JPH08169716A - 顆粒状二酸化チタン及びその製造方法 - Google Patents

顆粒状二酸化チタン及びその製造方法

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JPH08169716A
JPH08169716A JP33347894A JP33347894A JPH08169716A JP H08169716 A JPH08169716 A JP H08169716A JP 33347894 A JP33347894 A JP 33347894A JP 33347894 A JP33347894 A JP 33347894A JP H08169716 A JPH08169716 A JP H08169716A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属化合物及びセラミックスのTi原料と
して有用な付着性の少ない、優れた流動性を有する顆粒
状二酸化チタン及びその製造方法に関する。 【構成】 本発明は、平均粒径が25〜100μmであ
り、かつ、比表面積が1〜50m2/gである顆粒状二
酸化チタンを提供する。本発明にかかる顆粒状二酸化チ
タンは、TiO2濃度が30〜140g/リットル、硫
酸濃度が800〜1150g/リットル、H2SO4/T
iO2重量比を8〜30に調整した硫酸チタニル溶液、
もしくは所定濃度に調整した硫酸チタニル溶液中に水和
硫酸チタニル結晶か、顆粒状二酸化チタンを母体として
添加し加熱晶析することにより得た晶析物を、700〜
1200℃の温度で焼成することにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属化合物およびセラ
ミックスのTi原料として有用な付着性の少ない、優れ
た流動性を有する顆粒状二酸化チタン及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】市販されている二酸化チタン粉末の大半
は、平均粒径が0.2〜0.5μm程度であり、一次粒
子径は大きくても1μm程度である。このような二酸化
チタン粉末は、顔料として優れた基本性能を有す反面、
粒子サイズが小さい故に付着力が強く、流動性が低いこ
とから作業上、取り扱い難いことがしばしばあった。工
業的には、二酸化チタン粉末の添加工程が自動制御され
ている場合が多く、流動性を重要な特性として挙げる分
野も少なくない。このような流動性が要求される用途に
対しては従来、サブミクロンオーダーの二酸化チタン粉
末を機械的に造粒させる方法や、二酸化チタン粉末をさ
らに高エネルギーをかけ燒結させて粗大化する方法が試
みられているが、いずれもコスト高となることや不純物
の混入等の問題点があった。1〜20μmの二酸化チタ
ン凝集粒子の製造方法として、顔料用のアナターゼ型ま
たはルチル型二酸化チタン一次粒子を硫酸チタニル希薄
水溶液中に懸濁し、該二酸化チタン一次粒子の存在下硫
酸チタニルの加水分解を行う方法(特開昭61−174
22)が開示されているが機械的造粒以外の方法で、2
0μmを越える顆粒状二酸化チタンは従来にはなかっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械的顆粒
化工程がないため装置的汚染がなくかつ低コストであ
り、またより優れた流動性のものとするため、顆粒状二
酸化チタンの平均粒径を従来品にはなかった25μm以
上とすることを課題とした。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径とし
て25〜100μmの流動性に優れた顆粒状二酸化チタ
ン粉末を提供しようとするものである。
【0005】本発明の顆粒状二酸化チタンは、ルチル
型、アナターゼ型ともに樹脂等の充填剤やセラミックス
原料として有用である。またアナターゼ型においては、
表面活性が高く、しかも多孔質体であるので、触媒担体
としても使用出来る。
【0006】本発明の顆粒状二酸化チタンは、硫酸チタ
ニル溶液中のTiO2濃度、硫酸濃度及びH2SO4/T
iO2重量比を調整することにより水和硫酸チタニル結
晶を得た後、これを700〜1200℃で焼成すること
によって製造することが出来る。顆粒状二酸化チタンと
しての粒子径は、水和硫酸チタニル結晶の大きさ並びに
焼成温度で決定され、すなわちこれらによって平均粒径
を25〜100μmの幅の間に調整することが出来る。
結晶構造は焼成温度によりアナターゼ型またはルチル型
とすることが出来る。
【0007】このようにして得られる顆粒状二酸化チタ
ンは、非常にサラサラした粉末で、流動性に優れたもの
