JPS627160B2 - - Google Patents

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JPS627160B2
JPS627160B2 JP54021563A JP2156379A JPS627160B2 JP S627160 B2 JPS627160 B2 JP S627160B2 JP 54021563 A JP54021563 A JP 54021563A JP 2156379 A JP2156379 A JP 2156379A JP S627160 B2 JPS627160 B2 JP S627160B2
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fibrous
temperature
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Yasuo Nishikawa
Hiroaki Yanagida
Norio Shimizu
Masayoshi Hori
Tetsuo Yoshida
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Krosaki Harima Corp
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Kyushu Refractories Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/48Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/003Titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/003Titanates
    • C01G23/006Alkaline earth titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
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    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C01P2004/10Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は適当なチタン系化合物繊維と二価金属
イオンを含む水溶液と反応させることにより得ら
れる繊維状チタン酸金属塩およびその製造方法に
関する。
チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸カル
シウム、チタン酸ストロンチウムなどの二価金属
のチタン酸塩は、単独であるいは二種以上の固溶
体の形で、強誘電体としてコンデンサ材料など
に、またセラミツク圧電素子として超音波振動
子、セラミツクフイルターあるいはガスの自動点
火器具として用いられる。さらに最近ではセラミ
ツクス半導体として広範な用途が開拓され、非常
に重要な素材として工業的に多量に生産されてい
る。
一方、従来から製造されているチタン酸バリウ
ムなどの二価金属のチタン酸塩系セラミツクス
は、原料の混合、仮焼、粉砕、再咬合、造粒、成
型、焼成、加工を経て素材が生産されている。こ
の従来製造方法は、合成工程に二度の焼成が含ま
れるうえ、本焼成では1300℃以上の高温を必要と
する欠点があつた。
また一般に、二酸化チタン系化合物は焼結性が
劣るため、成型が困難であることが最大の弱点と
されている。上記の従来方法により合成された二
価金属のチタン酸塩系セラミツクスもいぜんとし
て焼結性に劣り、成型系が困難である。さらに結
晶体が、多結晶体のランダムな集合体となつてい
るため、異方性を持つ特徴が平均化され弱められ
ている欠点がある。
本発明者らはチタン化合物系繊維についての研
究を重ね、焼成法による各種チタン酸カリウム無
水物繊維の製造法(特公昭53−32406号公報、特
開昭53−26298号公報、特開昭53−28100号公
報)、およびこれを水または酸処理することによ
つてチタン酸カリウム水和物繊維を製造する方法
(特開昭53−139826号公報、特開昭55−67527号公
報)、さらにこれらのチタン酸カリウム系繊維を
水熱処理することによるアナターゼ型およびルチ
ル型二酸化チタン繊維の製造法(特開昭53−
28099号公報、特開昭53−41518号公報、特開昭53
−52737号公報)の開発に成功した。
本発明は、これらの研究をさらに推進した結果
得られたもので、紛状または塊状の二酸化チタン
