JPS6328976A

JPS6328976A - 酸水酸化鉄または酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊維およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6328976A
Application number: JP16596786A
Authority: JP
Inventors: 紀夫清水; 清水　規之; 原田　章治; 宮本　真佐美; 宣光高橋
Original assignee: Nikkan Industries Co Ltd
Current assignee: Nikkan Industries Co Ltd
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-02-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、繊維表面に酸水酸化鉄または酸化鉄が被覆さ
れたチタン酸アルカリ繊維およびその製造方法に関する
。

本発明による生成物は、繊維形状をもった磁性材料、繊
維強化複合材料の繊維材料、着色剤などに利用するに適
する。

〔従来の技術〕

チタン酸アルカリ繊維はアスペクト比が大きい人工鉱物
であり、耐薬品性に優れ、分散性もよく、さらに比較的
安価に製造することができる。

一方、針状酸化鉄を気相法で工業的に合成しようとする
と、コストが高く装置が複雑になるなどの問題が多い。

このため現在行われている方法は、針状の酸水酸化鉄を
合成し、それから熱処理し針状の酸化鉄を合成する方法
である。しかし、この酸水酸化鉄の合成も反応条件に大
きく左右され、反応条件の違いにより酸水酸化鉄の形状
や結晶構造などが異なり、工業的に利用しにくい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アスペクト比の大きいチタン酸アルカリ繊維表面に酸化
鉄を被覆できれば、単に磁性材料が得られるばかりでな
く、形状異方性を利用した磁性材料としての利用も考え
られる。

また、チタン酸アルカリ繊維に酸水酸化鉄や酸化鉄を被
覆できれば、チタン酸アルカリ繊維がもつ、プラスチッ
クスや金属との分散性に優れているという特徴と、酸水
酸化鉄や酸化鉄がもっている耐薬品性に優れているとい
う両方の特徴を兼ね備えた繊維ができる。これは繊維強
化複合材料の繊維成分、電波吸収体、着色剤などとして
利用することができる。

本発明は工業的に利用できる程度に安価で、かつ安定に
チタン酸アルカリ繊維表面に酸水酸化鉄または酸化鉄を
被覆することを目的とする。

さらに、酸水酸化鉄または酸化鉄を被覆したチタン酸ア
ルカリ繊維を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の第一の発明は、繊維表面に酸水酸化鉄または酸
化鉄が被覆されたチタン酸アルカリ繊維である。これは
磁性を示す。

本発明の第二の発明は、２価鉄イオンを主な溶質成分と
する溶液に、チタン酸アルカリ繊維を混合し、繊維表面
に酸水酸化鉄を被覆することを特徴とする製造方法であ
る。溶液に空気を送り込み気泡を発生させて強制的に攪
拌混合することがよい。

本発明の第三の発明は、２価の鉄イオン溶液にチタン酸
アルカリ繊維を混合し、チタン酸アルカリ繊維表面に酸
水酸化鉄を被覆したのち、これを熱処理することにより
磁性をもった酸化鉄が被覆されたチタン酸アルカリ繊維
の製造方法である。

すなわち、本発明の発明者は、２価の鉄イオンを主な溶
質成分とする溶液にチタン酸アルカリ繊維を混合するこ
とにより、繊維表面に酸水酸化鉄を被覆できることを発
見した。また、この表面に酸水酸化鉄が被覆されたチタ
ン酸アルカリ繊維を加熱処理することにより、チタン酸
アルカリ繊維表面に磁性をもつ酸化鉄が被覆された状態
となることも発見した。ここでチタン酸アルカリ繊維と
は、化学式がｎＲ，Ｃ１ｍＴｉ　０２−ＡＨ，０であって、その繊維の短径；長径の比（アスペクト比）
が１：５以上のものをいう。Ｒは少なくとも一種類以上
のアルカリ金属イオン、ｎおよびβは０または正の数で
あり、ｍは正の数（いずれも整数でな（でもよい）であ
る。

本発明は原則的にｎ、ｍおよびβのいずれの値のチタン
酸アルカリ繊維についても広〈実施できる。実用上は、
上記のｎ、ｍおよびｌの値について素材を厳密に分離す
ることは難しい。

