JPS63252927A - 六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末の製造法 - Google Patents

六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末の製造法

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JPS63252927A
JPS63252927A JP8668887A JP8668887A JPS63252927A JP S63252927 A JPS63252927 A JP S63252927A JP 8668887 A JP8668887 A JP 8668887A JP 8668887 A JP8668887 A JP 8668887A JP S63252927 A JPS63252927 A JP S63252927A
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茂生 森
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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】 本発明は、断熱塗料、断熱シート及びセラミックス用等
の原料として有用な六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末
の製造法に関するものである。
従来、六チタン酸ナトリウムの製造方法については水熱
法及びフラックス法等が報告されているが、これらは総
べて繊維状のチタン酸ナトリウムの製造方法に関するも
のである。例えば水熱法〔滝貞男、田中桂子;工業化学
雑誌、第66巻、第4号、1963)では、酸化チタン
をIN−水酸化ナトリウム水溶液中に分散した後、銀ラ
イニングを施したオートクレーブに仕込み、325〜3
50℃で5〜24時間処理することにより、200〜1
,000μm程度の長さの六チタン酸ナトリウム繊維が
生成するとされており、又フラックス法(特開昭46−
4370号参照)では、酸化チタンと炭酸ナトリウムと
をモル比で6=1で混合後、更にフラックスとして硫酸
ナトリウムを添加して、980℃で2時間加熱溶融する
ことにより、lO〜100μm程度の長さの六チタン酸
ナトリウム繊維が生成するとされている。しかしながら
これら繊維状のチタン酸ナトリウム粒子は、断熱塗料、
断熱シートあるいはセラミックス等の原料としては下記
のような理由で好ましくない。
■ 断熱塗料用途・・・繊維状でかつ嵩高い為に塗料中
での分散が難しい。又吸油量が大きいので、塗料中での
チタン酸ナトリウムの濃度を高くすることができず、断
熱性の良好な塗膜が得られない。
■ 断熱シート・・嵩高い為に樹脂中への練り込みが困
難となり、生産性が悪い。
■ セラミックス用途・・・粒子が大きく、かつ嵩高い
為に緻密な焼結体を得ることができない。
以上述べたように、従来報告されているチタン酸す) 
IJウム繊維は断熱塗料、断熱シート及びセラミックス
等の原料としては好ましいものではない0 そこで本発明は上記用途向として、分散性が良く、かつ
狭い粒度分布を有するチタノ酸ナトリウム微細粒子つ末
の経済的製造法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 本発明者らは、分散性が良好で、かつ狭い粒度分布を有
する六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末の経済的製造法
を開発せんものと鋭意研究の結果、一般式Na20e 
nTi0z (ただしn=2〜4)で示される割合で配
合されたチタン原料化合物とナトリウム原料化合物との
混合スラリーを噴霧乾燥して、チタン原料化合物の粒子
表面にナトリウム原料化合物を均一に付着させた後、焼
成することにより、狭い粒度分布を有する五チタン酸四
ナトリウム、三チタン酸ナトリウム、及び六チタン酸ナ
トリウム等からなるチタン酸ナトリウム混合相の微細粒
子粉末が得られること、次いでこれを酸水溶液で処理し
てチタン酸ナトリウム微細粒子粉末中のN a 20成
分の一部を抽出した後、加熱脱水処理する方法で、分散
性が良好で、かつ粒度分布の狭い六チタン酸ナトリウム
微細粒子粉末の単−相が得られることを発見し、本発明
を完成したものである。
