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JPH0688834B2 - Method for producing polycrystalline compact of fibrous alkali metal titanate - Google Patents
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JPH0688834B2 - Method for producing polycrystalline compact of fibrous alkali metal titanate - Google Patents

Method for producing polycrystalline compact of fibrous alkali metal titanate

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JPH0688834B2
JPH0688834B2 JP61068221A JP6822186A JPH0688834B2 JP H0688834 B2 JPH0688834 B2 JP H0688834B2 JP 61068221 A JP61068221 A JP 61068221A JP 6822186 A JP6822186 A JP 6822186A JP H0688834 B2 JPH0688834 B2 JP H0688834B2
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fibrous
amorphous
temperature
titanate
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忠 遠藤
次雄 佐藤
博之 永山
紀八郎 西内
正義 鈴江
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Otsuka Chemical Co Ltd
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Otsuka Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は繊維状チタン酸アルカリ金属塩からなる多結晶
体の製造法に関する。繊維状チタン酸アルカリ金属塩
は、高い曲げ強度などの機械的性質に優れるほか、高い
電気的絶縁性、熱的、ないし化学的な安定性、負の熱電
導率−温度係数特性などの特徴を備えた材料である。従
つて、プラスチツク強化材料、減摩材料、バツテリーの
隔膜、断熱用構造材料、過材料、吸着材料、触媒やそ
の担体、顔料などの用途に幅広く用いられる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a polycrystal comprising a fibrous alkali metal titanate salt. Fibrous alkali metal titanate has excellent mechanical properties such as high bending strength, as well as high electrical insulation, thermal or chemical stability, and negative thermal conductivity-temperature coefficient characteristics. It is a prepared material. Therefore, it is widely used for plastic reinforcing materials, antifriction materials, battery diaphragms, heat insulating structural materials, excess materials, adsorbent materials, catalysts and their supports, pigments and the like.

(従来の技術) 非晶質酸化チタン繊維の製造法に関しては、 Kruczynskiら〔Naturs 291巻 399頁(1981)〕による報
告がなされている。その方法は、四塩化チタン水溶液を
水酸化カリウムで中和することから酸化チタンのヒドロ
ゲルを作り、凍結乾燥によつて長い繊維束からなる酸化
チタン非晶体を製造することに関するものである。
(Prior Art) A method for producing amorphous titanium oxide fibers has been reported by Kruczynski et al. [Naturs 291, 399 (1981)]. The method relates to producing a titanium oxide hydrogel by neutralizing an aqueous solution of titanium tetrachloride with potassium hydroxide, and producing a titanium oxide amorphous body composed of long fiber bundles by freeze-drying.

また、結晶質チタン酸アルカリ金属繊維の製造はすでに
いろいろな方法が提案されている。即ち焼成法、溶融
法、水熱法、フラツクス法及び融体法などが知られてい
る。一般的にはいずれの方法においてその原料としては
酸化チタンと塩基性酸素含有アルカリ金属化合物を採用
している例が多い。
Various methods have already been proposed for producing crystalline alkali metal titanate fibers. That is, a firing method, a melting method, a hydrothermal method, a flux method and a melt method are known. Generally, in many cases, titanium oxide and a basic oxygen-containing alkali metal compound are used as the raw materials in any of the methods.