さらに繊維形状以外のチタン酸アルカリ　（結晶または
粉末）の単体についても同様に、本発明により酸水酸化
鉄または酸化鉄を被覆することが可能である。

また、上記の２価鉄イオン溶液のｐＨ調整用としてアル
カリイオンを添加する場合もある。さらに被覆物質であ
る酸化鉄の性能を制御するため溶液中にＮｉやＧｏなど
の遷移金属あるいはＺｎ　ＳＢａなどの２価金属イオン
を添加することができる。

〔作　用〕

本発明によれば、チタン酸アルカリ繊維の表面に簡単に
かつ工業的に利用できる方法で酸水酸化鉄または酸化鉄
を被覆することができる。これは、チタン酸アルカリ繊
維が酸性溶液に混合されると、溶液中にアルカリ金属イ
オンを放出するため、繊維表面の活性が高くなり、この
ため、繊維表面の活性化処理を原則的に必要とせずに、
チタン酸アルカリ繊維表面に酸水酸化鉄を被覆すること
ができるためと考えられる。

２価の鉄イオン濃度は０．０１ｍｏｌ／　（ｌないし１
０ｍｏ　ｌ／Ｉｔが適当であるが、上限は２価鉄イオン
の可溶限度まで可能である。

本発明の第三の発明において、焼成条件は温度１００〜
１０００℃で５〜１２０分保持することがよい。焼成雰
囲気は通常大気雰囲気で行うが、必要に応じ不活性気体
または還元気体（例えばＮ２ガス、Ｈ２ガスなど）や、
水蒸気を加えることができる。また、Ｏｔガスを加える
こともできる。焼成炉の昇温速度は必要に応じ変えると
こができる。圧力は１気圧が適当であるが生成物の種類
により、加圧または減圧して焼成を行うことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を例示し、本発明をさらに詳しく説
明する。以下の各実施例はその一例を示したものであり
、本発明の範囲はそれによって限定されるものではない
。

（実施例１）チタン酸アルカリ繊維として平均繊維長が約８０−〇四
チタン酸カリウム繊維（Ｋｔ　０・４ＴｉＯ□）を用い
た。１０１００Ｏの水に塩化第一鉄（Ｆｅ　ｃｌ、）を
１ｍｏｌ溶解させて溶液を作った。この溶液に、上記の
四チタン酸カリウム繊維１００ｇを入れ、静かに攪拌す
る。その後２日間放置した。放置後サンプルを採取し、
粉末Ｘ線回折法で生成物を同定したところ、結晶性のよ
くない酸水酸化鉄が被覆されていることが確認された。

（実施例２）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約１１０−のＸ、
相（２Ｋｚ　Ｏ’１１Ｔｉ　Ｏｔ　’　３Ｈ，Ｏ）を用
いた。１０１００Ｏの水に塩化第一鉄を１ｍｏｌ溶解さ
せて溶液を作った。この溶液に上記Ｘｌ相のチタン酸ア
ルカリ繊維１００　ｇを入れ、さらに溶液に空気を送り
込みながら気泡を発生させて強制的に攪拌した。攪拌の
途中で少量のサンプルを採取し、粉末Ｘ線回折法で生成
物を調べたところ、γ−Ｆｅ００Ｈが被覆されているこ
とが確認された。

この生成物を洗浄濾過したのち、約１０５℃で空気雰囲
気で乾燥させた。そののち、６００℃で１５分間焼成す
ることによりチタン酸カリウム繊維表面にγ−Ｆｅ、０
１が被覆されていることがわかった。

この物は磁石に引き寄せられた。

（実施例３）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約５０μｍの六チ
タン酸ナトリウム（Ｎ　ａ　ｔ　０・６Ｔｉ　Ｏｔ）を
用いた。１０１００Ｏの水に塩化第一鉄を１ｍｏ！溶解
させて溶液を作った。この溶液に六チタン酸ナトリウム
１００　ｇを入れ、さらに溶液に空気を送り込みながら
気泡を発生させ、強制的に攪拌混合した。

攪拌の途中、サンプルを採取し、粉末Ｘ線回折法で生成
物を同定したところγ−ＦｅＯＯＨが被覆されているこ
とを確認した。

この生成物を洗浄濾過したのち、約１０５℃で空気雰囲
気中で乾燥させたのちに、空気雰囲気中で６００℃で１
５分間焼成した。これにより六チタン酸ナトリウム繊維
表面にγ−Ｆｅｚ○３が被覆された。

