

【発明の実施の態様】本発明の表面被覆ウィスカーは、
ウィスカー表面がnm単位又はそれ以下の大きさの金属
酸化物の超微細粒子及び金属水酸化物の超微細粒子から
選ばれる少なくとも1種、好ましくは金属酸化物の超微
細粒子で被覆されることを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The surface-coated whiskers of the present invention are
The surface of the whiskers is coated with at least one selected from ultrafine particles of metal oxide and ultrafine particles of metal hydroxide having a size of nm or less, preferably ultrafine particles of metal oxide. Characterize.

【0022】通常、従来の方法により表面に金属酸化物
等が被覆されたウィスカーにあっては、該ウィスカーを
透過型電子顕微鏡(倍率:約5万倍)で観察すると、表
面に金属酸化物等の粒子が観察される。この粒子は、倍
率からnm単位よりも大きなものである。ところが、本
発明の表面被覆ウィスカーを同じ倍率で観察しても、そ
の表面には凹凸は殆どなく、またその表面に粒子状物は
認められない。
Usually, in a whisker whose surface is coated with a metal oxide or the like by a conventional method, the surface of the whisker is observed by a transmission electron microscope (magnification: about 50,000 times). Particles are observed. The particles are larger than nm by magnification. However, even when the surface-coated whiskers of the present invention are observed at the same magnification, there is almost no unevenness on the surface, and no particulate matter is observed on the surface.

【0023】本発明の表面被覆ウィスカーの表面に金属
酸化物等が被覆されている証左としては、次の点が挙げ
られる。
The following points can be cited as evidence that the surface of the surface-coated whiskers of the present invention is coated with a metal oxide or the like.

【0024】まず、蛍光X線分析等の元素分析結果が挙
げられる。蛍光X線分析によれば、ウィスカーの成分と
は別の金属酸化物の存在が確認される。
First, the results of elemental analysis such as fluorescent X-ray analysis are given. X-ray fluorescence analysis confirms the presence of a metal oxide other than the components of the whiskers.

【0025】また、本発明の表面被覆ウィスカーは、被
覆前のウィスカーに比べて比表面積が増大している。
Further, the surface-coated whiskers of the present invention have a larger specific surface area than the uncoated whiskers.

【0026】更に、本発明の表面被覆ウィスカーは、そ
のζ電位(界面動電位)とpHとの相関関係を線グラフ
に示した場合、少なくとも1つの変曲点を有している。
表面被覆処理を施していないチタン酸カリウムのウィス
カーが変曲点を有していないにも拘わらず、表面被覆ウ
ィスカーが変曲点を有しているということは、その表面
が変曲点を有する金属酸化物及び/又は金属水酸化物に
よって均一に被覆されていることを裏付けている。
Further, the surface-coated whiskers of the present invention have at least one inflection point when the correlation between the ζ potential (electrokinetic potential) and pH is shown in a line graph.
Although the surface-coated whiskers of potassium titanate do not have an inflection point, the surface-coated whiskers have an inflection point, which means that the surface has an inflection point. This proves that it is uniformly coated with a metal oxide and / or a metal hydroxide.

【0027】以上のような証左により、本発明の表面被
覆ウィスカーは、その表面に金属酸化物及び/又は金属
水酸化物が均一に被覆していることが明らかであり、そ
の一方で透過型電子顕微鏡での約5万倍での観察でも粒
子形状がほとんど認められないことから、表面の金属酸
化物及び/又は金属水酸化物がnm単位又はそれ以下の
大きさの超微細粒子であることが推断される。
From the above evidence, it is clear that the surface-coated whiskers of the present invention have the surface thereof uniformly coated with the metal oxide and / or the metal hydroxide, while the transmission electron Almost no particle shape is observed even when observed under a microscope with a magnification of about 50,000. Therefore, the surface metal oxide and / or metal hydroxide may be ultrafine particles having a size of nm unit or less. Be inferred.

【0028】本発明の表面被覆ウィスカーの中でも、金
属酸化物の超微細粒子、特にAl23、Fe23、Zr
2、CuO及びSiO2からなる群より選ばれた少なく
とも1種の金属酸化物の超微細粒子によって被覆された
ものがより良好な特性を有している。
Among the surface-coated whiskers of the present invention, ultrafine particles of metal oxide, particularly Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 and Zr.
Those coated with ultrafine particles of at least one metal oxide selected from the group consisting of O 2 , CuO and SiO 2 have better properties.

【0029】本発明の表面被覆ウィスカーは、従来のウ
ィスカーの製造工程の特定段階で、水溶性金属塩又はそ
の水溶液を添加する以外は、従来のウィスカーの製造と
同様にして製造できる。
The surface-coated whiskers of the present invention can be manufactured in the same manner as the conventional whiskers except that the water-soluble metal salt or its aqueous solution is added at a specific stage of the conventional whisker manufacturing process.

【0030】従来のウィスカーには、チタン酸カリウム
ウィスカー及び該チタン酸カリウムウィスカーと同様に
して製造し得る無機質ウィスカーが包含される。
The conventional whiskers include potassium titanate whiskers and inorganic whiskers which can be produced in the same manner as the potassium titanate whiskers.