例えば特公昭42−27264号にはチタン源として含水チタ
ニア、鋭錐石TiO2、顔料、電子材料粉あるいは触媒など
を製造するための市販硫酸塩法におけるTiO2生成物、よ
く精製した鋭錐石顔料、粉砕したルチル鉱石および市販
イルメナイトなどが開示されている。又塩基性酸素含有
アルカリ金属化合物としては水酸化アルカリ金属や炭酸
アルカリ金属などが開示されている。上記特公昭42−27
264号は前記チタン源と塩基性酸素含有アルカリ金属化
合物との非液体混合物を200〜1150℃で焼成し、繊維状
チタン酸アルカリ金属を合成するものであり、径が0.
005〜0.1ミクロンで長さが径の少なくとも10倍の粒子寸
法をもつコロイド型に富むものを製造する場合は200〜8
50℃で焼成し、径が0.1〜0.6ミクロンで長さが径の10
〜100倍の粒子寸法をもつ顔料型に富むものを製造する
場合は850〜975℃で焼成し、また径が0.6〜3ミクロ
ンで長さが径の100〜1000倍の粒子寸法をもつ絶縁型に
富むものを製造する場合は975〜1150℃で焼成すれば所
望の繊維状チタン酸アルカリ金属が得られることが記載
されている。又、原料の非液体性混合物にハロゲン化ア
ルカリ金属を加えて焼成する製造法も開示されている。
For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 27264/1987, TiO 2 products in a commercially available sulfate method for producing hydrous titania, anatase TiO 2 , pigments, electronic material powders or catalysts as a titanium source, well refined anatase Pigments, ground rutile ores and commercial ilmenite are disclosed. Also disclosed are alkali metal hydroxides and alkali metal carbonates as basic oxygen-containing alkali metal compounds. 42-27
No. 264 is one for synthesizing fibrous alkali metal titanate by firing a non-liquid mixture of the titanium source and a basic oxygen-containing alkali metal compound at 200 to 1150 ° C. and having a diameter of 0.
200 to 8 to produce a colloid-rich product with a particle size of 005 to 0.1 micron and a length of at least 10 times the diameter
Fired at 50 ° C, diameter 0.1-0.6 microns and length 10
To produce a pigment-rich product with a particle size of ~ 100 times, fire at 850-975 ° C, and an insulation type with a particle size of 0.6-3 microns and a length of 100-1000 times the particle size. It is described that the desired fibrous alkali metal titanate can be obtained by calcination at 975 to 1150 ° C. in the case of producing a high-content material. Also disclosed is a manufacturing method in which an alkali metal halide is added to a non-liquid mixture of raw materials and then the mixture is fired.

ところで、上記のような方法で得られた非晶質ないしは
結晶質繊維のチタン酸アルカリは、一定の形状に成形、
焼成して焼結体となすことは非常に難しいと考えられ
る。つまり、繊維状チタン酸アルカリの多くは、機械的
強度の点で優れているため、例えば成形工程で繊維が折
れたり、折れないまでも繊維同士が絡み合う結果、加圧
下でなければ焼結しない、適当な焼結助剤が必要である
などの点が挙げられ、実質的な製造法に問題点が多いと
考えられている。加えて、多孔体構造の焼結体は、前述
のような広範囲の用途があるにもかかわらず再現性ある
製造方法が確立されていない。
By the way, the amorphous or crystalline fiber alkali titanate obtained by the above method is molded into a certain shape,
It is considered that it is very difficult to fire it to form a sintered body. That is, many of the fibrous alkali titanate is excellent in mechanical strength, for example, the fibers are broken in the molding step, or the fibers are entangled with each other even if they are not broken, and do not sinter unless pressure is applied, It is considered that there are many problems in the substantial manufacturing method, including the point that an appropriate sintering aid is required. In addition, a sintered body having a porous structure has not been established with a reproducible manufacturing method, although it has a wide range of applications as described above.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、アスペクト比が大きく、且つ曲げ強
度、引張強度などの機械的強度も大である繊維状チタン
酸アルカリ金属塩の多結晶体成形体の製造法を提供する
ことにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a polycrystalline compact of a fibrous alkali metal titanate having a large aspect ratio and a large mechanical strength such as bending strength and tensile strength. To provide a manufacturing method.

また本発明の目的は、繊維状チタン酸アルカリ金属塩の
形や大きさなどを、非晶体の結晶化、焼結化条件から制
御し、所定の繊維組織、多孔体構造をもつたものとして
製造することにある。
Further, the object of the present invention is to control the shape and size of the fibrous alkali metal titanate salt from the crystallization and sintering conditions of the amorphous material, and to produce the fibrous alkali metal salt having a predetermined fiber structure and porous structure. To do.

(問題点を解決するための手段) 本発明はTiO2/M2O(Mはアルカリ金属を示す)のモル比
で0.4以上1.5未満であるチタン源化合物及び含酸素アル
カリ金属化合物の混合物を約600〜1100℃の温度で焼成
して非晶体となした後に、これを加圧成形し、更に約90
0〜1350℃で再焼成することを特徴とする繊維状チタン
酸アルカリ金属塩の多結晶体成形体の製造法に係る。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a mixture of a titanium source compound and an oxygen-containing alkali metal compound having a molar ratio of TiO 2 / M 2 O (M represents an alkali metal) of 0.4 or more and less than 1.5. After baking at a temperature of 600 to 1100 ℃ to make it amorphous, it is pressure molded and
The present invention relates to a method for producing a polycrystal compact of a fibrous alkali metal titanate salt, which comprises re-firing at 0 to 1350 ° C.