この生成物は磁石に引き寄せられた。

（実施例４）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約１１０μｍのＸ
＋相（２Ｋｚｏ・１１Ｔｉ　Ｏ□・３ＨｚＯ）を用いた
。１０１００Ｏの水に硫酸第一鉄（Ｆｅ、ＳＯ４，−７
ＨｚＯ）を１ｍ０１溶解させて溶液を作った。上記Ｘ１
相のチタン酸カリウム繊維１００ｇを入れ、溶液に空気
を送り込みながら強制的に撹拌した。

攪拌の途中、少量のサンプルを採取し、粉末Ｘ線回折法
で生成物を同定したところ、γ−ＦｅＯＯＨが被覆され
ていることを確認した。

この生成物を洗浄濾過したのち、約１０５℃で空気雰囲
気中で乾燥させた。そののちに、空気雰囲気中で６００
℃で１５分間焼成した。これにより、チタン酸カリウム
繊維表面に７−　Ｆｅ、Ｏ，が被覆された。この生成物
は磁石に引き寄せられた。

（実施例５）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約８０Ｑの六チタ
ン酸カリウム繊維（Ｋ、０・６ＴｉＣｈ）を用いた。　
１０１００Ｏの水に塩化第一鉄（Ｆｅ　Ｃ１ｌ、）を１
ｍｏｌ溶解させて溶液を作った。六チタン酸カリウム繊
維１００ｇを混合し、さらに溶液のｐＨを調整するため
、アルカリ成分として少量のアンモニアを加えた。空気
を送り込み、強制的に攪拌混合した。この生成物を濾過
洗浄後、空気中で１０５’Ｃで乾燥し、空気雰囲気中で
９００’Ｃで１５分間焼成した。得られた生成物はＸ線
回折法による検査の結果、ｒ−ＦｅｚＯｘおよびＦｅ３
Ｏ４であった。この生成物は磁石に引き寄せられた。

（実施例６）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約５０ｔｒｍのＸ
Ｉ相（２Ｔｉ　Ｏｘ　　・Ｈ２Ｃ）を用いた。　１００
０１１１の水に硫酸第一鉄（ＦｅｚＳＯ４’　７　Ｈｚ
　Ｏ）を１■Ｏ１溶解させて溶液を作った。上記Ｘ＋相
のチタン酸アルカリ繊維１００ｇ混合し、さらに溶液の
ｐ）Ｉを調整するため、アルカリ成分として少量のアン
モニアを添加した空気を送り込み強制的に攪拌した。こ
の生成物を濾過洗浄後、空気中で約１０５℃で乾燥し、
空気雰囲気中９００℃で１５分間焼成した。

生成物はＸ線回折法による検査の結果、Ｔ−ＦｅｚＯ１
およびＦｅ５０．であった。この生成物は磁石に引き寄
せられた。

（実施例７）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約８０趨のＸ、相
（２に２０・１１Ｔｉ　Ｏ□　・３Ｈ，Ｏ）を用いた。

１０１００Ｏの水に塩化第一鉄（ＦｅＣ１ｚ）をＩｍｏ
ｌ、塩化コバルト（Ｃｏ　Ｃ１２’　６Ｈｘ　Ｏ）を０
．５ｍｏｌ溶解させて溶液を作った。上記Ｘ１相のチタ
ン酸アルカリ繊維１００ｇを混合し、空気を送り込みな
がら強制的に攪拌した。この生成物を濾過洗浄した後に
、空気巾約１０５℃で乾燥し、空気雰囲気中１０００℃
で１５分間焼成した。生成物はＸ線回折法により同定し
た結果ｙ−Ｆｅ、Ｏ，、Ｆｅ１０４および酸化コバルト
が観測された。この生成物は磁石に引き寄せられた。