【0031】チタン酸カリウムウィスカーの製造法とし
ては、従来より数多くのものが知られているが、本発明
では、製造工程中に中和工程を設定し得る従来公知の製
造法を広く利用できる。具体的には、例えば、焼成法、
溶融法、水熱法、フラックス法、徐冷焼成法等であり
(新機能繊維活用ハンドブック、株式会社工業調査会、
1988年6月2日初版発行)、これらの中でも、焼成
法、溶融法、フラックス法、徐冷焼成法等が好ましい。
より具体的には、例えば、ウィスカー製造原料化合物の
混合物を加熱して得られる焼結体又は溶融体(いずれも
仮繊維の集合体)を水中にて解繊し、得られるスラリー
に酸又はアルカリを加えてpH調整(中和)を行い、こ
のスラリーを濾過して固形分を分取し、これを、乾燥、
加熱(焼成)してウィスカーを得る方法である。
Although many methods for producing potassium titanate whiskers have been known in the past, the present invention can widely utilize conventionally known production methods in which a neutralization step can be set during the production step. Specifically, for example, a firing method,
Melting method, hydrothermal method, flux method, slow cooling firing method, etc. (New functional fiber utilization handbook, Industrial Research Institute Co., Ltd.,
(First edition issued June 2, 1988), and among these, a firing method, a melting method, a flux method, a slow cooling firing method and the like are preferable.
More specifically, for example, a sintered body or a melt obtained by heating a mixture of raw material compounds for producing whiskers (both aggregates of temporary fibers) is defibrated in water, and an acid or alkali is added to the obtained slurry. Was added to adjust pH (neutralize), the slurry was filtered to collect solids, which were dried,
It is a method of obtaining whiskers by heating (baking).

【0032】チタン酸カリウムウィスカー以外の無機質
ウィスカーとしては、例えば、チタン酸ナトリウムウィ
スカー、珪酸カルシウムウィスカー、ホウ酸アルミニウ
ムウィスカー、ホウ酸マグネシウムウィスカー、珪酸亜
鉛ウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、酸
化マグネシウムウィスカー、炭化珪素ウィスカー等を挙
げることができる。これらの中でも、チタン酸カリウム
ウィスカー、チタン酸ナトリウムウィスカー、珪酸カル
シウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、ホ
ウ酸マグネシウムウィスカー等が好ましく、チタン酸カ
リウムウィスカー、チタン酸ナトリウムウィスカー等が
特に好ましい。
Examples of inorganic whiskers other than potassium titanate whiskers include sodium titanate whiskers, calcium silicate whiskers, aluminum borate whiskers, magnesium borate whiskers, zinc silicate whiskers, basic magnesium sulfate whiskers, magnesium oxide whiskers, carbonization. Silicon whiskers and the like can be mentioned. Among these, potassium titanate whiskers, sodium titanate whiskers, calcium silicate whiskers, aluminum borate whiskers, magnesium borate whiskers and the like are preferable, and potassium titanate whiskers and sodium titanate whiskers are particularly preferable.

【0033】本発明の表面被覆ウィスカーは、上記した
ように、中和工程を含む一般的なウィスカーの製造法に
おいて、中和工程の前に水溶性金属塩又はその水溶液を
添加することにより製造できる。
As described above, the surface-coated whiskers of the present invention can be produced by adding a water-soluble metal salt or an aqueous solution thereof before the neutralization step in the general whisker production method including the neutralization step. .

【0034】より具体的には、ウィスカー製造原料化合
物の混合物を加熱して得られる焼結体、溶融体等の仮繊
維の集合体を水中にて解繊し、得られるスラリーに水溶
性金属塩又はその水溶液を添加した後、通常の方法に従
って中和、濾過、乾燥、加熱(焼成)することにより製
造できる。解繊した時点では仮繊維が単分散しているこ
とから、仮繊維表面に金属塩が非常に均一に被覆される
ものと考えられる。
More specifically, an aggregate of temporary fibers such as a sintered body and a melt obtained by heating a mixture of raw material compounds for producing whiskers is defibrated in water, and a water-soluble metal salt is added to the resulting slurry. Alternatively, it can be produced by adding an aqueous solution thereof, followed by neutralization, filtration, drying and heating (calcination) according to a usual method. Since the temporary fibers are monodispersed at the time of defibration, it is considered that the surface of the temporary fibers is coated with the metal salt very uniformly.

【0035】この方法によれば、水溶性金属塩の添加量
や種類を適宜変更することにより、得られる表面処理ウ
ィスカーの比表面積の大きさを容易にコントロールする
ことができ、ウィスカー自体の損傷も少なく、しかも従
来のウィスカーへの導電性金属被覆よりも著しく簡易に
且つ安価に目的物を得ることができる。
According to this method, it is possible to easily control the specific surface area of the surface-treated whiskers to be obtained by appropriately changing the amount and type of the water-soluble metal salt to be added, and to damage the whiskers themselves. The object can be obtained in a small amount and in a significantly simpler and cheaper manner than the conventional conductive metal coating on the whiskers.