本発明のチタン源化合物は実質的にTiO2を含有した化合
物であり、具体的には酸化チタン、ルチル鉱石、水酸化
チタンウエツトケーキ、含水チタニアなどを挙げること
ができる。その粒子形状はなるべく微粒子が好ましい。
例えば酸化チタンにおいてはアナターゼ型微粒子が、ル
チン鉱石においては粒子を高速に衝突させて粉砕した。
所謂“ジエツト粉砕品”が好ましい。粒径は200〜425メ
ツシユの範囲が適当である。
The titanium source compound of the present invention is a compound substantially containing TiO 2 , and specific examples thereof include titanium oxide, rutile ore, titanium hydroxide wet cake, and hydrous titania. The particle shape is preferably fine particles as much as possible.
For example, in the case of titanium oxide, the anatase type fine particles were crushed by colliding the particles with high speed in the rutin ore.
So-called "jet crushed products" are preferred. A suitable particle size is in the range of 200 to 425 mesh.

本発明で使用する含酸素アルカリ金属化合物は焼成時に
M2O(Mはアルカリ金属)を生じる化合物であり、例え
ばカリウム、ナトリウム、セシウム、ルビジウムの酸化
物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、修酸塩、硝酸塩など
を例示できる。このような化合物の例としてはK2O、KO
H、 K2CO3、KHCO3、K2O2O4、KNO3、 Na2O、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、 Na2C2O4、NaHO3、Cs2O、CsOH、 Cs2、CO3、CsHCO3、Cs2C2O4、CsNO3、 Rb2O、RbOH、Rb2CO3、RbHCO3、 Rb2C2O4、RbNO3などを挙げることができる。これらのう
ちでもアルカリ金属の硝酸塩が特に好ましい。
The oxygen-containing alkali metal compound used in the present invention is
It is a compound that produces M 2 O (M is an alkali metal), and examples thereof include oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, oxalates, and nitrates of potassium, sodium, cesium, and rubidium. Examples of such compounds include K 2 O, KO
H, K 2 CO 3 , KHCO 3 , K 2 O 2 O 4 , KNO 3 , Na 2 O, NaOH, Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , Na 2 C 2 O 4 , NaHO 3 , Cs 2 O, CsOH, Cs 2, CO 3, CsHCO 3 , Cs 2 C 2 O 4, CsNO 3, Rb 2 O, RbOH, Rb 2 CO 3, RbHCO 3, Rb 2 C 2 O 4, etc. RbNO 3 can be mentioned. Of these, alkali metal nitrates are particularly preferable.

チタン源化合物と含酸素アルカリ金属化合物との混合比
率はTiO2/M2O(Mはアルカリ金属)換算のモル比で0.4
以上1.5未満の範囲が好ましい。モル比が0.4未満ではチ
タン酸アルカリ金属塩が得がたく、1.5以上では余剰ア
ルカリが少なく成形体が得られにくい。
The mixing ratio of the titanium source compound and the oxygen-containing alkali metal compound is 0.4 in terms of the molar ratio in terms of TiO 2 / M 2 O (M is an alkali metal).
A range of not less than 1.5 and less than 1.5 is preferable. If the molar ratio is less than 0.4, it is difficult to obtain an alkali metal titanate, and if it is 1.5 or more, the amount of excess alkali is small and it is difficult to obtain a molded product.

本発明においてチタン源化合物及び含酸素アルカリ金属
化合物はそのまま混合しても良く、或いは水を加えてス
ラリー状とし、噴霧乾燥したものを用いても良い。原料
の混合物の調製法は上記に限定されることはないが、ス
ラリー状原料を噴霧乾燥して得られた原料混合物は、チ
タン源化合物の粒子表面に含酸素アルカリ金属が均一且
つ微細に付着した造粒体となり、この造粒体は反応性が
極めて高いので特に好ましい。
In the present invention, the titanium source compound and the oxygen-containing alkali metal compound may be mixed as they are, or water-added slurry may be used and then spray-dried. Although the method for preparing the mixture of raw materials is not limited to the above, the raw material mixture obtained by spray-drying the slurry-like raw material has oxygen-containing alkali metal uniformly and finely adhered to the particle surface of the titanium source compound. It becomes a granulated body, and since this granulated body has extremely high reactivity, it is particularly preferable.