〈実施例８）チタン酸アルカリ繊維として繊維長が約５０！ｎＭの四
チタン酸カリウム繊維（Ｋ２Ｏ・４　Ｔｔ　Ｏｚ　）を
用いた。１０１００Ｏの水に塩化第一鉄（Ｆｅ　Ｃβ２
）をＩｍｏｌ、塩化第二鉄（Ｆｅ　Ｃ１３）を０．３ｍ
ｏｌ溶解させて溶液を作った。上記四チタン酸カリウム
繊維１００　ｇを混合し、空気を送り込みながら強制的
に攪拌混合した。この生成物を濾過洗浄のち、空気中で
１０５℃で乾燥し、空気中１０００°Ｃで１５分間焼成
した。その生成物はＸｖＡ回折法による同定の結果、γ
−Ｆｅ、Ｏ，およびＦｅａｒ、であった。この生成物は
磁石に引き寄せられた。

〔発明の効果〕以上説明したように、本発明により得られた酸化鉄被覆
チタン酸アルカリ繊維は、アスペクト比が大きく、安価
でしかも磁性をもっている。このため、複合化すること
により、電波吸収体、磁性材料などとして使用すること
ができる。

さらに酸水酸化鉄および酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊
維の色は黄色から黒色までの広範囲の色を程し、耐薬品
性などに優れていることにより、着色剤や繊維強化複合
材料の製造に適している。

したがって本発明の酸水酸化鉄または酸化鉄が被覆され
たチタン酸アルカリ繊維は、多くの工業的分野で利用で
きる。

本発明によれば、前処理により繊維表面の活性化を図る
ことなく、簡単な工程でチタン酸アルカリ繊維表面に酸
水酸化鉄または酸化鉄を被覆することができるため、酸
水酸化鉄または酸化鉄が被覆されたチタン酸アルカリ繊
維が安価に工業的に製造できる効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に、酸水酸化鉄または酸化鉄が被覆されたチ
タン酸アルカリ繊維。
（２）チタン酸アルカリ繊維は、カリウムイオン、また
はカリウムイオンを多く含み、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂおよび
Ｃｓのうちのアルカリ金属イオンを少なくとも一つ以上
含む特許請求の範囲第（１）項に記載のチタン酸アルカ
リ繊維。
（３）２価の鉄イオンを主成分とする溶液にチタン酸ア
ルカリ繊維を混合し、攪拌し、そのチタン酸アルカリ繊
維表面に酸水酸化鉄を被覆させる酸水酸化鉄被覆チタン
酸アルカリ繊維の製造方法。
（４）攪拌する方法は、溶液に空気泡を送り込む方法を
含む特許請求の範囲第（３）項に記載の酸水酸化鉄被覆
チタン酸アルカリ繊維の製造方法。
（５）溶液は、２価の鉄イオンの濃度が０．０１ｍｏｌ
／ｌないし１５ｍｏｌ／ｌの範囲にある特許請求の範囲
第（３）項に記載の酸水酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊
維の製造方法。
（６）溶液は２価の鉄イオンを多く含み、他の２価金属
イオンが添加された溶液である特許請求の範囲第（３）
項に記載の酸水酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊維の製造
方法。
（７）２価の鉄イオンを主な溶質成分とする溶液にチタ
ン酸アルカリ繊維を混合し、チタン酸アルカリ繊維表面
に酸水酸化鉄を被覆したのち、これを熱処理し、繊維表
面の被覆を酸化鉄とする酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊
維の製造方法。
（８）熱処理は１００℃ないし１０００℃で５分ないし
１２０分間焼成する方法を含む特許請求の範囲第（７）
項に記載の酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊維の製造方法
。
（９）熱処理の雰囲気は大気である特許請求の範囲第（
７）項または第（８）項に記載の酸化鉄被覆チタン酸ア
ルカリ繊維の製造方法。
（１０）熱処理の雰囲気は水素気体である特許請求の範
囲第（７）項または第（８）項に記載の酸化鉄被覆チタ
ン酸アルカリ繊維の製造方法。
（１１）熱処理の雰囲気は窒素気体である特許請求の範
囲第（７）項または第（８）項に記載の酸化鉄被覆チタ
ン酸アルカリ繊維の製造方法。
（１２）熱処理の雰囲気は水蒸気を含ませた窒素および
水素の混合気体である特許請求の範囲第（７）項または
第（８）項に記載の酸化鉄被覆チタン酸アルカリ繊維の
製造方法。