即ち、本発明の方法は、一般式Na2O・nTfc)2
(ただしn = 2〜4)で示される割合で配合された
チタン原料化合物とナトリウム原料化合物との混合スラ
リーを噴霧乾燥して、チタン原料化合物の粒子表面にナ
トリウム原料化合物を均一に付着させた後、焼成するこ
とにより、狭い粒度分布を有する五チタン酸四ナトリウ
ム、三チタン酸ナトリウム、及び六チタン酸ナトリウム
等からなるチタン酸ナトリウム混合相の微相粒子粉末が
得られること、次いでこれを酸水溶液で処理してチタン
酸ナトリウム微細粒子粉末中のNa2O成分の一部を抽
出した後、加熱脱水処理する方法で、分散性が良好で、
かつ粒度分布の狭い六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末
の単−相が得られることを発見し、本発明を完成したも
のである。
即ち、本発明の方法は、一般式N&20・nTiO2(
n=2〜4)で示される割合で配合されたチタン原料化
合物とナトリウム原料化合物との混合スラリーを噴霧乾
燥した後、700〜1,100℃で焼成して、チタン酸
ナトリウム微細粒子からなる粒状物を生成せしめ、次い
で該粒状生成物を水又は温水中に浸漬してチタン酸ナト
リウム微細粒子を単一の粒子に分離した後、該スラリー
に酸を添加してpHを7.5〜8.5に調整することに
より、チタン酸ナトリウム微細粒子組成がNn20・6
Ti02・nH2Oの組成となるように組成変換処理し
、更に500℃以上に加熱することを特徴とする。
本発明で使用されるチタン原料化合物としては二酸化チ
タン、含水酸化チタン、ルチル鉱石などを挙げることが
でき、その粒子形状はなるべく微粒子が好ましい。又本
発明で使用されるナトリウム原料化合物としては焼成時
にNa2Oを生じる化合物、例えばNa20SNaOH
,NazCOa、NaHCO3、NazC204及びN
aNO3などを挙げることができる。
チタン原料化合物とす) IJウム原料化合物との配合
割合は、一般式Na2O・nTiO2で表わした場合の
n値が2〜4の範囲、好ましくは2.5〜3.5である
。nが4よりも大きい場合、焼成により得られるチタン
酸ナトリウム混合相中の六チタン酸ナトリウムの含有率
が多くなり、その為に水又は温水中に浸漬してもチタン
酸ナトリウム微細粒子を単一粒子に分離することができ
なくなる。
即ち粒状生成物を水又は温水に浸漬して、単一のチタン
酸ナトリウム微細粒子に分離する操作は、層状構造を有
する五チタン酸四ナトリウム及び三チタン酸ナトリウム
に対し有効な手段ではあるが、トンネル構造を有する六
チタン酸ナトリウムに対しては有効な手段とはならない
からである。一方nが2よりも小さい場合には、狭い粒
度分布を有するチタン酸ナトリウム微細粒子を得ること
ができないためである。
焼成温度は700〜1,100℃、好ましくは800〜
1,000℃である。即ち、焼成温度が1、100℃よ
り高い場合、得られるチタン酸ナトリウムの粒子径が大
きくなるのみならず、粒子間子の焼結が進み水又は温水
中に浸漬しても粒状生成物を単一粒子に分離することが
できない。又焼成温度が700℃よりも低い場合は反応
速度が遅く、実用的でない。尚焼成時間は0.5〜10
時間、好ましくは1〜4時間である。焼成により合成さ
れる相は一般式Na2O、nTiO2のnの値により異
なる。即ち2 (n (3の場合には五チタン酸四ナト
リウムと三チタン酸ナトリウムとの混合相、n=3の場
合には三チタン酸ナトリウムの単独相、3 (’n (
4の場合には三チタン酸ナトリウムと六チタン酸ナトリ
ウムの混合相として得られる。
粒状生成物を単一のチタン酸ナトリウム微細粒子に分離
する操作は焼成物を適量の水又は温水中に投入して、0
.5〜10時間浸漬後攪拌することによりなされる。単
一粒子に分離後のスラリーのpI(はスラリー濃度によ
り異なるが通常11〜12程度であり、チタン酸ナトリ
ウム微細粒子は五チタン酸四ナトリウムと三チタン酸ナ
トリウムとの混合相、三チタン酸ナトリウムの単独相あ
るいは三チタン酸ナトリウムと六チタン酸ナトリウムの
混合相等の状態にある。従って、その状態でろ過、洗浄
、乾燥、及び焼成の操作を行なっても六チタン酸ナトリ
ウムの単独相は得られない。
そこで、層状構造である五チタン酸四ナトリウム及び三
チタン酸ナトリウム組成をNa2O・6Ti02・nH
2Oに変化させることを目的として単一粒子に分離後、
スラリーに酸を添加してスラリーのpHを7.5〜8.