本発明ではこれらの混合された原料を約600〜1100℃の
温度、好ましくは約850〜1000℃の温度で、通常約2〜2
0時間焼成し、非晶質のチタン酸アルカリ金属塩を得
る。
In the present invention, these mixed raw materials are heated to a temperature of about 600 to 1100 ° C, preferably about 850 to 1000 ° C, usually about 2 to 2
Baking for 0 hours gives an amorphous alkali metal titanate salt.

得られた非晶質チタン酸アルカリは団塊であるので冷水
中に投入し、例えば約30分の間、超音波処理を行うなど
の方法により、個々の粒子を分散させる。この操作によ
つて、過剰量のアルカリの浮出が確認できる。しかし、
分散するに要する時間が短縮できるからと言つて、この
操作を酸を用いて行つてはならない。つまり、たとえ弱
酸性であつても結果的に、非晶質チタン酸アルカリ金属
塩の構造、組成を変化してしまうことは明らかである。
Since the obtained amorphous alkali titanate is a nodule, it is put into cold water, and individual particles are dispersed by, for example, performing ultrasonic treatment for about 30 minutes. By this operation, it is possible to confirm the protrusion of an excessive amount of alkali. But,
This operation should not be carried out with acid, because it will reduce the time required for dispersion. That is, it is clear that even if it is weakly acidic, the structure and composition of the amorphous alkali metal titanate salt will be changed as a result.

更に、蒸留水により洗浄、乾燥させるのが好ましい。こ
の工程で得られた非晶質生成物を成形するために、通常
約10〜200MPaの加圧条件でプレス成形を行う。この操作
の段階で、上記生成物に若干の有機系糊剤、界面活性剤
などを加え、成形後の嵩密度を自在に変化させることも
可能である。このようにプレス成形により得られた本発
明の多結晶体成形体は繊維強化プラスチツク(FRP)、
繊維強化メタル(FRM)等をプリフォーム法により作成
する場合に有用である。即ち予め所定の形状に成形した
本発明の多結晶体成形体に溶融樹脂、溶融金属を流し込
むことにより複合体中の繊維の含有比率を引き上げた
り、高温状態の金属と繊維の接触時間を短時間とするこ
とができるので反応による繊維の変質・劣化等の問題を
抑えることができる。
Furthermore, it is preferable to wash and dry with distilled water. In order to mold the amorphous product obtained in this step, press molding is usually performed under a pressure condition of about 10 to 200 MPa. At the stage of this operation, it is possible to freely change the bulk density after molding by adding a small amount of an organic sizing agent, a surfactant or the like to the above product. Thus, the polycrystalline molded body of the present invention obtained by press molding is a fiber reinforced plastic (FRP),
It is useful when making fiber reinforced metal (FRM) by the preform method. That is, the content of the fibers in the composite is increased by pouring the molten resin and the molten metal into the polycrystalline molded body of the present invention which is molded into a predetermined shape in advance, or the contact time between the metal and the fiber in the high temperature state is shortened. Therefore, it is possible to suppress problems such as deterioration and deterioration of the fiber due to the reaction.

次に上記成形体を約900〜1350℃の広い温度範囲で焼成
することによつて、一般式M2O・nTiO2(Mはアルカリ金
属、nは4,6,8の整数あるいはこれらの混合物である)
で表わされる繊維質多結晶体を前記非晶体から徐々に結
晶化させることによつて得ることができる。
Next, by firing the above-mentioned molded body in a wide temperature range of about 900 to 1350 ° C., M 2 O · nTiO 2 (M is an alkali metal, n is an integer of 4,6,8 or a mixture thereof) Is)
It can be obtained by gradually crystallizing the fibrous polycrystal represented by the above-mentioned amorphous form.

多結晶体内の繊維組織は昇温速度、降温速度、焼成時間
などに影響される。配向性ある結晶組織を得るには、核
形成の段階で注意深い制御が要求される。従つて、核形
成を制御する目的から非晶体を製造する第1焼成段階に
おいて、含酸素鉄化合物を微量添加しておく方法も有効
であることが明らかになつた。含酸素鉄化合物としては
例えば鉄の硝酸塩、硫酸塩、塩化物、酸化物、水酸化物
等を挙げることができる。
The fibrous structure in the polycrystalline body is affected by the temperature rising rate, the temperature falling rate, the firing time, and the like. In order to obtain an oriented crystal structure, careful control is required at the stage of nucleation. Therefore, it was revealed that a method of adding a small amount of an oxygen-containing iron compound in the first firing step for producing an amorphous material for the purpose of controlling nucleation is also effective. Examples of oxygen-containing iron compounds include iron nitrates, sulfates, chlorides, oxides and hydroxides.