【0036】水溶性金属塩としては特に制限はなく、導
電性及び非導電性を問わず公知のものを使用できるが、
水酸化物を形成し得るものが好ましい。具体的には、例
えば、アルカリ金属(Na、K等)、アルカリ土類金属
(Mg、Ca、Sr、Ba等)、アルカリ金属及びアル
カリ土類金属を除く周期律表第3周期元素(Al、Si
等)、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を除く第4周
期元素(Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等)、ア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属を除く周期律表第5周
期元素(Zr、Sn、Mo等)等の金属の少なくとも1
種を含む水溶性塩であり、該水溶性塩としては、例え
ば、ハロゲン化物、酸化物、硝酸塩、硫化物、硫酸塩、
水酸化物等を挙げることができる。より具体的には、例
えば、AlCl3、CoCl2、ZrCl4、SnCl2
SnCl4、TiCl3、TiCl4、FeCl2、FeC
3、CuCl2、NiCl2、MoCl5、MgCl2
CaCl2、SrCl2、BaCl2等の塩化物、Al
2(SO43、CoSO4、CuSO4、FeSO4等の硫
酸塩、Na4SiO4、K2Si49等の珪酸化物、Zr
Cl2O、NaAlO2等を挙げることができ、これらの
中でも、AlCl3、NaAlO2、FeCl2、FeC
3、CuCl2、ZrCl2O、Na4SiO4等が好ま
しい。水溶性金属塩は1種を単独で使用するか又は2種
以上を併用できる。水溶性金属塩の使用量は、得られる
表面被覆ウィスカーの使用目的、ウィスカー製造原料の
種類や使用量、加熱(焼成)温度や時間等に応じて広い
範囲から適宜選択できるが、通常ウィスカー原料の種類
及び使用量によって決定されるウィスカーの理論生成量
に対して0.01〜100重量%程度、好ましくは0.
05〜10重量%程度とすればよい。水溶性金属塩又は
その水溶液を添加した後、中和、乾燥及び焼成を行うこ
とにより、ウィスカー表面に金属酸化物及び/又は金属
水酸化物を均一に付着し得る。
The water-soluble metal salt is not particularly limited, and known ones can be used regardless of whether they are conductive or non-conductive.
Those capable of forming a hydroxide are preferred. Specifically, for example, an alkali metal (Na, K, etc.), an alkaline earth metal (Mg, Ca, Sr, Ba, etc.), an alkali metal and an alkaline earth metal, the third periodic element (Al, Si
Etc.), the 4th periodic element excluding alkali metals and alkaline earth metals (Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, etc.), the 5th periodic element excluding alkali metals and alkaline earth metals (Zr, At least one of metals such as Sn, Mo, etc.)
A water-soluble salt containing a seed, and examples of the water-soluble salt include halides, oxides, nitrates, sulfides, sulfates,
A hydroxide etc. can be mentioned. More specifically, for example, AlCl 3 , CoCl 2 , ZrCl 4 , SnCl 2 ,
SnCl 4 , TiCl 3 , TiCl 4 , FeCl 2 , FeC
l 3 , CuCl 2 , NiCl 2 , MoCl 5 , MgCl 2 ,
Chlorides such as CaCl 2 , SrCl 2 and BaCl 2 , Al
2 (SO 4) 3, CoSO 4, CuSO 4, FeSO 4 sulfates such as, Na 4 SiO 4, K 2 Si 4 silicate product of O 9, etc., Zr
Examples thereof include Cl 2 O and NaAlO 2 , and among these, AlCl 3 , NaAlO 2 , FeCl 2 and FeC.
l 3 , CuCl 2 , ZrCl 2 O, Na 4 SiO 4 and the like are preferable. The water-soluble metal salts may be used alone or in combination of two or more. The amount of the water-soluble metal salt to be used can be appropriately selected from a wide range depending on the purpose of use of the obtained surface-coated whiskers, the type and amount of raw materials for producing whiskers, the heating (firing) temperature, time, etc. About 0.01 to 100% by weight, preferably about 0.1 to 100% by weight, based on the theoretical amount of whiskers produced, which is determined by the type and amount used.
It may be about 05 to 10% by weight. By adding a water-soluble metal salt or an aqueous solution thereof and then performing neutralization, drying and firing, the metal oxide and / or metal hydroxide can be uniformly attached to the surface of the whiskers.

【0037】以下に、ウィスカーとしてチタン酸カリウ
ムウィスカーを選択し、該ウィスカーに表面被覆を施す
方法の一例をより具体的に説明する。
Hereinafter, one example of the method of selecting potassium titanate whiskers as the whiskers and applying the surface coating to the whiskers will be described more specifically.

【0038】まずウィスカー製造原料化合物を混合す
る。チタン酸カリウムウィスカーの製造原料化合物は、
チタン化合物及びカリウム化合物である。
First, the raw material compounds for producing whiskers are mixed. The raw material compound for the production of potassium titanate whiskers is
Titanium compounds and potassium compounds.

【0039】チタン化合物としては、アナターゼ型二酸
化チタン、ルチル型二酸化チタン等の二酸化チタン、焼
成により二酸化チタンを生成するチタン化合物等を挙げ
ることができる。焼成により二酸化チタンを生成するチ
タン化合物としては特に制限されず、例えば、含水酸化
チタン、ルチル鉱、水酸化チタン、塩化チタン等を挙げ
ることができる。チタン化合物は、1種を単独で使用す
るか又は2種以上を併用できる。
Examples of the titanium compound include titanium dioxide such as anatase type titanium dioxide and rutile type titanium dioxide, and a titanium compound which produces titanium dioxide by firing. The titanium compound that forms titanium dioxide by firing is not particularly limited, and examples thereof include hydrous titanium oxide, rutile ore, titanium hydroxide, and titanium chloride. The titanium compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0040】カリウム化合物としては、例えば、二酸化
カリウム、焼成により二酸化カリウムを生成するカリウ
ム化合物等を挙げることができる。焼成により二酸化カ
リウムを生成するカリウム化合物としては特に制限され
ず、例えば、水酸化カリウム、炭酸カリウム、硝酸カリ
ウム等を挙げることができる。カリウム化合物は、1種
を単独で又は2種以上を併用し得る。
As the potassium compound, for example, potassium dioxide, a potassium compound which produces potassium dioxide by firing, and the like can be mentioned. The potassium compound that produces potassium dioxide by firing is not particularly limited, and examples thereof include potassium hydroxide, potassium carbonate, and potassium nitrate. The potassium compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0041】チタン化合物とカリウム化合物との混合割
合は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、T
iO2又は焼成により生成するTiO2とK2O又は焼成
により生成するK2Oとのモル比(TiO2/K2O)
が、通常1〜10程度、好ましくは2〜6程度となるよ
うに両者を混合すればよい。
The mixing ratio of the titanium compound and the potassium compound is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range.
the molar ratio of K 2 O produced by TiO 2 and K 2 O or calcined to produce the iO 2 or calcined (TiO 2 / K 2 O)
However, both may be mixed so as to be usually about 1 to 10, preferably about 2 to 6.

