JPH0525812B2 - - Google Patents
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- JPH0525812B2 JPH0525812B2 JP59121100A JP12110084A JPH0525812B2 JP H0525812 B2 JPH0525812 B2 JP H0525812B2 JP 59121100 A JP59121100 A JP 59121100A JP 12110084 A JP12110084 A JP 12110084A JP H0525812 B2 JPH0525812 B2 JP H0525812B2
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- ammonia
- titanium
- titanium oxide
- titanium dioxide
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/076—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with titanium or zirconium or hafnium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は窒化チタンと酸化チタンの複合化合物
の製造法に関するものである。
の製造法に関するものである。
窒化チタンは高融点、高硬度で化学的に安定で
あり、電気伝導性にも優れている。これらの諸特
性を利用して、超硬材料、導電性材料として使用
されており、さらに超伝導材料、窒化ケイ素焼結
体等の導電性付加材料としての用途も開発が進ん
でいる。
あり、電気伝導性にも優れている。これらの諸特
性を利用して、超硬材料、導電性材料として使用
されており、さらに超伝導材料、窒化ケイ素焼結
体等の導電性付加材料としての用途も開発が進ん
でいる。
窒化チタンは多くの場合不定比化合物となつて
おり、窒素の含有率や不純物、粒度特性等により
諸性質が大きく変化する。窒化チタンの固相−気
相反応により製造方法としては 金属チタン粉体を窒素またはアンモニア雰囲
気中にて800℃以上で加熱し窒化する方法。
おり、窒素の含有率や不純物、粒度特性等により
諸性質が大きく変化する。窒化チタンの固相−気
相反応により製造方法としては 金属チタン粉体を窒素またはアンモニア雰囲
気中にて800℃以上で加熱し窒化する方法。
窒素雰囲気中、電気溶鉱炉で二酸化チタンを
強熱する方法。
強熱する方法。
アンモニア気流中で二酸化チタンを1400〜
1500℃で加熱する方法。
1500℃で加熱する方法。
等がある。しかし、これらの製造法では作成した
窒化チタンは高温で処理するため、粒子径が大き
くなつてしまい、得られた生成物の粒子も不均一
である。本発明者は粒子径が小さく均一な粒子か
らなる窒化チタンを得るべく検討を重ねた結果本
発明を得るに至つた。
窒化チタンは高温で処理するため、粒子径が大き
くなつてしまい、得られた生成物の粒子も不均一
である。本発明者は粒子径が小さく均一な粒子か
らなる窒化チタンを得るべく検討を重ねた結果本
発明を得るに至つた。
現在、一般的な黒色導電性顔料としてはカーボ
ンブラツクおよび一酸化チタン（特開昭58−
91037、特開昭58−164653）が知られている。し
かしカーボンブラツクは表面積が大きくまた疏水
性であるため塗料化の際のハンドリングが困難で
あり、さらに工業的に生産されたカーボンブラツ
クには発癌性物質であるベンズピレンが混入する
可能性があるとされている。また一酸化チタン
は、本発明と同様に二酸化チタンを処理すること
により得られるため、樹脂とのなじみが良好であ
り、また無毒であるが、酸素存在下で加熱するこ
とにより高次の酸化物に変化しさらに、化学的に
も不安定であるという欠点を持つ。また、別の黒
色顔料としては四三酸化鉄、低次酸化チタン
TiOn（１＜ｎ＜２）がある。しかし四三酸化鉄は
強磁性であるため分散安定性を維持しにくい欠点
がある。低次酸化チタンは二酸化チタン粉末と金
属チタン粉末との混合物を真空中で加熱する方法
か、二酸化チタン粉末を水素ガスにより高温で加
熱する方法等で得られるため、粒子径が小さく均
一性の高い生成物を得ることが困難である。
ンブラツクおよび一酸化チタン（特開昭58−
91037、特開昭58−164653）が知られている。し
かしカーボンブラツクは表面積が大きくまた疏水
性であるため塗料化の際のハンドリングが困難で
あり、さらに工業的に生産されたカーボンブラツ
クには発癌性物質であるベンズピレンが混入する
可能性があるとされている。また一酸化チタン
は、本発明と同様に二酸化チタンを処理すること
により得られるため、樹脂とのなじみが良好であ
り、また無毒であるが、酸素存在下で加熱するこ
とにより高次の酸化物に変化しさらに、化学的に
も不安定であるという欠点を持つ。また、別の黒
色顔料としては四三酸化鉄、低次酸化チタン
TiOn（１＜ｎ＜２）がある。しかし四三酸化鉄は
強磁性であるため分散安定性を維持しにくい欠点