非晶質成形体では、表面で形成される温度勾配により表
面からの結晶化が起こり易い。従つて、非晶体全体に微
細結晶を析出するには、10℃/分〜20℃/分の昇温速
度、45分〜10時間、所定の温度に保持するのが好まし
い。更に600℃付近までは2〜10℃/分の降温速度で徐
々に冷却するのが好ましい。特に温度勾配法により、一
方向の結晶化などを図る場合には、熱的な応力歪みを緩
和しつつ適当な時間内の冷却速度が要請される。急冷す
ることにより繊維状結晶には、徐冷法と比較して平均繊
維長/径の比であるアスペクト比で差異が認められる。
In an amorphous compact, crystallization from the surface is likely to occur due to the temperature gradient formed on the surface. Therefore, in order to deposit fine crystals in the entire amorphous material, it is preferable to maintain the temperature at a predetermined temperature for 10 minutes / minute to 20 ° C / minute and for 45 minutes to 10 hours. Further, it is preferable to gradually cool to about 600 ° C. at a temperature decreasing rate of 2 to 10 ° C./min. In particular, in the case of unidirectional crystallization by the temperature gradient method, a cooling rate within an appropriate time is required while relaxing thermal stress strain. By quenching, the fibrous crystals show a difference in aspect ratio, which is the ratio of average fiber length / diameter, as compared with the slow cooling method.

本発明においては第1焼成反応において得られた非晶質
のチタン酸アルカリ金属塩を再焼成して、結晶質のチタ
ン酸アルカリ金属塩からなる繊維状多結晶体を製造する
ことを特徴としている。更に、焼成温度によって、得ら
れるチタン酸アルカリ金属塩の組成は、一般式M2O・nTi
O2(Mはアルカリ金属、nは4,6,8の実数あるいはこれ
らの混合物)で表される焼結体となり、且つ気孔率が45
%程度までの多孔構造を持つた焼結体を製造することも
可能である。
The present invention is characterized in that the amorphous alkali metal titanate salt obtained in the first firing reaction is re-fired to produce a fibrous polycrystal comprising a crystalline alkali metal titanate salt. . Further, depending on the firing temperature, the composition of the obtained alkali metal titanate has the general formula M 2 O · nTi
It becomes a sintered body represented by O 2 (M is an alkali metal, n is a real number of 4,6,8 or a mixture thereof) and has a porosity of 45.
It is also possible to manufacture a sintered body having a porous structure up to about%.

(実施例) 以下、実施例により詳しく説明する。(Example) Hereinafter, it demonstrates in detail by an Example.

実施例1 市販の試薬酸化チタン(アナターゼ型)と硝酸カリウム
をTiO2/K2Oのモル比で1.3になるように計量し、十分な
時間機械的に粉砕混合を行う。次いで、この原料粉末を
アルミナ製ルツボに充填し、加熱炉の中に配置した。昇
温速度を10℃/分とし、1000℃で6時間保持した。その
後、炉内徐冷する。得られた団塊を粗砕し水中に一夜浸
漬させた後、別乾燥し、非晶質チタン酸カリウムを得
た。このようにして得たものを径60mmの金型にて75MPa
の圧力下で成形した。次に、再びアルミナツボに入れマ
ツフル炉内で、昇温速度を10℃/分とし、1050℃で10時
間保持した。10℃/分の降温速度で約600℃まで徐冷
し、繊維状6チタン酸カリウム多結晶体を得た。
Example 1 A commercially available reagent titanium oxide (anatase type) and potassium nitrate were weighed so that the molar ratio of TiO 2 / K 2 O was 1.3, and mechanically ground and mixed for a sufficient time. Next, this raw material powder was filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace. The temperature rising rate was 10 ° C./min, and the temperature was maintained at 1000 ° C. for 6 hours. After that, the furnace is gradually cooled. The obtained nodule was crushed, immersed in water overnight, and then dried separately to obtain amorphous potassium titanate. The thus obtained product is 75 MPa with a mold having a diameter of 60 mm.
Was molded under the pressure of. Next, it was put into the alumina pot again and the temperature rising rate was set to 10 ° C./minute in the pine furnace, and the temperature was maintained at 1050 ° C. for 10 hours. The mixture was gradually cooled to about 600 ° C. at a temperature decreasing rate of 10 ° C./min to obtain a fibrous potassium hexatitanate polycrystal.