である。例えば粉末添加の際に、通常の二酸化チタンで
はホッパー部においてブリッジを形成するため流動しな
くなり、バイブレーター等の設置を余儀なくされていた
のに対して、本発明の顆粒状二酸化チタンでは、安息角
が34゜以下であり、ブリッジの形成など全くない作業
性に優れたものである。
【0008】次に、本発明における製造方法の詳細な説
明を行う。
【0009】出発原料である硫酸チタニル溶液は、不純
物量については特定されないが、顆粒状二酸化チタンの
高純度化を図るときは、その要求されるレベルに応じた
純度のものを使用するのが妥当である。しかしながら、
Nb25などの不純物を多く含む硫酸チタニル溶液を用
いる場合においても、一旦、2水和硫酸チタニル結晶を
生成させ、ろ別分離後、これを硫酸中に再溶解した溶液
を出発原料とすれば、高純度化が可能である。また硫酸
チタニル溶液は、市販の硫酸チタニル試薬を硫酸中に溶
解させてもよく、含水酸化チタンを硫酸に溶解したもの
でも良い。
【0010】本発明において重要なことは、これらの硫
酸チタニル溶液中にさらに硫酸を添加して、TiO2
度が30〜140g/リットル、硫酸濃度が800〜1
150g/リットル、ならびにH2SO4/TiO2重量
比が8〜30となる様に調整することである。このいず
れの条件をも満足しないと粒状の水和硫酸チタニル結晶
は得られず、例えば硫酸濃度で言えば、硫酸濃度が80
0g/リットルより低いと針状の硫酸チタニル結晶の生
成が認められ、硫酸濃度が1150g/リットルを越え
ると無水硫酸チタニル結晶となり粒状物は得難い。
【0011】次に所定濃度に調整した硫酸チタニル溶液
を撹拌しながら沸点まで加熱し、沸点到達後3〜20時
間撹拌保持する。晶析は必ずしも沸点で行う必要はない
が、晶析時間及び収率を考慮すると沸点ないし沸点より
20℃低い範囲で行うのが好ましい。晶析終了後は、溶
液を冷却させ、自然沈降により晶析物を沈めた後、上澄
み液を除去する。この上澄み液は高濃度硫酸であり、濃
度調整用硫酸として再利用出来る。晶析物すなわち水和
硫酸チタニル結晶は濾別後アルコール等で洗浄し、10
0〜110℃で乾燥させる。
【0012】水和硫酸チタニル結晶の粒径は、出発原料
である硫酸チタニル中のTiO2濃度もしくはH2SO4
/TiO2重量比に依存する。すなわちTiO2濃度が低
く、H2SO4/TiO2重量比が大きくなると核の発生
数が少なくなるので粒径が大きくなるが、逆にTiO2
濃度が低くすぎると核に吸着していくTiの供給がたた
れるため大きく成長しない。
【0013】より大きな粒径の顆粒状二酸化チタンを得
るには、あらかじめ生成させた水和硫酸チタニル結晶も
しくは顆粒状二酸化チタンを所定濃度に調整した硫酸チ
タニル溶液中に母体として添加する方法がよい。焼成温
度にもよるが、母体を添加しない場合は得られる顆粒状
二酸化チタンの平均粒径が25〜50μmであるのに対
して、母体を添加する方法によれば50〜100μmの
顆粒状二酸化チタンが得られる。また母体添加により得
られた顆粒状二酸化チタンは、顆粒状粒子の形状がより
真球体に近くなり、粒度分布が狭いものとなる。
【0014】このようにして得られた粒状の晶析物を、
700〜1200℃の温度で焼成することにより、アナ
ターゼ型またはルチル型の結晶構造を有したものとな
る。残存するSO3量、焼成方法もしくは焼成時間にも
よるが、概ね800〜900℃がアナターゼ型からルチ
ル型への転移温度である。アナターゼ型顆粒状二酸化チ
タンの比表面積はその形状から推定される値よりかなり
大きく、すなわち多孔質体であるので触媒的な使用も可
能となる。また粒子強度を必要とする場合は、ルチル型
顆粒状二酸化チタンがよい。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。以下の実施例は単に例示のために記すもので
あり、発明の範囲がこれらによって制限されるものでは
ない。 [実施例1] TiO2濃度70g/リットル、硫酸濃
度910g/リットル、H2SO4/TiO2重量比とし
て13に調整した硫酸チタニル溶液2リットルをガラス
製セパラブルフラスコに入れ、新東科学製3−1モータ
ーを用いて撹拌しながら沸点まで加温した。沸点到達後
8時間撹拌保持し、粒状の水和硫酸チタニル結晶を得
た。自然沈降により上澄み液を除去し濾別した後エタノ
ールにて洗浄し、これを100℃で乾燥した。乾燥物を
1000℃の電気炉において3時間の焼成を行い、顆粒
状二酸化チタン粉末(試料1)を得た。 [実施例2] 実施例1において、乾燥物を700℃の
電気炉において3時間焼成すること以外は同様にして行
い、顆粒状二酸化チタン粉末(試料2)を得た。 [実施例3] 実施例1において、硫酸チタニル溶液を
