JP2002293544A - 微粒タングステン酸化物とその製造方法 - Google Patents
微粒タングステン酸化物とその製造方法Info
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Abstract
トロクロミック素子用,及びはTiO2等との共存下で
の光触媒機能発現用等の用途などに実質的に供し得る、
微粒タングステン酸化物及びその製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 水分を含むペースト状のタングステン酸
化物であって、強い酸性下或いは塩基性下に無い状態に
おいて、超微粒で、粗大粒子の見られず、且つ高い粘性
を有し、固形分含有量が33cc/l00gよりも高い
ペースト状である。
Description
酸化物及びその製造方法に関し、詳しくは,セラミック
コンデンサー構成材料用、エレクトロクロミック素子
用,及びはTiO2等との共存下での光触媒機能発現用
等に用いられる微粒タングステン酸化物及びその製造方
法に関する。
外核原子の離脱に要するネルギーが小さくしかもその必
要エネルギーが少なくて済む事などから、セラミックコ
ンデンサー構成材料用、エレクトロクロミック素子用又
はTiO2等との共存下での光触媒機能発現用などに多
くの研究が進められている。
状形態にしてその取り扱いを容易にすることもある。ま
た、超微粒状態での機能性材料との混合・練り込み・分
散など、場合によっては反応させる事も多くある為、タ
ングステン酸化物が水と反応して酸性を示すなどの性質
のあることは良く知られており、強い酸性或いは塩基性
ではない状態での超微粒状態のペーストが望まれてい
る。
酸性を示すなどの性質のあることは良く知られており、
いろいろな工程操作に対応可能な、高い固形分濃度のペ
ースト状酸化物或いは弱酸の必要性が求められている。
合物は、その原料精製工程の途中にあるタングステン酸
化物或いはタングステン酸からのものを利用している。
H2WO4(第1工程)及びこれをアンモニアに溶解後
更に酸分解して、H2WO4→(NH4)2WO4、次
いで酸分解して(NH4)2WO4→H2WO4(第2
工程)とすることで製造されている。
CaWO4の残存により、極めて堅い粒子が残るためこ
のまま焼成しても、また上記第2工程では前記工程の順
にタングステンの精製が行われるのが通常な為、この第
2の工程では同様にCaWO 4の残存粒子が有り、更に
反応が完全で無い場合も多くこれら工程精製物の利用で
は困難である。
成、即ち、高温での分解含む完全なWO3結晶にする工
程において、除去すべきガスの逃げ道が出来難く、微粒
子に成り難い欠点を有している。この点(NH4)2W
O4を煮詰めてパラタングステン酸アンモニウム(以
下、APTと呼ぶ)結晶にし、それを空気中で熱分解し
て、WO3(第4工程)を得る方法は、APT結晶がF
sss法(空気透過法粉末粒度測定器:ブレーン測定
器)による粒度表示で40〜50μmか、70〜80μ
mが通常であり製造上安定に作製可能である。
後ガス抜け性が前記結晶より劣っている為、好ましくな
い。
ンモニア、水分を含むためBET測定は不能である)
を、700〜750℃程度、30分間で焼成するのに、
ボート状に結晶を盛り付けるのが通常で、この場合被表
面積測定による粒度測定値は概ねBET(実際には装置
名称MONOSORB、1〜3g程度300℃で30分
熱処理後測定)値で3〜5m2/gであり、タングステ
ン酸化物の比重を7.3とすれば、粒径0.2〜0.3
μmの粒子が得られる。
一性は充分とは言えず、この値はBETで2〜10程度
のバラツキがあるのが通常である。
得られ難く、実用上有効な解決が求められている。
グステン成分が母材より大幅に少量でかつ均一に分散で
きているには、粘性を有しているペースト状の性状が好
ましい。つまり、固形分濃度より高いものなら、どんな
組成にも対応可能で有利である。
実質的に供し得る、微粒タングステン酸化物及びその製
造方法を提供することにある。
含むペースト状のタングステン酸化物であって、強い酸
性下或いは塩基性下に無い状態において、超微粒で、粗
大粒子の見られず、且つ高い粘性を有し、固形分含有量
が33cc/l00gより高いペースト状である事を特
徴とする微粒タングステン酸化物が得られる。