この多結晶体の相対密度は95%で、平均径が1〜3μ
m、長さが2〜8mmで、最大600近いアスペクト比をもつ
結晶質繊維であることが密度測定、実体顕微鏡及び走査
型電子顕微鏡観察から判つた。
This polycrystal has a relative density of 95% and an average diameter of 1 to 3 μ.
It was found from the density measurement, the stereoscopic microscope and the scanning electron microscope observation that the crystalline fiber had an m, a length of 2 to 8 mm and an aspect ratio of up to 600.

実施例2 水酸化チタンと硝酸カリウムをTiO2/K2Oのモル比で1.0
になるように計量し、機械的混合を十分に行う。これを
実施例1と同様、アルミナ製ルツボに充填し加熱炉の中
に配置した。昇温速度を15℃/分とし、950℃で10時間
保持した。その後、直ちに加熱電源を切り、急冷操作を
行い反応を完結した。炉より取り出されたルツボには、
繊維状非晶質団塊が析出していた。団塊を温水に約2時
間浸漬し、超音波による分散を約30分行つた。非晶体を
乳鉢中で十分粉砕した後に200MPaの圧力条件で約60mm、
厚さ30mmの円板にプレス成形する。次いで、当該成形体
を900℃のマツフル炉中にて7時間反応させた。降温速
度を5℃/分として約600℃まで徐冷操作を施した後、
炉より取り出し空冷する。
Example 2 Titanium hydroxide and potassium nitrate were added in a molar ratio of TiO 2 / K 2 O of 1.0.
And mix thoroughly mechanically. This was filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace as in Example 1. The temperature rising rate was set to 15 ° C / min, and the temperature was maintained at 950 ° C for 10 hours. Immediately thereafter, the heating power source was turned off, and a rapid cooling operation was performed to complete the reaction. In the crucible taken out of the furnace,
Fibrous amorphous nodule was deposited. The nodule was immersed in warm water for about 2 hours, and ultrasonically dispersed for about 30 minutes. Approximately 60 mm under a pressure condition of 200 MPa after sufficiently crushing the amorphous material in a mortar.
Press-molded into a disc with a thickness of 30 mm. Next, the molded body was reacted in a pine oven at 900 ° C for 7 hours. After performing a slow cooling operation to about 600 ° C with a temperature decrease rate of 5 ° C / min,
Remove from furnace and air cool.

X線回折及び化学分析の結果からは、この繊維質多結晶
体は相対密度が92%の4チタン酸カリウムであり、且つ
一方向の繊維状結晶成長であることが破断面から観察で
きた。
From the results of X-ray diffraction and chemical analysis, it was possible to observe from the fracture surface that this fibrous polycrystal was potassium tetratitanate with a relative density of 92% and unidirectional fibrous crystal growth.

実施例3 酸化チタン、硝酸ナトリウム及び硝酸第2鉄を各々TiO2
/Na2Oのモル比で1.4及びFe2O3/TiO2のモル比で0.5にな
るように秤量し、機械的に十分混合する。これを実施例
1と同様、アルミナ製ルツボに充填し加熱炉の中に配置
した。昇温速度を7℃/分とし、1000℃で6時間保持し
た。その後、直ちに加熱電源を切り、急冷操作を行い反
応を停止した。炉より取り出されたルツボには、非晶質
の8チタン酸ナトリウムが塊になつて内壁に付着してい
た。団塊の中の非晶質生成物を粗砕し水中に浸漬した
後、加温浴中に2時間静置し、別乾燥を行つた。
Example 3 Titanium oxide, sodium nitrate and ferric nitrate were each added to TiO 2
Weigh so that the molar ratio of / Na 2 O is 1.4 and the molar ratio of Fe 2 O 3 / TiO 2 is 0.5, and mix sufficiently mechanically. This was filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace as in Example 1. The temperature rising rate was 7 ° C./minute, and the temperature was maintained at 1000 ° C. for 6 hours. Immediately thereafter, the heating power source was turned off and a rapid cooling operation was performed to stop the reaction. Amorphous sodium octatitanate was agglomerated and adhered to the inner wall of the crucible taken out of the furnace. After the amorphous product in the nodule was crushed and immersed in water, it was allowed to stand in a heating bath for 2 hours for another drying.