【0042】次いで、チタン化合物及びカリウム化合物
の混合物を900〜1100℃程度で1〜10時間程度
加熱することにより、仮繊維の集合体が生成する。この
加熱の際に、例えば、KCl、KF、KBr、KI、K
2SO4、K2MoO4、K3PO4等の公知のフラックスを
添加することもできる。得られる仮繊維の集合体は、冷
却後これを水に浸し解繊し、水性スラリーとする。この
際の水は常温水であってもよいし、温水又は冷水であっ
てもよい。尚、この水性スラリーは、水溶性金属塩又は
その水溶液を添加する前にあっては、そのpH値がアル
カリ性域にあることが好ましい。
Then, a mixture of the titanium compound and the potassium compound is heated at about 900 to 1100 ° C. for about 1 to 10 hours to form an aggregate of temporary fibers. During this heating, for example, KCl, KF, KBr, KI, K
A known flux such as 2 SO 4 , K 2 MoO 4 , K 3 PO 4 or the like may be added. The obtained aggregate of temporary fibers is cooled and soaked in water to be defibrated to obtain an aqueous slurry. Water at this time may be room temperature water, or may be warm water or cold water. The pH value of this aqueous slurry is preferably in the alkaline range before adding the water-soluble metal salt or its aqueous solution.

【0043】引続き、必要に応じて攪拌しながら水溶性
金属塩又はその水溶液を添加し、充分に攪拌し、更に酸
又はアルカリを加えて中和(pH調整)を行う。本発明
における中和とは、添加した水溶性金属塩が水酸化物を
形成し得るpH域に調整することであり、この時、目安
となるpH値は6〜8程度、好ましくは7付近である。
pH調整に用いる酸としては特に制限されないが、例え
ば、塩酸、硫酸、シュウ酸、硝酸、リン酸等の無機酸
類、酢酸等の有機酸類等を挙げることができる。またア
ルカリとしても特に制限されず、例えば、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニ
ア等を挙げることができる。pH値が酸性域になると、
アナターゼ型二酸化チタンの副生が多くなり、得られる
ウィスカーの補強材としての効果が低下するので、好ま
しくない。一方、pH値がアルカリ性域になると、金属
酸化物が溶解して被覆の効率が低下する虞れがあると共
に、4チタン酸カリウムが残存するので、好ましくな
い。
Subsequently, a water-soluble metal salt or an aqueous solution thereof is added with stirring, if necessary, and the mixture is sufficiently stirred, and an acid or an alkali is further added for neutralization (pH adjustment). Neutralization in the present invention is to adjust the added water-soluble metal salt to a pH range in which hydroxide can be formed. At this time, the pH value as a guide is about 6 to 8, preferably around 7. is there.
The acid used for pH adjustment is not particularly limited, but examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid, nitric acid, phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid. The alkali is not particularly limited, and examples thereof include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and ammonia. When the pH value is in the acidic range,
It is not preferable because the amount of anatase-type titanium dioxide as a by-product increases and the effect of the obtained whiskers as a reinforcing material decreases. On the other hand, when the pH value is in the alkaline range, the metal oxide may be dissolved and the coating efficiency may be reduced, and potassium tetratitanate may remain, which is not preferable.

【0044】pH調整の後、仮繊維を濾取し、乾燥し、
焼成する。乾燥は通常50〜200℃程度、好ましくは
80〜150℃程度の温度下に行われ、通常1〜10時
間程度、好ましくは2〜5時間程度で終了する。また焼
成は、通常300〜800℃程度、好ましくは500〜
700℃程度の温度下に行われ、通常10分〜2時間程
度、好ましくは20〜60分程度で終了する。焼成後に
得られる焼結体(ウィスカーの集合体)を、通常の方法
に従って解繊し、必要に応じて乾燥することにより、目
的物である表面被覆ウィスカーが製造される。
After adjusting the pH, the temporary fiber is filtered and dried,
Bake. Drying is usually performed at a temperature of about 50 to 200 ° C., preferably about 80 to 150 ° C., and is usually completed in about 1 to 10 hours, preferably about 2 to 5 hours. Firing is usually about 300 to 800 ° C, preferably 500 to
It is performed at a temperature of about 700 ° C., and is usually completed in about 10 minutes to 2 hours, preferably about 20 to 60 minutes. A sintered body (aggregate of whiskers) obtained after firing is defibrated according to a usual method, and dried if necessary, whereby a target surface-coated whisker is manufactured.

【0045】このようにして得られる本発明の表面被覆
ウィスカーは、一般的なウィスカーと同程度の大きさで
あり、径0.1〜1.0μm程度、長さ5〜50μm程
度のものが多く、更に長さが10〜20μm程度のもの
が特に多い。
The surface-covered whiskers of the present invention obtained in this manner are about the same size as general whiskers, and often have a diameter of about 0.1 to 1.0 μm and a length of about 5 to 50 μm. Especially, the length is about 10 to 20 μm.

【0046】本発明の表面被覆ウィスカーは、必要に応
じてマトリックスへの分散性をより一層向上させるため
に、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン等のシランカップリング剤、チタネート系カップリ
ング剤等の公知の表面処理剤により更に表面処理を施し
てもよい。
The surface-coated whiskers of the present invention have N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, in order to further improve the dispersibility in the matrix, if necessary. The surface may be further treated with a known surface treatment agent such as a silane coupling agent such as ethoxysilane or a titanate coupling agent.

【0047】本発明の表面被覆ウィスカーは、水又は適
当な有機系バインダーを添加し、通常50μm〜5mm
程度の適当な大きさに顆粒化して用いてもよい。
The surface-covered whiskers of the present invention have water or a suitable organic binder added, and are usually 50 μm to 5 mm.
You may use it, after granulating to a suitable size.

【0048】本発明の表面処理ウィスカーは、用途に応
じ、その効果を損なわない範囲で、表面被覆していない
ウィスカー、従来の方法により表面被覆されたウィスカ
ー等のウィスカー、ガラス繊維、炭素繊維、岩綿繊維等
の無機繊維、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、シ
リカ等の粉末状無機材料等と併用することもできる。
The surface-treated whiskers of the present invention are not covered by the surface treatment, whiskers such as whiskers surface-coated by conventional methods, glass fibers, carbon fibers, rocks, etc., as long as the effect is not impaired, depending on the application. It can also be used in combination with inorganic fibers such as cotton fibers and powdered inorganic materials such as talc, calcium carbonate, titanium oxide and silica.