テン酸化物において、前記タングステン酸化物はパラタ
ングステン酸アンモニウム(以下、APTと呼ぶ)結晶
を緩やかにアンモニア、水分を除去してX線回折による
トリクリニック構造の確認出来る結晶からなることを特
徴とする微粒タングステン酸化物が得られる。
タングステン酸化物を入れ、水を乳棒が過負荷によって
作動しなくならない程度に順次霧状に僅かのみ噴霧させ
ながら、粉砕・練り込みだけを、当該タングステン酸化
物が乳棒を被処理物から剥がした際、糸状の粘着性を描
くように10時間以上行い、固形分濃度が33cc/l
00gより高い微粒タングステン酸化物のペース卜を得
ることを特徴とする微粒タングステン酸化物の製造方法
が得られる。
みは、20時間以上が望ましい。
テン酸化物の製造方法において、前記タングステン酸化
物は、APT結晶を緩やかにアンモニア、水分を除去し
てX線回折によるトリクリニック構造の確認出来る結晶
から作製されている事を特徴とする微粒タングステン酸
化物の製造方法が得られる。
て説明する。
グステン酸化物の製造方法について説明する。
を含んでいるため、回転式焼成炉によればガス抜けは極
めてスムーズで均一に成し得ると仮定し、実際に先述に
対し、示した条件で焼成した処、BETはほぼ3〜5m
2/gで安定していた。(微細な酸化物を得るのが眼目
であり、寧ろ粗い粒子と言える)。
クの結晶性を有していた。次いでこの結晶を乳鉢で粉砕
・練りこみをする際、加える水分は過剰にならぬように
噴霧状にして、乳棒の動作負荷が過度にならないように
し、更に結晶の焼成により得られるタングステン酸化物
の粒度が安定したものが良い事が判明した。
5m2/g品を試料B、10m2/g品を試料Cとす
る。
りこみを20時間行った場合と、40時間行った場合に
ついて比較する。出来たペーストは125℃で24時間
徐々に真空乾燥した後、BET測定をした。
/gであり、試料Cは22m2/gの結果となった。
μm、0.010μm、0.038μmであった。試料
Cには顕微鏡観察によれば、粗大粒子が時々見出せた。
ここで、試料Cがより微細にならないのは、焼成時不安
定な状態で得られたタングステン酸化物であるとガス抜
け不均一や急な部分焼成による粉砕し難い微粒酸化物が
多く存在している為であると考えられる。事実、再現実
験によっても、概ね同じような結果が得られた。
定せず、酸化物の粒子が均一に処理されてない事と一致
すると考えられる。そして、10時間以上粉砕・練り込
み概ねBETが安定した。
は、練りこみは10時間以上、望ましくは20時間以上
が良いことが得られた。
ム等を乳棒に接して回転毎に掻き落とせばほぼ粗大粒は
見出せず、数kg程度の処理(薄膜で用いるのが通常
で、数kgは工業的材料の量として充分な場合が多いと
言える)には寧ろ最適で、実用上有効である。またこの
時、水分は乳棒の駆動に対し過負荷にならない程度に噴
霧状に添加するのが良く、初めから設定量の水を添加し
ても酸化物が均一に分散、粉砕されない為たちまちモー
タ過負荷スイッチが作動し運転停止するか、乳鉢に乳棒
が強く押し付けられるだけで(こうすると乳鉢からのA
l2O3汚染考えられる)意味が無い。繰り返しの実験
により、凡そ33〜50cc/100gは可能である事
が得られた。
は凡そ30〜40cc/100gであった。
分は、10時間品が33cc/100gで、20時間品
が41cc/100gであった。
した通りパラタングステンン酸アンモニウム結晶の工程
を経ていることは同様であるが、この後更に弱酸(1〜
2NのHC1)のより先の結晶を乳化し、そのスラリー
を酸分解し焼成すると得られたタングステン酸化物は、
粒径を制御したパラタングステン酸アンモニウムから直
接タングステン酸化物にするよりも遥かに微細な酸化物
となる。実際に前記同様の検査によれば、BET87m
2/gであった。
大量のアンモニウムとHClが直接反応し固体NH4C
lが発生しその処理も考慮しなければならず、実用上高
価な上回収率の低下もあり有効な方法とは言えない。
の多いものや、別の酸化物結晶系の混ざった物は、出来
た微粒酸化物のBETは粗い結果であった。
性状が得られていない事が理由と思われる。
ン酸化物の製造の具体例について説明する。
ンレス製チューブ(直径250mm×5.000mm
L、内側に掻き揚げ用等のフイン、ビレット等敷設無
し)を大気中で3〜6回/分、チューブ角度4〜6度で