次いでこれを150MPaの圧力で成形し、径60mm、厚さ30mm
の円板に成形し1000℃で約6時間焼成する。反応が焼結
した後は、約5℃/分の冷却速度で650℃まで徐冷し、
炉内より取り出した。得られた繊維状多結晶体は8チタ
ン酸ナトリウム繊維から構成される焼結体で、86%の相
対密度を示した。
This is then molded at a pressure of 150MPa, diameter 60mm, thickness 30mm
It is molded into a circular plate and baked at 1000 ° C for about 6 hours. After the reaction is sintered, slowly cool to 650 ° C at a cooling rate of about 5 ° C / min,
It was taken out of the furnace. The obtained fibrous polycrystalline body was a sintered body composed of octasodium titanate fibers and had a relative density of 86%.

実施例4 水酸化チタンスラリー(化学分析値TiO229.9%、T2SO
44.17%)を高速撹拌機を備えた容器中に入れ、水酸化
チタンスラリー中に含まれるH2SO4分の中和用水酸化ナ
トリウムを加えた後、硝酸ナトリウムをTiO2/Na2Oのモ
ル比が1.0になるように調整して十分に混合溶解した。
次いで、当該スラリーをスプレードライヤー〔大川原加
工機(株)、OC−16型〕方式にて乾燥させ、流動性の良
い顆粒状の乾燥原料を得た。この原料をアルミナ製ルツ
ボに入れ、実施例3と同じ条件で非晶体の形成、非晶体
からの結晶化処理を行つた。得られた生成物は、8チタ
ン酸ナトリウム繊維からなる多結晶体であり、平均繊維
長4〜6mmの結晶から構成されていた。相対密度は87%
であつた。
Example 4 Titanium hydroxide slurry (chemical analysis value TiO 2 29.9%, T 2 SO
4 4.17%) into a container equipped with a high-speed stirrer, and after adding sodium hydroxide for neutralization of H 2 SO 4 contained in the titanium hydroxide slurry, sodium nitrate was added to TiO 2 / Na 2 O. The mixture was adjusted so that the molar ratio was 1.0, and mixed and dissolved sufficiently.
Then, the slurry was dried by a spray dryer [Okawara Koki Co., Ltd., OC-16 type] to obtain a granular dry raw material having good fluidity. This raw material was placed in an alumina crucible, and under the same conditions as in Example 3, formation of an amorphous substance and crystallization treatment from the amorphous substance were performed. The product obtained was a polycrystalline body composed of sodium octatitanate fibers and was composed of crystals having an average fiber length of 4 to 6 mm. 87% relative density
It was.

実施例5 酸化チタン(アナターゼ型)、硝酸カリウム及び硝酸第
2鉄を各々TiO2/K2Oのモル比で1.2及びFe2O3/TiO2のモ
ル比で0.1になるように秤量し、十分な時間機械的な粉
砕混合を行う。次いで、この原料粉末をアルミナ製ルツ
ボに充填し、加熱炉の中に配置する。昇温速度を7℃/
分とし、900℃で5時間保持した。その後、急冷するた
めに加熱電源を切つた。炉より取り出されたルツボの中
には淡色の非晶体が観察された。次いでポリビニルアル
コールを約25重量%加えて、100MPaの条件でプレス成形
した。これを1000℃で15時間焼成する。反応終了後、5
℃/分の降温速度で徐冷し、6チタン酸カリウムと8チ
タン酸カリウムの混合物からなる繊維質多孔体を得た。
この多結晶体は4〜7mmの結晶質繊維から構成される気
孔率が約33%の多孔体構造であることが明らかになつ
た。
Example 5 Titanium oxide (anatase type), potassium nitrate and ferric nitrate were weighed so that the molar ratio of TiO 2 / K 2 O was 1.2 and the molar ratio of Fe 2 O 3 / TiO 2 was 0.1, and they were sufficiently Mechanical grinding and mixing is performed for a long time. Next, this raw material powder is filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace. Temperature rising rate is 7 ° C /
Minutes, and kept at 900 ° C. for 5 hours. After that, the heating power source was turned off for rapid cooling. A light-colored amorphous substance was observed in the crucible taken out of the furnace. Then, about 25% by weight of polyvinyl alcohol was added, and press molding was performed under the condition of 100 MPa. This is baked at 1000 ° C. for 15 hours. After completion of reaction, 5
The mixture was gradually cooled at a temperature decreasing rate of ° C / min to obtain a fibrous porous body composed of a mixture of potassium hexatitanate and potassium octatitanate.
It was revealed that this polycrystal had a porous structure composed of crystalline fibers of 4 to 7 mm and having a porosity of about 33%.