がある。低次酸化チタンは二酸化チタン粉末と金
属チタン粉末との混合物を真空中で加熱する方法
か、二酸化チタン粉末を水素ガスにより高温で加
熱する方法等で得られるため、粒子径が小さく均
一性の高い生成物を得ることが困難である。
本発明は窒化チタンと酸化チタンの複合体で前
述の材料の欠点を解消した、例えば黒色顔料、導
電材料として有用な粉体を得るものである。本発
明の方法は二酸化チタンあるいは含水酸化チタン
粉体をアンモニアガス、水素ガス混合気体中で
800〜1000℃の温度で加熱し窒化することを特徴
とするものである。すなわち、前述のように二酸
化チタンをアンモニアガス気流中で高温で長時間
処理することにより窒化チタンを得ることができ
るが、この方法で作成した窒化チタンは粒子間の
焼結が生じるため、粒子径の小さいものが得にく
い。鋭意検討の結果、アンモニア、水素混合気体
で加熱還元窒化することにより、均一で粒子径の
小さい良好な黒色系導電性粉末を得ることができ
た。生成物の組成はＸ線回析および窒素分析
（CNコーダー Yanaco製）の結果、窒化チタン
と酸化チタンの複合体の状態であつた。
述の材料の欠点を解消した、例えば黒色顔料、導
電材料として有用な粉体を得るものである。本発
明の方法は二酸化チタンあるいは含水酸化チタン
粉体をアンモニアガス、水素ガス混合気体中で
800〜1000℃の温度で加熱し窒化することを特徴
とするものである。すなわち、前述のように二酸
化チタンをアンモニアガス気流中で高温で長時間
処理することにより窒化チタンを得ることができ
るが、この方法で作成した窒化チタンは粒子間の
焼結が生じるため、粒子径の小さいものが得にく
い。鋭意検討の結果、アンモニア、水素混合気体
で加熱還元窒化することにより、均一で粒子径の
小さい良好な黒色系導電性粉末を得ることができ
た。生成物の組成はＸ線回析および窒素分析
（CNコーダー Yanaco製）の結果、窒化チタン
と酸化チタンの複合体の状態であつた。
本発明に用いられる原料は二酸化チタン粉体・
含水酸化チタン粉体および薄片状雲母に二酸化チ
タンあるいは含水酸化チタンを被覆した雲母チタ
ン等を用いることができる。含水酸化チタンとし
ては、二酸化チタン（ルチル、アナターゼ）の製
造工程における中間体であるメタチタン酸、オル
ソチタン酸等を用いることができる。しかし、こ
の場合は、二酸化チタンを処理する場合より焼結
が生じやすく、低い温度で処理する必要がある。
二酸化チタンとしてはルチル、アナターゼのいず
れでもよく、また焼結を防ぐために表面処理を施
したものを用いることもできる。得られた生成物
の粒子径は原料の粒子径を保持するため0.05μ〜
1μの幅広い範囲で得ることができる。反応温度
は1000℃より高いと焼結により粒子成長が著しく
大きくなり、また不均一になる。また低温では窒
化反応が進行しにくく、また反応時間も著しく長
時間が必要となるため１〜４時間で反応を終了す
るためには800℃以上1000℃以下にする必要があ
る。
含水酸化チタン粉体および薄片状雲母に二酸化チ
タンあるいは含水酸化チタンを被覆した雲母チタ
ン等を用いることができる。含水酸化チタンとし
ては、二酸化チタン（ルチル、アナターゼ）の製
造工程における中間体であるメタチタン酸、オル
ソチタン酸等を用いることができる。しかし、こ
の場合は、二酸化チタンを処理する場合より焼結
が生じやすく、低い温度で処理する必要がある。
二酸化チタンとしてはルチル、アナターゼのいず
れでもよく、また焼結を防ぐために表面処理を施
したものを用いることもできる。得られた生成物
の粒子径は原料の粒子径を保持するため0.05μ〜
1μの幅広い範囲で得ることができる。反応温度
は1000℃より高いと焼結により粒子成長が著しく
大きくなり、また不均一になる。また低温では窒
化反応が進行しにくく、また反応時間も著しく長
時間が必要となるため１〜４時間で反応を終了す
るためには800℃以上1000℃以下にする必要があ
る。
アンモニア・水素混合気体はアンモニアの比率
が少なくとも50％であることが望ましい。アンモ
ニアの比率の増加により生成物の色調を褐色〜黒
褐色〜青黒色と変化させることができる。また二
酸化チタン、含水酸化チタンを水素還元により低
次酸化チタンTiOn（ｎ＜２）とした後、アンモニ
ア・水素混合気体で短時間処理することによつて
も同様の生成物を得ることができる。この方法に
よりアンモニアの必要量を減らすことができる。
また最も良好な黒色顔料はこの方法で得られた。
混合気体の流量は反応を均一に進行させるために
試料の飛散および反応系の温度の低下が生じない
範囲内で大きいことが望まれる。また混合気体を
予熱するこことも必要である。使用する反応炉は
同様の目的から、静置式のものよりは試料の回転
機構を有する炉が望ましい。
が少なくとも50％であることが望ましい。アンモ
ニアの比率の増加により生成物の色調を褐色〜黒
褐色〜青黒色と変化させることができる。また二
酸化チタン、含水酸化チタンを水素還元により低
次酸化チタンTiOn（ｎ＜２）とした後、アンモニ
ア・水素混合気体で短時間処理することによつて
も同様の生成物を得ることができる。この方法に
よりアンモニアの必要量を減らすことができる。