【0049】本発明の表面被覆ウィスカーは、従来から
ウィスカーが使用されてきた実質的に全ての分野で用い
ることができ、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等
の各種合成樹脂、金属材料等の補強材として非常に有用
である。本発明の表面処理ウィスカーを含む合成樹脂
は、例えば、ブレーキパッド等の摺動部材、キーボード
部品、歯車、ギア、スイッチ等のOA機器、電気・電子
関連機器、精密機器用部品、各種塗料、接着剤等の他、
建築材料、医療部品材料等の用途にも使用できる。ま
た、本発明の表面被覆ウィスカーを用いて製造されるフ
ィルターは、優れた濾過特性を示す。
The surface-coated whiskers of the present invention can be used in virtually all fields in which whiskers have been conventionally used. For example, various synthetic resins such as thermoplastic resins and thermosetting resins, metallic materials, etc. It is very useful as a reinforcing material. The synthetic resin containing the surface-treated whiskers of the present invention can be applied to, for example, sliding members such as brake pads, keyboard parts, OA equipment such as gears, gears, switches, electrical / electronic-related equipment, precision equipment parts, various paints, and adhesives. Other than agents,
It can also be used for applications such as building materials and medical parts materials. In addition, the filter produced using the surface-coated whiskers of the present invention exhibits excellent filtration characteristics.

【0050】尚、本発明の表面処理ウィスカーは、ウィ
スカーそのものの種類や表面被覆される金属酸化物及び
/又は金属水酸化物の種類等により、種々の特性が発現
し、その用途も異なってくる。例えば、ウィスカーがチ
タン酸カリウムウィスカーである場合には、金属酸化物
がアルミナ等のアルミニウム酸化物であれば、比表面積
の増大により、特にブレーキライニング材やフィルター
材として有用であり、金属酸化物が酸化銅であれば、吸
水量の低下により、特にブレーキパッド材として有用で
あり、金属酸化物が酸化ジルコニウムであれば、摩擦係
数が安定することにより制動力が向上し、特にブレーキ
パッド材として有用である。
The surface-treated whiskers of the present invention exhibit various properties depending on the type of the whiskers themselves, the type of the metal oxide and / or the metal hydroxide to be surface-coated, and the uses thereof. . For example, when the whiskers are potassium titanate whiskers, if the metal oxide is an aluminum oxide such as alumina, it is particularly useful as a brake lining material or a filter material due to the increase in the specific surface area. If it is copper oxide, it is particularly useful as a brake pad material due to a decrease in water absorption, and if the metal oxide is zirconium oxide, the braking force is improved by stabilizing the friction coefficient, and is particularly useful as a brake pad material. Is.

【0051】[0051]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を具
体的に説明する。以下において、「%」とあるのは「重
量%」を意味する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. In the following, "%" means "% by weight".

【0052】実施例1〜7 二酸化チタン粉末50g及び炭酸カリウム25gを混合
し、この混合物を1000℃で4時間反応させた。冷却
後、この反応物を水中にて解繊し、表1に示す添加量
(%)で水溶性金属塩を添加して混合した後、硫酸又は
水酸化カリウムを加えてこのもののpHを7.0に調整
(中和)し、30分間攪拌後再度pHを7.0に調整し
た。尚、本実施例におけるチタン酸カリウムウィスカー
の理論生成量は、57gである。中和後固形物を濾取
し、110℃で4時間乾燥し、次いで600℃で30分
間焼成し、チタン酸カリウムウィスカーを製造した。
Examples 1 to 7 50 g of titanium dioxide powder and 25 g of potassium carbonate were mixed, and this mixture was reacted at 1000 ° C. for 4 hours. After cooling, the reaction product was defibrated in water, water-soluble metal salt was added at the addition amount (%) shown in Table 1 and mixed, and then sulfuric acid or potassium hydroxide was added to adjust the pH of the reaction product to 7. The pH was adjusted (neutralized) to 0, stirred for 30 minutes, and then the pH was adjusted to 7.0 again. The theoretical amount of potassium titanate whiskers produced in this example is 57 g. After neutralization, the solid matter was collected by filtration, dried at 110 ° C. for 4 hours, and then baked at 600 ° C. for 30 minutes to produce potassium titanate whiskers.

【0053】得られたチタン酸カリウムウィスカーにつ
いて、比表面積を測定した。比表面積の測定に用いた機
器及び測定条件は、下記の通りである。
The specific surface area of the obtained potassium titanate whiskers was measured. The equipment and measurement conditions used for measuring the specific surface area are as follows.

【0054】比表面積測定装置:Micromeritics GEMINI
2360、(株)島津製作所製 前処理装置:Micromeritics Flow Prep060、(株)島津
製作所製 比表面積前処理条件:前処理温度120℃、N2ガスパ
ージ:60分 比表面積測定条件:BET多点法(相対圧:0.1〜
0.3P/P0 5点)、測定セル6cc。
Specific surface area measuring device: Micromeritics GEMINI
2360, manufactured by Shimadzu Corporation Pretreatment equipment: Micromeritics Flow Prep060, manufactured by Shimadzu Corporation Specific surface area pretreatment condition: pretreatment temperature 120 ° C, N 2 gas purge: 60 minutes Specific surface area measurement condition: BET multipoint method ( Relative pressure: 0.1
0.3P / P0 5 points), measuring cell 6cc.

【0055】結果を表1に併記する。The results are also shown in Table 1.

【0056】比較例1 水溶性金属塩を添加しない以外は、上記実施例と同様に
操作し、従来のチタン酸カリウムウィスカーを製造し
た。このチタン酸カリウムウィスカーについても、比表
面積を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 A conventional potassium titanate whisker was manufactured in the same manner as in the above-mentioned example except that the water-soluble metal salt was not added. The specific surface area of this potassium titanate whisker was also measured. Table 1 shows the results.