5に調整する。この時のpHが8.5よりも高い場合に
は五チタン酸四ナトリウム、及び三チタン酸ナトリウム
の組成を完全にNa2O・6TiO2・nH2Oまで変
化させることができない為、最終製品に三チタン酸ナト
リウムが混在する。又pHが7.5よりも低い場合には
ナトリウムイオンの抽出が進みすぎて最終製品に酸化チ
タンが混在する。
スラリーのpHを調整する為に添加する酸の種類として
は、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸等が使用できる。
又組成変換を行なった後の加熱脱水処理は、500℃〜
1,000℃、好ましくは600〜900℃である。即
ち加熱脱水温度が1,000℃を超える場合、粒子間に
焼結がおこり分散性が良好な六チタン酸ナトリウム微細
粒子粉末を得ることができず、又500℃未満の場合加
熱脱水に要する時間が大巾に長くなり、工業的でない。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例1゜ アナターゼ型酸化チタン1,000g及び炭酸ナトリウ
ム474gを秤量し、2.5Lの水を添加後、よく攪拌
した。このスラリーを入口温度270〜280℃、出口
温度80〜85℃の条件で噴霧乾燥した。
次に、この乾燥物をアルミナ製ルツボに入れ、電気炉中
で昇温速度200℃/時、焼成温度850℃、保持時間
4時間の条件で焼成した後、200℃/時の速度で降温
した。
焼成物をステンレス製容器中のIOLの温水に投入して
、3時間浸漬した後、ホモミキサーで1時間攪拌し、4
N−硫酸を滴下してスラリーのpHを7.8に調整した
のち、ろ過、洗浄後、800℃で1時間焼成した。
生成物をX線回折により同定したところ、六チタン酸ナ
トリウムの単−相であった。又走査凰電子顕微鏡により
観察したところ粒子径0.5〜0.7μm1 粒子長2
〜4βmの柱状結晶であった。
実施例2゜ T 1()z 31.4%、SO32,3俤を含む含水
酸化チタンスラリー2,600gを攪拌しながら、炭酸
ナトリウム粉末398gを添加した。このスラリーを実
施例1.と同様な条件で噴霧乾燥した。次に、この乾燥
物をアルミナ製ルツボに入れ、電気炉中で昇温速度20
0℃/時焼成温度i、ooo℃、保持時間2時間の条件
で焼成した後、200℃/時の速度で降温した。
焼成物をステンレス製容器中の8L温水に投入して、5
時間浸漬した後、ホモミキサーで1時間攪拌し、3N−
塩酸を滴下してスラリーのpI(を8.2に調整したの
ちろ過、洗浄後、700℃で2時間焼成した。得られた
生成物をX線回折により同定したところ、六チタン酸ナ
トリウムの単−相であった。又走査型電子顕微鏡により
観察したところ、粒子径1〜1.5μm1粒子長3〜6
μmの柱状結晶であった。
発明の効果 本発明により合成された六チタン酸ナトリウムは微細で
かつ狭い粒度分布を有する為、断熱塗料、断熱シート及
びセラミックス用原料として好適である。
特許出願人  チタン工業株式会社 (外5名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一般式Na_2O・nTiO_2(n=2〜4)で示さ
    れる割合で配合されたチタン原料化合物とナトリウム原
    料化合物との混合スラリーを噴霧乾燥した後、700〜
    1,100℃で焼成して、チタン酸ナトリウム微細粒子
    からなる粒状物を生成せしめ、次いで該粒状生成物を水
    又は温水中に浸漬してチタン酸ナトリウム微細粒子を単
    一粒子に分離した後、該スラリーに酸を添加してpHを
    7.5〜8.5に調整することにより、チタン酸ナトリ
    ウム微細粒子の組成がNa_2O・6TiO_2、nH
    _2Oの組成となるように組成変換処理し、更に、50
    0℃以上に加熱することを特徴とする、六チタン酸ナト
    リウム微細粒子粉末の製造法。
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