また最も良好な黒色顔料はこの方法で得られた。
混合気体の流量は反応を均一に進行させるために
試料の飛散および反応系の温度の低下が生じない
範囲内で大きいことが望まれる。また混合気体を
予熱するこことも必要である。使用する反応炉は
同様の目的から、静置式のものよりは試料の回転
機構を有する炉が望ましい。
実施例 １
粒子径0.04μの二酸化チタン微粒子（ルチル型、
帝国化工製商標名MT―500B、比表面積40m2／
ｇ）10gをボートに入れ、温度1000℃、アンモニ
ア流量1500ml／min、水素流量500ml／minの石
英反応管の中に挿入し、１時間窒化処理を行つ
た。その後同一の気体雰囲気でボートを室温の部
分に引き出し冷却後、窒素ガスにて反応管内を洗
浄した後生成物を採取した。得られた生成物は黒
褐色を呈し、Ｘ線回析によるTiN／TiO2（ルチ
ル）のピーク強度比は５／11であつた。
帝国化工製商標名MT―500B、比表面積40m2／
ｇ）10gをボートに入れ、温度1000℃、アンモニ
ア流量1500ml／min、水素流量500ml／minの石
英反応管の中に挿入し、１時間窒化処理を行つ
た。その後同一の気体雰囲気でボートを室温の部
分に引き出し冷却後、窒素ガスにて反応管内を洗
浄した後生成物を採取した。得られた生成物は黒
褐色を呈し、Ｘ線回析によるTiN／TiO2（ルチ
ル）のピーク強度比は５／11であつた。
CNコーダーによる窒素分析の結果TiNとして
20％相当の窒素が確認された。また比抵抗は1.5
Ω・cmであり、電顕写真による平均粒子径は
0.05μであつた。
20％相当の窒素が確認された。また比抵抗は1.5
Ω・cmであり、電顕写真による平均粒子径は
0.05μであつた。
実施例 ２
実施例１で使用した二酸化チタン微粒子10gを
反応温度1000℃、アンモニア流量1500ml／min、
水素流量200ml／minで反応時間１時間で処理し
たところ、生成物は黒色を呈し、Ｘ線回析による
TiN／TiO2（ルチル）のピーク強度比は５／４で
あつた。
反応温度1000℃、アンモニア流量1500ml／min、
水素流量200ml／minで反応時間１時間で処理し
たところ、生成物は黒色を呈し、Ｘ線回析による
TiN／TiO2（ルチル）のピーク強度比は５／４で
あつた。
また比抵抗は0.5Ω・cmであつた。
実施例 ３
メタチタン酸（帝国化工、工程中間体）10gを
反応温度800℃、アンモニア流量1000ml／min、
水素流量100ml／minで反応時間３時間で処理し
たところ、得られた生成物は黒青色を呈し、Ｘ線
回析によるTiN／TiO2（アナターゼ）のピーク強
度比は１／４であつた。また比抵抗は４Ω・cmで
あり、平均粒子径は0.05μであつた。
反応温度800℃、アンモニア流量1000ml／min、
水素流量100ml／minで反応時間３時間で処理し
たところ、得られた生成物は黒青色を呈し、Ｘ線
回析によるTiN／TiO2（アナターゼ）のピーク強
度比は１／４であつた。また比抵抗は４Ω・cmで
あり、平均粒子径は0.05μであつた。
比較例 １
実施例３と同様のメタチタン酸10gを反応温度
1000℃、水素流量900ml／minで１時間処理した
ところ、得られた生成物は青黒色を呈し、Ｘ線回
析より低次酸化チタン（Ti6O11主相）であつた。
また電顕写真による平均粒子径は約0.5μであつ
た。
1000℃、水素流量900ml／minで１時間処理した
ところ、得られた生成物は青黒色を呈し、Ｘ線回
析より低次酸化チタン（Ti6O11主相）であつた。
また電顕写真による平均粒子径は約0.5μであつ
た。
実施例 ４
比較例１と同様の条件で１時間処理した後、反
応気体を、水素流量900ml／min、アンモニア流
量900ml／minに変え５分間処理した。得られた
生成物は黒色を呈し、Ｘ線回析よるTiN／TiO2
（ルチル）のピーク強度比は１／６であり、電顕
写真による平均粒子径は約0.5μであつた。また比
抵抗は３Ω・cmであつた。
応気体を、水素流量900ml／min、アンモニア流
量900ml／minに変え５分間処理した。得られた
生成物は黒色を呈し、Ｘ線回析よるTiN／TiO2
（ルチル）のピーク強度比は１／６であり、電顕
写真による平均粒子径は約0.5μであつた。また比
抵抗は３Ω・cmであつた。
実施例 ５
特開昭60−11560号公報実施例１の方法で作成
した焼成前の含水酸化チタン被覆雲母5gを反応
温度1000℃、アンモニア流量1500ml／min、水素
流量200ml／minで反応時間１時間で処理したと
ころ、生成物は黒褐色を呈した。また比抵抗は２
Ω・cmであつた。
した焼成前の含水酸化チタン被覆雲母5gを反応
温度1000℃、アンモニア流量1500ml／min、水素
流量200ml／minで反応時間１時間で処理したと
ころ、生成物は黒褐色を呈した。また比抵抗は２
Ω・cmであつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 二酸化チタンおよび／または含水酸化チタン
をアンモニアおよび水素を含む気流中800〜1000
℃の温度で加熱処理することを特徴とする窒化チ