【0057】比較例2 特公平7−23221号公報の実施例1に準じ、チタン
酸カリウムウィスカーの表面にSnO2とSb23とが
被覆した導電性ウィスカーを製造した。即ち、チタン酸
カリウムウィスカー(市販品、商品名:ティスモD、大
塚化学(株)製)10gを水100ml中に分散させ、
攪拌機にて30分間撹拌してスラリー化した。次にこの
分散スラリーを油浴中にて90℃に加熱し、この熱スラ
リー中に、塩化第二錫17g及び塩化アンチモン1.7
gを3.7N−塩酸水溶液30g中に溶解した混合塩溶
液と3.7N−水酸化ナトリウム水溶液92mlとを、
熱スラリーの液温を90℃、pHを8〜9に保持しなが
ら攪拌下に1時間かけて同時に添加後、3.7N−塩酸
水溶液を用いてpH6.5に調整し、更に液温を90℃
に保持しつつ1時間静置した。次に反応液を室温まで放
冷し、固形物を濾取、水洗、乾燥した後、600℃にて
2時間加熱処理して、上記導電性ウィスカーを製造し
た。このウィスカーについても、比表面積を測定した。
結果を表1に示す。
Comparative Example 2 In accordance with Example 1 of Japanese Examined Patent Publication No. 7-23221, a conductive whisker in which the surface of potassium titanate whisker was coated with SnO 2 and Sb 2 O 3 was produced. That is, 10 g of potassium titanate whiskers (commercial item, trade name: Tismo D, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) are dispersed in 100 ml of water,
Stir for 30 minutes with a stirrer to form a slurry. Next, this dispersion slurry was heated to 90 ° C. in an oil bath, and 17 g of stannic chloride and 1.7 of antimony chloride were added to this hot slurry.
g in 30 g of 3.7 N-hydrochloric acid aqueous solution and 92 ml of 3.7 N-sodium hydroxide aqueous solution,
While maintaining the liquid temperature of the hot slurry at 90 ° C. and the pH at 8 to 9 at the same time with stirring for 1 hour, the pH was adjusted to 6.5 using 3.7N-hydrochloric acid aqueous solution, and the liquid temperature was further adjusted to 90. ℃
It was left still for 1 hour while being held at. Next, the reaction solution was allowed to cool to room temperature, the solid matter was collected by filtration, washed with water, dried, and then heat-treated at 600 ° C. for 2 hours to produce the conductive whiskers. The specific surface area of this whisker was also measured.
Table 1 shows the results.

【0058】[0058]

【表1】 表1から、本発明の表面被覆チタン酸カリウムウィスカ
ーが、従来のチタン酸カリウムウィスカー及び導電性ウ
ィスカーに比べ、全般的に比表面積が増大し、水溶性金
属塩の種類によっては顕著に増大することが明らかであ
る。
[Table 1] From Table 1, it can be seen that the surface-coated potassium titanate whiskers of the present invention generally have an increased specific surface area as compared with conventional potassium titanate whiskers and conductive whiskers, and significantly increase depending on the type of water-soluble metal salt. Is clear.

【0059】試験例1 実施例6で得られた本発明品及び実施例7で得られた本
発明品を、蛍光X線分析により分析した。また、比較例
1で得られたチタン酸カリウムウィスカーについても、
蛍光X線分析により分析した。結果を表2に示す。
Test Example 1 The product of the present invention obtained in Example 6 and the product of the present invention obtained in Example 7 were analyzed by fluorescent X-ray analysis. Also, regarding the potassium titanate whiskers obtained in Comparative Example 1,
It was analyzed by X-ray fluorescence analysis. Table 2 shows the results.

【0060】尚、蛍光X線分析に使用した機器及び試験
条件は以下の通りである。
The equipment and test conditions used for the fluorescent X-ray analysis are as follows.

【0061】蛍光X線分析測定装置:RIX−300
0、理学電機工業(株)製 加圧成型器:(株)島津製作所製、(圧力=7t→10
t→15tにてプレス(アルミリング)) アルミリング:Cat No.3481M1 内径32
mm、理学電機工業(株)製。
Fluorescent X-ray analysis and measurement device: RIX-300
0, manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd. Pressure molding machine: manufactured by Shimadzu Corporation, (pressure = 7t → 10
Press at t → 15t (aluminum ring)) Aluminum ring: Cat No. 3481M1 inner diameter 32
mm, manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.

【0062】[0062]

【表2】 以上の結果から、実施例6の本発明品はFe23で、実
施例7の本発明品はZrO2で、それぞれ被覆されてい
ることが判る。
[Table 2] From the above results, it is understood that the product of the present invention of Example 6 is coated with Fe 2 O 3 and the product of the present invention of Example 7 is coated with ZrO 2 .

【0063】実施例8 本発明品No.1;水溶性金属塩としてCuSO4・5
2Oを用い、且つ添加量を20%とする以外は実施例
1〜7と同様にして、本発明の表面被覆ウィスカーを製
造した。
Example 8 The product No. of the present invention. 1; CuSO 4.5 as water-soluble metal salt
Surface-coated whiskers of the present invention were produced in the same manner as in Examples 1 to 7 except that H 2 O was used and the addition amount was 20%.

【0064】本発明品No.2;水溶性金属塩としてC
uSO4・5H2Oを用い、且つ添加量を20%とする以
外は実施例1〜7と同様にして、本発明の表面被覆ウィ
スカーを製造した。
The product No. of the present invention. 2; C as a water-soluble metal salt
The surface-coated whiskers of the present invention were produced in the same manner as in Examples 1 to 7 except that uSO 4 .5H 2 O was used and the addition amount was 20%.