なお、同様な多孔体構造を得るため、ポリビニルアルコ
ールの代わりにカルボキシメチルセルロース、アルギン
酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリ
ル酸エステルなどの合成高分子を用いても同じ効果が得
られた。
In order to obtain a similar porous structure, the same effect was obtained even when synthetic polymers such as carboxymethyl cellulose, sodium alginate, sodium polyacrylate, and polyacrylate were used in place of polyvinyl alcohol.

実施例6 酸化チタンと硝酸カリウムをTiO2/K2Oのモル比で0.4に
なるように計量し、機械的混合を十分に行う。これを実
施例1と同様、アルミナ製ルツボに充填し加熱炉の中に
配置した。以下実施例1と同様にして平均径が2〜3μ
m、長さが5〜10mmで、繊維状4チタン酸カリウムから
なる気孔率75%の多結晶体を得た。
Example 6 Titanium oxide and potassium nitrate were weighed so that the molar ratio of TiO 2 / K 2 O was 0.4 and mechanically mixed sufficiently. This was filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace as in Example 1. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the average diameter is 2 to 3 μ.
A polycrystal having m, a length of 5 to 10 mm, and a porosity of 75% made of fibrous potassium tetratitanate was obtained.

実施例7 酸化チタンと硝酸カリウムをTiO2/K2Oのモル比で0.8に
なるように計量し、機械的混合を十分に行う。これを実
施例1と同様、アルミナ製ルツボに充填し加熱炉の中に
配置した。以下実施例1と同様にして平均径が1〜3μ
m、長さが2〜9mmで、繊維状4チタン酸カリウム及び
6チタン酸カリウムからなる気孔率85%の多結晶体を得
た。
Example 7 Titanium oxide and potassium nitrate were weighed so that the molar ratio of TiO 2 / K 2 O was 0.8 and mechanically mixed sufficiently. This was filled in an alumina crucible and placed in a heating furnace as in Example 1. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the average diameter is 1 to 3 μm.
A polycrystal having m, a length of 2 to 9 mm and fibrous potassium tetratitanate and potassium hexatitanate having a porosity of 85% was obtained.

(発明の効果) 本発明の方法によれば生成した多結晶体成形体は、繊維
長の長い結晶質チタン酸アルカリ繊維から構成され、0
〜45%の気孔率をもつた多孔体構造を有する。
(Effect of the Invention) The polycrystalline compact formed by the method of the present invention is composed of crystalline alkali titanate fibers having a long fiber length, and
It has a porous structure with a porosity of ~ 45%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴江 正義 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大 塚化学株式会社徳島工場内 (56)参考文献 特開 昭61−21915(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Suzue 463 Kagasuno, Kawauchi-cho, Tokushima City, Tokushima Prefecture, Tokushima Plant, Otsuka Chemical Co., Ltd. (56) Reference JP 61-21915 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】TiO2/M2O(Mはアルカル金属を示す)のモ
ル比で0.4以上〜1.5未満であるチタン源化合物及び含酸
素アルカリ金属化合物の混合物を約600〜1100℃の温度
で焼成して非晶体となした後に、これを加圧成形し、更
に約900〜1350℃で再焼成することを特徴とする繊維状
チタン酸アルカリ金属塩の多結晶体成形体の製造法。
1. A mixture of a titanium source compound and an oxygen-containing alkali metal compound having a molar ratio of TiO 2 / M 2 O (M represents an alcal metal) of 0.4 or more and less than 1.5 at a temperature of about 600 to 1100 ° C. A method for producing a polycrystalline compact of a fibrous alkali metal titanate, which comprises firing to form an amorphous substance, press-molding the amorphous substance, and re-calcining at about 900 to 1350 ° C.
【請求項2】含酸素アルカリ金属化合物がアルカリ金属
の硝酸塩である特許請求の範囲第1項記載の製造法。
2. The method according to claim 1, wherein the oxygen-containing alkali metal compound is an alkali metal nitrate.
【請求項3】繊維状チタン酸アルカリ金属塩が一般式M2
O・nTiO2(Mはアルカリ金属、nは4,6,8の整数あるい
はこれらの混合物である)で示される化合物である特許
請求の範囲第1項記載の製造法。
3. A fibrous alkali metal titanate is represented by the general formula M 2
The method according to claim 1, which is a compound represented by O · nTiO 2 (M is an alkali metal, n is an integer of 4,6,8 or a mixture thereof).
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