系化合物が繊維長と繊維径の比が10以上である長
繊維形状に改良されると、焼結性が向上し、成型
が容易になることに着目したものである。
本発明は、焼結性および成型性が改良された繊
維長を繊維径の比が少なくとも10である長繊維形
状のチタン酸金属塩およびその簡便な製造方法を
提供することを目的とする。
本発明の方法は、繊維長と繊維径の比が少なく
とも10である長繊維形状の適当なチタン系化合物
繊維と二価金属イオンを含む水溶液とを反応させ
ることによる。
出発原料であるチタン系化合物繊維としては、
チタン酸カリウム繊維(K2O・xTiO2・yH2O、
ただしx=2〜13、y=0〜6、x、yは必ずし
も整数であるとは限らない)、あるいはこれを酸
処理して得られた二酸化チタン系繊維TiO2
zH2O、ただしzは0ないし5を示し、必ずしも
整数である必要はない)が好ましい。
一方、二価金属イオンを含む水溶液としては、
二価金属イオンの塩で常温で水に可溶なものが最
も好ましい。しかし、この他にも常温では水に不
溶であつても反応条件下で可溶となるもの、ある
いは水酸化カリウム、シアン化カリウム、エチレ
ンジアミン四酢酸塩(EDTA)などの錯形成剤、
キレート形成剤などを加えることにより水に可溶
性となるものでもよい。
反応は密閉容器による加圧下、あるいは水熱条
件下であつて、それぞれ室温ないし600℃、好ま
しくは100℃ないし550℃、反応時間は30分以上で
行われる。この場合にはチタン酸金属塩が直接生
成する。
一方、反応を常圧下で行う場合には、室温から
水溶液の沸点までの間の温度で30分以上反応させ
た後、生成した繊維状チタン酸金属塩先駆体を濾
別し、400℃以上溶融点以下の温度、好ましくは
500℃ないし1100℃の温度で熱処理することによ
り得られる。
いずれの場合も得られたチタン酸金属塩は、繊
維長と繊維径の比が少なくとも10である長繊維形
状であつて、出発原料の繊維形状を保つている。
しかも水が酸、アルカリには侵されないので、チ
タン酸金属塩生成後は、水や希酸、希アルカリに
よる洗浄によつて微量の不純物を除くことが可能
である。
このように本発明の方法によれば、反応が水溶
液中で行われるため、極く低温での合成が可能で
ある。また、従来方法によるチタン酸金属塩では
焼結性に弱点があつたが、本発明方法により得ら
れた繊維状チタン酸金属塩は、繊維長と繊維径の
比が少なくとも10である長繊維形状であるため、
焼結性が改良され、1000℃程度の比較的低温でも
十分な焼結体が得られる。したがつて、成型性も
向上するので、容易に成型品を得ることができ
る。
一方、本発明による繊維状チタン酸金属塩は、
その長繊維形状の特微からして、一定の結晶方向
への配列化が可能で、現状では得られない単結晶
に近い優れた特性が得られる。
次に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明
する。
合成例 粉末二酸化チタン2.0Kgと無水炭酸カリウム1.1
Kgに水800mlを加え、よく混練し80℃で二昼夜乾
燥したものを1000℃、24時間焼成する。冷却後水
4に投入し、撹拌により繊維状物質を懸濁分離
する。過、洗浄後60℃で乾燥し、生成物1.8Kg
を得る。生成物は組成式:2K2o・11Tio2・3H2O
の繊維長と繊維径の比が少なくとも10である長繊
維形状のチタン酸カリウム水和物繊維であつた。
実施例 1 合成例で得られたチタン酸カリウム水和物繊維
2.0gを内容積23mlのモレー型オートクレーブに
水酸化バリウム4.4g、水12.0mlと共に入れ、500
℃に20時間保つた。反応後急冷した試料を取り出
し、過、水洗し、80℃で一昼夜乾燥した。得ら
れた生成物は3.0gで、X線回折の結果はチタン
酸バリウムのみであつた。この試料を顕微鏡によ
り観察したところ、出発原料のチタン酸カリウム
水和物繊維の繊維形状をそのまま保持していた。
このチタン酸バリウム繊維の粉末X線回折図を第
1図に示し、顕微鏡写真を第2図に示した。
実施例 2 実施例1と同様にチタン酸カリウム水和物繊維
2.0g、水酸化バリウム2.2g、水13.0mlをオート
クレーブ中で150℃、5時間反応させたところ、
出発原料であるチタン酸カリウム水和物繊維の繊
維形状をそのまま保持したチタン酸バリウムを主
成分とする繊維状物質が得られた。
実施例 3 合成例で得られたチタン酸カリウム水和物繊維
2.0g、水酸化バリウム63.1g、水170mlと共に3
時間沸騰させる。生成物を過後1000℃、1時間
焼成し、0.1mol/硝酸で洗浄後、再び1000℃で
1時間焼成した。得られた生成物は2.2gで、出
発原料であるチタン酸カリウム水和物繊維の繊維