【0065】ブランクNo.1;水溶性金属塩を添加し
ない以外は、実施例1〜7と同様にして、チタン酸カリ
ウムウィスカーを製造した。
Blank No. 1; Potassium titanate whiskers were produced in the same manner as in Examples 1 to 7 except that the water-soluble metal salt was not added.

【0066】本発明品No.3;水溶性金属塩としてC
uSO4・5H2Oを用い、添加量を20%とし、且つp
Hを8.0に調整する以外は実施例1〜7と同様にし
て、本発明の表面被覆ウィスカーを製造した。
The product No. of the present invention. 3; C as a water-soluble metal salt
uSO 4 .5H 2 O was used, the amount added was 20%, and p
Surface-coated whiskers of the present invention were produced in the same manner as in Examples 1 to 7 except that H was adjusted to 8.0.

【0067】ブランクNo.2;水溶性金属塩を添加せ
ず、pHを8.0に調整する以外は、実施例1〜7と同
様にして、チタン酸カリウムウィスカーを製造した。
Blank No. 2; Potassium titanate whiskers were produced in the same manner as in Examples 1 to 7 except that the pH was adjusted to 8.0 without adding the water-soluble metal salt.

【0068】本発明品No.1〜3及びブランクNo.
1〜2の各種ウィスカーについて、比表面積及び吸水量
を測定した。
Inventive product No. 1-3 and blank No.
The specific surface area and water absorption of each of the various whiskers 1 and 2 were measured.

【0069】比表面積の測定方法は、前記と同じであ
る。
The method for measuring the specific surface area is the same as described above.

【0070】また、吸水量は次のようにして測定した。
まず、ウィスカー1gをビーカーに採取し、110℃で
60分間乾燥させ、デシケーター中にて30分間冷却し
た。この試料にビュレットにて水を滴下し、チクソトロ
ピーが出る点(滴定量)を読み取り、吸水量とした。結
果を表3に示す。
The water absorption was measured as follows.
First, 1 g of whiskers was collected in a beaker, dried at 110 ° C. for 60 minutes, and cooled in a desiccator for 30 minutes. Water was added dropwise to this sample with a buret, and the point at which thixotropy appeared (titration amount) was read to determine the water absorption. Table 3 shows the results.

【0071】[0071]

【表3】 更に、本発明品No.2〜3及びブランクNo.1の各
種ウィスカーについて、蛍光X線分析を行った。結果を
表4に示す。
[Table 3] Further, the product No. of the present invention. 2-3 and blank No. Fluorescent X-ray analysis was performed for each of the various whiskers of 1. Table 4 shows the results.

【0072】[0072]

【表4】 表4から、本実施例においては、水溶性銅塩の使用によ
り、酸化銅によって被覆された表面被覆ウィスカーが得
られることが判る。更に、表3から、酸化銅の被覆によ
り、吸水性が著しく低下した表面被覆ウィスカーが得ら
れることが判る。
[Table 4] From Table 4, it can be seen that in this example, the use of the water-soluble copper salt gives a surface-coated whisker coated with copper oxide. Further, from Table 3, it can be seen that the coating of copper oxide can provide surface-coated whiskers with significantly reduced water absorption.

【0073】試験例2 各種ウィスカーにつき、以下の方法でζ電位を測定し
た。
Test Example 2 The ζ potential of each whisker was measured by the following method.

【0074】使用機器; 流動電位測定装置:ZP−10B、(株)島津製作所製 データ処理装置:PC−9801Fx、日本電気(株)
製 データ処理ソフト:ZP−10B−PC1 Ver2.
12、(株)島津製作所 試料充填用セル:2mm、(株)島津製作所製 ガラス濾紙:径16mm、GB100R、アドバンテッ
ク・トーヨー(株)製。
Equipment used: Streaming potential measuring device: ZP-10B, Shimadzu Corporation data processing device: PC-9801Fx, NEC Corporation
Data processing software: ZP-10B-PC1 Ver2.
12, Shimadzu Corporation Sample filling cell: 2 mm, Shimadzu Corporation glass filter paper: 16 mm in diameter, GB100R, manufactured by Advantech Toyo Corporation.

【0075】試料の調製; (1)サンプル1gに対して、流動液100ml(塩化
カリウムを0.001モル/リットルの割合で含む水溶
液を目的のpHに調整し、且つ流動液抵抗が800Ωで
ある溶液)を加え、10分間攪拌してサンプルを分散さ
せ、水性スラリーを得た。
Preparation of sample: (1) 100 ml of fluid (1 volume of 1 g sample was adjusted to an intended pH with an aqueous solution containing potassium chloride at a ratio of 0.001 mol / liter, and fluid resistance was 800 Ω). Solution) was added and stirred for 10 minutes to disperse the sample, and an aqueous slurry was obtained.

【0076】(2)2mmの充填セルを用いて、水性ス
ラリーをガラス濾紙上に充填した。
(2) The aqueous slurry was filled on glass filter paper using a 2 mm filled cell.

【0077】(3)これを、流動電位測定装置にセット
して流動電位を測定し(22〜26℃)、データ処理ソ
フトによりデータを処理した。
(3) This was set in the streaming potential measuring device to measure the streaming potential (22 to 26 ° C.), and the data was processed by the data processing software.

【0078】結果を図1に示す。図1において、各記号
は次の通りである。
The results are shown in FIG. In FIG. 1, each symbol is as follows.