回転させ、APT結晶を6〜8kg/Hr.で処理し
た。
いて調べた。APTを焼成して得られるタングステン酸
化物をXRD検査すると、JCPDSの20−132
3、三斜晶系が得られた。焼成条件によっては、偽斜方
晶系に似てくる。
態によるタングステン酸化物は、実際サブμm若しくは
サブμm以下であり、超微粒と言え、粗大粒子も見出せ
ない。酸化物表面が極めて僅かに水分と反応しペースト
自体は弱酸性を呈するがそれは小さくその後の処理及び
その内容を左右しない。
おいて水分が最小になっており且つ、粘性も有している
ことから粉末特有の飛散及びそれによる収支を危惧する
必要も無く都合が良い。従来のタングステン酸化物では
得られなかった程の微細な酸化物である上、そのペース
トも取り扱いが容易で、セラミックコンデンサー構成材
料用、エレクトロクロミック素子用,及びはTiO2等
との共存下での光触媒機能発現用に有効と言える。
サにPb(Co1/2W1/2)O 3なるペロブスカイ
ト系結晶の利用が進んでいる。これら複合材料の生成に
おいても、本発明による微粒酸化物は混合・混練性も良
く、強い酸性も塩基性も有しない事から、工業的利用に
対して実に都合が良い。この場合、練りこみ工程がある
為極めて有効と言える。
いため、(元来タングステン等と特別な化学反応起こさ
ない物質を除けば)混合・分散・混練において相手とな
る物質との危惧される反応性(時として爆発など)や接
触する装置・容器との反応性も殆ど不安無く良い。
タングステン酸化物のペーストの酸化物表面が極めて僅
かに水分と反応しペースト自体は弱酸性を呈するがそれ
は小さくその後の処理及びその内容を左右せず、加え
て、他の物質との混合・分散・混錬において水分が最小
になっており且つ、粘性も有していることから粉末特有
の飛散及びそれによる収支を危惧する必要も無く、都合
が良い微粒タングステン酸化物とその製造方法が得られ
る。
る上、そのペーストも取り扱いが容易である微粒タング
ステン酸化物とその製造方法が得られる。
デンサにPb(Co1/2W1/2)O3なるペロブス
カイト系結晶等の複合材料の生成においても、微粒酸化
物は混合・混練性も良く、強い酸性も塩基性も有しない
事から、工業的利用に対して実に都合が良く、また、こ
の複合材料の場合、練りこみ工程がある為極めて有効で
ある微粒タングステン酸化物とその製造方法とを提供す
ることができる。
は、強い酸性或いは塩基性を有しないため、混合・分散
・混練において、相手となる物質との危惧される反応性
や接触する装置・容器との反応性も殆ど不安無い微粒タ
ングステン酸化物とその製造方法とを提供することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】 水分を含むペースト状のタングステン酸
化物であって、強い酸性下或いは塩基性下に無い状態に
おいて、超微粒で、粗大粒子の見られず、且つ高い粘性
を有し、固形分含有量が33cc/l00gより高いペ
ースト状である事を特徴とする微粒タングステン酸化
物。 - 【請求項2】 請求項1記載の微粒タングステン酸化物
において、前記タングステン酸化物はパラタングステン
酸アンモニウム結晶を緩やかにアンモニア、水分を除去
してX線回折によるトリクリニック構造の確認出来る結
晶からなることを特徴とする微粒タングステン酸化物。 - 【請求項3】 アルミナ製乳鉢にタングステン酸化物を
入れ、水を乳棒が過負荷によって作動しなくならない程
度に順次霧状に僅かのみ噴霧させながら、粉砕・練り込
みだけを、当該タングステン酸化物が乳棒を被処理物か
ら剥がした際、糸状の粘着性を描くように10時間以上
行い、固形分濃度が33cc/l00gより高い微粒タ
ングステン酸化物のペース卜を得ることを特徴とする微
粒タングステン酸化物の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の微粒タングステン酸化物
の製造方法において、前記タングステン酸化物はパラタ
ングステン酸アンモニウム(以下APT)結晶を緩やか
にアンモニア、水分を除去してX線回折によるトリクリ
ニック構造の確認出来る結晶から作製されている事を特
徴とする微粒タングステン酸化物の製造方法。
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