TiO2濃度50g/リットル、硫酸濃度910g/リ
ットル、H2SO4/TiO2重量比として18に調整
し、乾燥物を1000℃の電気炉において6時間の焼成
すること以外は同様にして行い、顆粒状二酸化チタン粉
末(試料3)を得た。 [実施例4] TiO2濃度70g/リットル、硫酸濃度
910g/リットル、H2SO4/TiO2重量比を13に
調整した硫酸チタニル溶液2リットルと実施例1により
得られた粒状の水和硫酸チタニル結晶70gを、ガラス
製セパラブルフラスコに入れた。新東科学製3−1モー
ターを用いて撹拌しながら135℃まで加温し、135
℃で4時間撹拌保持した。溶液を十分冷却した後、自然
沈降により上澄み液を除去した。これを濾別し、エタノ
ールにて洗浄した後、100℃で乾燥した。乾燥物を8
00℃の電気炉において3時間の焼成を行い、顆粒状二
酸化チタン粉末(試料4)を得た。
【0016】以上、実施例1〜4で得られた試料の測定
結果を表1に示す。また実施例で述べる測定値は、下記
の要領で測定した値である。
【0017】(1)平均粒径の測定 試料を0.05%ヘキサメタリン酸ソーダ中に分散させ
た後、セイシン企業(株)製レーザー回折式粒度分析計
PRO−7000Sにて粒度分布を測定した。
【0018】(2)比表面積の測定 (株)島津製作所製の流動式比表面積自動測定装置フロ
ーソーブ2300型により、試料の比表面積を測定し
た。
【0019】(3)安息角 ホソカワミクロン(株)製のパウダーテスターPT−E
を用いて安息角を測定した。
【0020】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた顆粒状二酸化チタンの粒子
構造を表す200倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【図2】実施例4で得られた顆粒状二酸化チタンの粒子
構造を表す200倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【図3】実施例3と実施例4で得られた顆粒状二酸化チ
タンの粒度分布図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 孝 山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタ ン工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径が25〜100μmであり、か
    つ、比表面積が1〜50m2/gである顆粒状二酸化チ
    タン。
  2. 【請求項2】 結晶構造がルチル型もしくはアナターゼ
    型であり、TiO2純度が99%以上であることを特徴
    とする請求項1記載の顆粒状二酸化チタン。
  3. 【請求項3】 TiO2濃度が30〜140g/リット
    ル、硫酸濃度が800〜1150g/リットル、H2
    4/TiO2重量比を8〜30に調整した硫酸チタニル
    溶液を加熱晶析することにより水和硫酸チタニル結晶を
    得、これを700〜1200℃の温度で焼成することを
    特徴とする請求項1記載の顆粒状二酸化チタンの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 TiO2濃度が30〜140g/リット
    ル、硫酸濃度が800〜1150g/リットル、H2
    4/TiO2重量比を8〜30に調整した硫酸チタニル
    溶液中に水和硫酸チタニル結晶もしくは顆粒状二酸化チ
    タンを母体として添加し加熱晶析することにより得た晶
    析物を、700〜1200℃の温度で焼成することを特
    徴とする請求項1記載の顆粒状二酸化チタンの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006312572A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Nippon Chem Ind Co Ltd 粒状酸化チタン、その製造方法および光学ガラス
JP2013028563A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd 化粧料用二酸化チタン顔料及びその製造方法
JP2013542160A (ja) * 2010-09-22 2013-11-21 サハトレーベン・ヒェミー・ゲーエムベーハー 多孔性球形二酸化チタン

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