【0079】 ○:実施例1の本発明品(Al23被覆) △:実施例8の本発明品No.3(CuO被覆) □:実施例6の本発明品(Fe23被覆) ▽:実施例7の本発明品(ZrO2被覆) ×:チタン酸カリウムウィスカー(市販品、商品名:テ
ィスモD、大塚化学(株)製) 図1から、本発明の表面被覆ウィスカーが、変曲点を有
することが明らかである。これらは、変曲点を有しない
チタン酸カリウムウィスカーに金属酸化物を被覆したも
のであるから、ウィスカー表面に金属酸化物が均一に被
覆していることが明白である。
◯: Inventive product of Example 1 (Al 2 O 3 coating) Δ: Inventive product No. of Example 8 3 (CuO coating) □: Inventive product of Example 6 (Fe 2 O 3 coating) ▽: Inventive product of Example 7 (ZrO 2 coating) ×: Potassium titanate whiskers (commercial product, trade name: Tismo D) From Otsuka Chemical Co., Ltd. From FIG. 1, it is clear that the surface-coated whiskers of the present invention have inflection points. Since these are potassium titanate whiskers having no inflection point and coated with a metal oxide, it is clear that the surface of the whiskers is uniformly coated with the metal oxide.

【0080】試験例3 実施例1の表面処理ウィスカー及び比較例2の導電性ウ
ィスカーを、透過型電子顕微鏡(商品名:JEM201
0、日本電子(株)製)にて倍率約5万倍で観察した。
Test Example 3 The surface-treated whiskers of Example 1 and the conductive whiskers of Comparative Example 2 were used as a transmission electron microscope (trade name: JEM201).
0, manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of about 50,000.

【0081】実施例1の表面処理チタン酸カリウムウィ
スカーは、その表面に凹凸が認められず、それにも拘わ
らず比表面積が増大したり、或いは変曲点が認識された
りすることから、5万倍の倍率では観察できないような
大きさ、即ちnm単位又はそれ以下の大きさの超微細粒
子がその表面を覆っているものと考えられる。
The surface-treated potassium titanate whiskers of Example 1 had no irregularities on the surface, and the specific surface area was increased or the inflection point was recognized despite the fact that the surface treatment was performed 50,000 times. It is considered that the surface is covered with ultrafine particles having a size that cannot be observed at a magnification of, that is, a size of nm unit or less.

【0082】一方、比較例2の導電性ウィスカーは、そ
の表面に凹凸があり、径0.01〜0.1μm程度の大
きさの粒子がその表面を覆っているのが観察された。
On the other hand, it was observed that the conductive whiskers of Comparative Example 2 had irregularities on the surface thereof, and particles having a diameter of about 0.01 to 0.1 μm covered the surface.

【0083】以上の結果から、本発明の表面被覆チタン
酸カリウムウィスカーが、従来の導電性ウィスカーとは
異なる新規な物質であることが判る。
From the above results, it is understood that the surface-coated potassium titanate whiskers of the present invention are novel substances different from the conventional conductive whiskers.

【0084】試験例4 実施例8の本発明品No.1について、試験例3と同様
にして、透過型電子顕微鏡により倍率約5万倍で観察
し、本発明品の電子顕微鏡写真を撮影した。該電子顕微
鏡写真を図2として示す。
Test Example 4 The product No. of the present invention of Example 8 was tested. In the same manner as in Test Example 3, the sample No. 1 was observed with a transmission electron microscope at a magnification of about 50,000, and an electron micrograph of the product of the present invention was taken. The electron micrograph is shown as FIG.

【0085】図2から、本発明品の表面には、付着した
酸化銅に由来するような凹凸は認められないことが判
る。
From FIG. 2, it can be seen that the surface of the product of the present invention has no unevenness derived from the attached copper oxide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の表面被覆ウィスカーのζ電位
とpHとの相関関係を示す線グラフである。
FIG. 1 is a line graph showing the correlation between ζ potential and pH of the surface-coated whiskers of the present invention.

【図2】図2は、本発明の表面被覆ウィスカーの繊維の
形状を示す透過型電子顕微鏡写真(倍率約5万倍)であ
る。
FIG. 2 is a transmission electron micrograph (magnification: about 50,000 times) showing the fiber shape of the surface-coated whiskers of the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウィスカー表面がnm単位又はそれ以下
の大きさの金属酸化物の超微細粒子及び金属水酸化物の
超微細粒子から選ばれる少なくとも1種で被覆されてい
ることを特徴とする表面被覆ウィスカー。
1. A surface characterized in that the whisker surface is coated with at least one selected from ultrafine particles of metal oxide and ultrafine particles of metal hydroxide having a size of nm unit or less. Coated whiskers.
【請求項2】 ζ電位とpHとの相関関係を示す線グラ
フにおいて少なくとも1つの変曲点を有することを特徴
とする請求項1に記載の表面被覆ウィスカー。
2. The surface-covered whisker according to claim 1, wherein the surface-coated whisker has at least one inflection point in a line graph showing a correlation between ζ potential and pH.
【請求項3】 ウィスカーの製造原料化合物を混合及び
加熱し、得られる仮繊維の集合体を水中にて解繊し、得
られるスラリーに水溶性金属塩又はその水溶液を添加し
た後、酸又はアルカリを加えて中和し、次いで濾過して
仮繊維を分取し、更にこれを乾燥、加熱することにより
得られる請求項1又は請求項2に記載の表面被覆ウィス
カー。
3. A whisker-producing raw material compound is mixed and heated, the resulting aggregate of temporary fibers is defibrated in water, and a water-soluble metal salt or an aqueous solution thereof is added to the resulting slurry, followed by acid or alkali. The surface-covered whisker according to claim 1 or 2, which is obtained by neutralizing by adding the above, and then filtering to separate the temporary fiber, and further drying and heating the temporary fiber.
【請求項4】 ウィスカーがチタン酸カリウムウィスカ
ーである請求項1〜請求項3に記載の表面被覆ウィスカ
ー。
4. The surface-covered whiskers according to claim 1, wherein the whiskers are potassium titanate whiskers.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006007346A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Nissan Motor Co Ltd Functional filamentous material and manufacturing method thereof
CN113354437A (en) * 2021-07-14 2021-09-07 江西东维电气有限公司 Toughening column type porcelain insulator and preparation method thereof
CN115556425A (en) * 2022-09-07 2023-01-03 航天特种材料及工艺技术研究所 High-temperature-resistant coating type heat sealing material and preparation method and application thereof

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