形状をそのまま保持した繊維状チタン酸バリウム
に、少量の繊維状二酸化チタンが混在していた。
実施例 4 合成例で得られたチタン酸カリウム水和物繊維
を塩酸処理して、繊維形状がそのまま保持された
二酸化チタン水和物繊維を得た。この二酸化チタ
ン水和物繊維2.0gを用い、実施例3と同様にし
て沸騰させる。その後上澄液を捨て、新たに同量
の水酸化バリウムと水とを加え再び沸騰させる操
作を四度繰り返した。得られた生成物を再び実施
例3と同様に焼成、酸処理すると、出発物質であ
る二酸化チタン水和物繊維の繊維形状をそのまま
保持した繊維状チタン酸バリウムが3.4g得られ
た。
実施例 5 実施例1と同様にチタン酸カリウム水和物繊維
2.0g、水酸化ストロンチウム3.7g、水12mlをオ
ートクレーブ中で50℃、20時間反応させたとこ
ろ、出発物質であるチタン酸カリウム水和物繊維
の繊維形状をそのまま保持したチタン酸ストロン
チウムを主成分とする繊維状物質約3gが得られ
た。他に六チタン酸カリウムが混在していた。
実施例 6 実施例5と同様に、水酸化ストロンチウムの代
わりに水酸化カルシウム1.0gを用いて、同じ条
件下で反応させた結果、出発物質であるチタン酸
カリウム水和物繊維の繊維形状をそのまま保持し
たチタン酸カルシウムを主成分とする繊維状物質
が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例1により生成されたチタ
ン酸バリウム繊維の粉末X線回折図(CuのKα
線)。第2図は本発明実施例1により生成された
チタン酸バリウム繊維の顕微鏡写真。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 MO・TiO2(ただし、Mは二価の金属イオ
    ン)で表わされる組成を有する繊維長と繊維径の
    比が少なくとも10であるチタン酸金属塩。 2 Mはバリウム、ストロンチウム、カルシウ
    ム、マグネシウム、コバルト、鉛、亜鉛、ペリリ
    ウムおよびカドミウムからなる群より選ばれた少
    なくとも一種以上の金属イオンであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の繊維状チタ
    ン酸金属塩。 3 Mがバリウムイオンであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の繊維状チタン酸金
    属塩。 4 繊維長と繊維径の比が少なくとも10であるチ
    タンカリウム(K2O・xTiO2・yH2O:ただしx
    は2ないし13、yは0ないし6で、x、yは必ず
    しも整数である必要はない)繊維または繊維長と
    繊維径の比が少なくとも10である二酸化チタン系
    (TiO2・zH2O:ただしzは0ないし5を示し必
    ずしも整数である必要はない)繊維を二価の金属
    イオンを含む溶液と密閉容器中あるいは水熱条件
    下において反応させることを特徴とする繊維状チ
    タン酸金属塩の製造方法。 5 繊維長と繊維径の比が少なくとも10であるチ
    タン酸カリウム(K2O・xTiO2・yH2O:ただし
    xは2ないし13、yは0ないし6で、x、yは必
    ずしも整数である必要はない)繊維または繊維長
    と繊維径の比が少なくとも10であるに酸化チタン
    系(TiO2・zH2O:ただしzは5以下で必ずしも
    整数である必要はない)繊維を二価の金属イオン
    を含む溶液と常圧下において室温より沸点までの
    温度において反応させた後、400℃以上溶融温度
    以下の温度で熱処理することを特徴とする繊維状
    チタン酸金属塩の製造方法。 6 熱処理温度が500℃ないし1100℃であること
    を特徴とする特許請求の範囲5項記載の製造方
    法。
JP2156379A 1979-02-26 1979-02-26 Fibrous titanic acid metal salt and manufacture thereof Granted JPS55113623A (en)

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US06/124,065 US4282200A (en) 1979-02-26 1980-02-25 Processes for the preparation of fiberous titanic acid metal salts

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