タン・酸化チタン複合体の製造法。 ２ 二酸化チタンおよび／または含水酸化チタン
が薄片状雲母上に被覆として担持されている第１
項の方法。 ３ アンモニアおよび水素の混合気体を用い、ア
ンモニアの混合比率が少なくとも50％である第１
項または第２項の方法。 ４ 二酸化チタンおよび／または含水酸化チタン
を最初水素によつて還元して低次酸化チタン
TiOn（ｎ＜２）とした後、次にアンモニアを多く
含む気流中で処理する第１項または第２項の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110084A JPS60264313A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 窒化チタン粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110084A JPS60264313A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 窒化チタン粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60264313A JPS60264313A (ja) | 1985-12-27 |
| JPH0525812B2 true JPH0525812B2 (ja) | 1993-04-14 |
Family
ID=14802872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12110084A Granted JPS60264313A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 窒化チタン粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60264313A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064803B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1994-01-19 | ぺんてる株式会社 | 黒色顔料インキ |
| EP0443229A1 (en) * | 1990-02-20 | 1991-08-28 | Ebonex Technologies, Inc. | Electrically conductive composition and use thereof |
| JP4484195B2 (ja) * | 2003-09-16 | 2010-06-16 | テイカ株式会社 | 酸化チタンの製造方法 |
| US7368523B2 (en) | 2004-11-12 | 2008-05-06 | Eastman Chemical Company | Polyester polymer and copolymer compositions containing titanium nitride particles |
| US7300967B2 (en) | 2004-11-12 | 2007-11-27 | Eastman Chemical Company | Polyester polymer and copolymer compositions containing metallic titanium particles |
| US8557950B2 (en) | 2005-06-16 | 2013-10-15 | Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. | High intrinsic viscosity melt phase polyester polymers with acceptable acetaldehyde generation rates |
| JP4931011B2 (ja) * | 2007-10-10 | 2012-05-16 | テイカ株式会社 | 微粒子低次酸化ジルコニウム・窒化ジルコニウム複合体およびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065069A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-13 | Mitsubishi Metal Corp | 黒色顔料 |
| JPS60200827A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-11 | Mitsubishi Metal Corp | 黒色粉末の製法 |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP12110084A patent/JPS60264313A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60264313A (ja) | 1985-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |