JPS6379799A - Production of potassium titanate fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶融法によるチタン酸カリウム繊維の製造方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing potassium titanate fibers by a melting method.
六チタン酸カリウム（Ｋ２Ｏ・６ Ｔ ｉ Ｏ２）繊維
や、四チタン酸カリウム（Ｋ ２０・４ＴｉＯ□）繊維
等に代表されるチタン酸カリウム繊維（Ｋ２Ｏ・ｎＴｉ
ｏ２）は、耐熱性、耐摩耗性、補強性等にすぐれた合成
無機繊維である。Potassium titanate fibers (K2O・nTi
o2) is a synthetic inorganic fiber with excellent heat resistance, abrasion resistance, reinforcing properties, etc.
その代表的な製造法として知られる溶融法は、加熱によ
り二酸化チタン（ＴｉＯ２）となるチタン化合物と、加
熱により酸化カリウム（ＫｚＯ）となるカリウム化合物
とを、Ｔ ｉ Ｏｚ ／ Ｋ ｚ Ｏのモル比が約２と
なるように混合した混合物を原料とし、該原料混合物を
加熱溶融する工程、加熱溶融物を冷却用金型に注ぎ込み
一方向に凝固させることにより、初生相繊維として層状
構造を有する結晶質二チタン酸カリウム（Ｋ２Ｏ・２
Ｔ ｉＯ２）繊維の集合体である繊維塊を得る冷却固化
工程、ついで繊維塊を水洗し、Ｔｉ０ｚ／ＫｚＯのモル
比が約５となるまでに°イオンを溶出させる水洗（脱ア
ルカリ）工程、水洗工程を経て回収される水和チタン酸
カリウム繊維を乾燥し、熱処理する工程、所望により更
に酸洗および熱処理を行う工程等からなる。The melting method, which is known as a typical manufacturing method, combines a titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO2) by heating and a potassium compound that becomes potassium oxide (KzO) by heating at a molar ratio of T i Oz / K z O. A process of heating and melting the raw material mixture using a mixture mixed so that the Potassium dititanate (K2O・2
TiO2) A cooling solidification step to obtain a fiber mass which is an aggregate of fibers, followed by a water washing (dealkalization) step in which the fiber mass is washed with water and ions are eluted until the molar ratio of Ti0z/KzO becomes approximately 5, and water washing. It consists of a step of drying and heat-treating the hydrated potassium titanate fibers recovered through the process, and a step of further performing pickling and heat treatment if desired.
従来の溶融法により得られるチタン酸カリウム繊維は一
般に繊維径が約１０〜３０μｍと太き（、かつ繊維形態
（太さ、長さ）が不揃いで均質性に乏しい。これは、加
熱溶融物を冷却用金型内で一方向凝固させる際の冷却速
度が金型に接する部分と、そうでない部分とで異なるた
め初生相繊維の形態が不揃いとなり、その形態のバラツ
キがその後の水洗・熱処理等による組成および構造上の
変換を経由して得られる製品繊維（四チタン酸カリウム
繊維、六チタン酸カリウム繊維など）の形態に強い影響
を残すことによる。Potassium titanate fibers obtained by conventional melting methods generally have a thick fiber diameter of about 10 to 30 μm (and the fiber morphology (thickness, length) is uneven and lacks homogeneity. During unidirectional solidification in a cooling mold, the cooling rate differs between the parts that are in contact with the mold and the parts that are not, resulting in irregular shapes of the primary phase fibers, and variations in the shapes can be caused by subsequent water washing, heat treatment, etc. By leaving a strong influence on the morphology of the product fibers (potassium tetratitanate fiber, potassium hexatitanate fiber, etc.) obtained through compositional and structural transformations.
従って、繊維径が細く、均質性にすぐれたチタン酸カリ
ウム繊維を得るには、加熱溶融物の冷却固化工程におけ
る冷却速度を精密に制御することが必要である。しかし
、加熱溶融物の冷却速度の精密な制御を大量生産・連続
生産において実施することは甚だ困難である。Therefore, in order to obtain potassium titanate fibers with a small fiber diameter and excellent homogeneity, it is necessary to precisely control the cooling rate in the cooling and solidification process of the heated melt. However, it is extremely difficult to precisely control the cooling rate of heated molten material in mass production and continuous production.
チタン酸カリウム繊維の用途によっては、前記のように
繊維径の大きいものであっても支障はないが、例えばプ
ラスチックの充填補強材としてすぐれた性能はあまり期
待できない。Depending on the use of potassium titanate fibers, there may be no problem even if the fibers have a large diameter as described above, but excellent performance as a filling reinforcing material for plastics, for example, cannot be expected.
本発明は、チタン酸カリウム繊維の用途の拡大多様化を
図るべく、繊維径が細く、均質性にすぐれたチタン酸カ
リウム繊維の改良された製造方法を提供しようとするも
のである。The present invention aims to provide an improved method for producing potassium titanate fibers having a small fiber diameter and excellent homogeneity, in order to expand and diversify the uses of potassium titanate fibers.
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明のチ
タン酸カリウム繊維の製造方法は、加熱により二酸化チ
タン（ＴｉＯ２）となるチタン化合物に網目形成イオン
（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）を、Ｎ。[Means and effects for solving the problems] The method for producing potassium titanate fibers of the present invention involves adding network-forming ions (N, W, F,) to a titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO2) by heating. .
Ｗ、Ｆ、／ （Ｎ、Ｗ、Ｆ、＋’ｌ’ ｉ ０ｘ）のモ
ル比が０．０５〜０．３となるように配合した混合物と
、加熱により酸化カリウム（Ｋ ｔ Ｏ）となるカリウ
ム化合物とを、（Ｔｉ Ｏｌ ＋Ｎ、Ｗ、Ｆ、）／Ｋｚ
Ｏ：２．５〜５（モル比）に混合して加熱溶融したのち
、溶融物を急冷ガラス化し、ついでその非晶質固化物を
熱処理することにより、四チタン酸カリウム繊維、また
は四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウムの混合繊維
を成長させることを特徴としている。A mixture in which the molar ratio of W, F, / (N, W, F, +'l' i 0x) is 0.05 to 0.3 and potassium oxide (K t O) is formed by heating. Potassium compound, (TiOl +N, W, F,)/Kz
After mixing with O: 2.5 to 5 (molar ratio) and heating and melting, the melt is rapidly cooled and vitrified, and then the amorphous solidified product is heat-treated to produce potassium tetratitanate fibers or tetratitanate fibers. It is characterized by growing mixed fibers of potassium and potassium hexatitanate.
本発明方法は、従来法のように加熱溶融物から直ちに繊
維を生成させる製造法と異なり、−旦急冷して繊維形態
を有しない非晶質固化物としているので、従来のような
初生相繊維形態の不揃いという問題はなく、非晶質固化
物を所定の熱処理に付すことによって、繊維径が細く均
質な繊維を得ることができる。The method of the present invention differs from the conventional method in which fibers are immediately produced from a heated melt, and is first rapidly cooled to form an amorphous solidified product that does not have a fiber form. There is no problem of irregular shapes, and by subjecting the amorphous solidified material to a predetermined heat treatment, it is possible to obtain homogeneous fibers with a small fiber diameter.
また、本発明方法は、原料配合において、（Ｔ ｉ Ｏ
□＋Ｎ、Ｗ、 Ｆ、）／Ｋｚｏ （モル比）を２．５
〜５に調整することとしたので、従来方法におけるよう
な水洗（脱アルカ１月工程を必要とせず、非晶質固化物
を熱処理することにより直ちに四チタン酸カリウム繊維
、または四チタン酸カリウムと大チタン酸カリウムの混
合繊維が得られ、必要に応じこれに所定の脱カリウム処
理と熱処理とを施すことにより、六チタン酸カリウム単
相繊維を得ることができる。Furthermore, in the method of the present invention, (T i O
□+N, W, F, )/Kzo (molar ratio) is 2.5
Since it was decided to adjust the temperature to 5 to 5, there was no need for water washing (dealing process) as in the conventional method, and by heat-treating the amorphous solidified material, potassium tetratitanate fibers or potassium tetratitanate fibers were immediately formed. A mixed fiber of large potassium titanate is obtained, and by subjecting it to a predetermined depotassium treatment and heat treatment as required, a potassium hexatitanate single-phase fiber can be obtained.
その繊維は、おおむね直径０．５〜２μｍ、長さ１０〜
３０μｍである。The fibers are approximately 0.5 to 2 μm in diameter and 10 to 2 μm in length.
It is 30 μm.
以下、本発明方法について工程順に詳しく説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be explained in detail in the order of steps.
原料調製において、網目形成イオン（Ｎ、Ｗ。In raw material preparation, network-forming ions (N, W).
Ｆ、）を配合することとしたのは、原料混合物を加熱溶
融した後の急冷工程において十分なガラス化を達成する
ためである。チタン化合物とカリウム化合物とを、Ｔｉ
Ｏ２／に、Ｏのモル比が２前後となるように混合した場
合の加熱溶融物は比較的容易にガラス化させ得るが、そ
のモル比を２．５〜５と高くすると、工業的な急冷手段
では、完全なガラス化が困難であり、急冷固化物は非晶
質と六チタン酸カリウム相が混在したものとなることが
多い。そこで、本発明は、チタン化合物の一部を網目形
成イオン（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）で置換することとし、これに
より完全な非晶質化を可能にした。The reason for blending F,) is to achieve sufficient vitrification in the quenching step after heating and melting the raw material mixture. The titanium compound and the potassium compound are
A heated melt obtained by mixing O2/ with a molar ratio of O around 2 can be vitrified relatively easily, but when the molar ratio is as high as 2.5 to 5, industrial quenching becomes difficult. However, it is difficult to achieve complete vitrification, and the rapidly solidified product often contains a mixture of amorphous and potassium hexatitanate phases. Therefore, in the present invention, a part of the titanium compound is replaced with network-forming ions (N, W, F,), thereby making it possible to completely amorphize the titanium compound.
加熱により二酸化チタン（Ｔ ｉ Ｏ□）となるチタン
化合物としては、高純度精製酸化チタン、合成ルチル、
あるいは天然ルチルサンド、天然アナターゼサンド等を
用いることができる。加熱により酸化カリウム（Ｋ２Ｏ
）となるカリウム化合物は、代表的には炭酸カリウム（
ＫｚＣＯｆｆ）であるが、その池水酸化物、硝酸塩等を
使用することもできる。また、網目形成イオン（Ｎ、Ｗ
、Ｆ、）の好ましい例としては、３ ｉ ４ ＋ 、
ｐ ５ ＊ 、 Ｂ ３ ＋などが挙げられる。こ
れらのイオンは、二酸化珪素（ＳｉＯ□）、ミニ酸化燐
（Ｐ ｚ Ｏｓ）、三二酸化硼素（ＢｚＯ２）等として
与えられる。Titanium compounds that become titanium dioxide (T i O□) when heated include highly purified titanium oxide, synthetic rutile,
Alternatively, natural rutile sand, natural anatase sand, etc. can be used. Potassium oxide (K2O
) is typically potassium carbonate (
KzCoff), but its hydroxide, nitrate, etc. can also be used. In addition, network-forming ions (N, W
, F,) are preferable examples of 3 i 4 + ,
Examples include p 5 *, B 3 +, and the like. These ions are provided as silicon dioxide (SiO□), mini phosphorous oxide (PzOs), boron sesquioxide (BzO2), and the like.
網目形成イオン（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）の配合割合を、チタン
化合物との混合物中に占めるモル比（Ｎ。The molar ratio (N) of the network-forming ions (N, W, F,) in the mixture with the titanium compound.
Ｗ、Ｆ／ （Ｔ ｉ Ｏ□十Ｎ、Ｗ、Ｆ））で、０．０
５以上とするのは、それより少ないと、ガラス化作用が
不足し、一方０．３を上限とするのは、それを越えると
、Ｔｉｅ、八面体の連鎖が形成されず、繊維の成長が阻
害されるからである。網目形成イオン（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）
は１種を単独使用し、または２種以上を複合使用するこ
とができる。複合使用の場合は、その合計量が上記規定
を満たすように配合すればよい。W, F/ (T i O □ 1N, W, F)), 0.0
The reason why it is set at 5 or more is because if it is less than that, the vitrification effect will be insufficient, and on the other hand, the reason why the upper limit is set at 0.3 is because if it exceeds it, ties and octahedral chains will not be formed and fiber growth will be inhibited. This is because it is inhibited. Network-forming ions (N, W, F,)
One type can be used alone or two or more types can be used in combination. In the case of combined use, they may be blended so that the total amount satisfies the above regulations.
チタン化合物と網目形成イオンの混合物に対するカリウ
ム化合物の配合割合を、（Ｔｉ Ｏｚ＋Ｎ。The blending ratio of the potassium compound to the mixture of the titanium compound and network-forming ions is (TiOz+N.
Ｗ、Ｆ、）／ＫｚＯのモル比で２．５〜５となるように
調整することとしたのは、加熱溶融物の非晶質固化物に
水洗等の脱カリウム処理を加えることなく、該非晶質固
化物を熱処理することにより直ちに四チタン酸カリウム
繊維、または四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウム
の混合繊維を成長させるためである。この場合に、上記
モル比を２，５〜３．３の範囲に調節すると、四チタン
酸カリウム単相繊維を得ることができ、それより高いモ
ル比に調節すると、四チタン酸カリウムと六チタン酸カ
リウムの混合繊維を得ることができる。The reason why we decided to adjust the molar ratio of W, F, This is because potassium tetratitanate fibers or mixed fibers of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate can be grown immediately by heat-treating the crystalline solidified product. In this case, if the molar ratio is adjusted to a range of 2.5 to 3.3, potassium tetratitanate single-phase fiber can be obtained, and if the molar ratio is adjusted to a higher molar ratio, potassium tetratitanate and hexatitanate fibers can be obtained. Mixed fibers of acid potassium can be obtained.
上記原料の加熱溶融処理は、温度： １３００〜１５０
０℃において行うことができる。The heating and melting treatment of the above raw materials is carried out at a temperature of 1300 to 150.
It can be carried out at 0°C.
加熱溶融物の急冷処理は、例えば第１図に示すように、
金属製双ロール（３，３）を高速回転させながら、溶解
炉ないしは取消（１）のノズル（２）から溶融物（Ｍ）
を流下し、ロール間隙を通過させることにより行うこと
ができる。また、第２図に示すように、金属製回転盤（
４）の高速回転下に、その上面に溶融物（Ｍ）を流下し
、回転盤（４）との接触および遠心力による周囲への飛
散により、比較的細粒の非晶質固化物を回収するように
することもできる。この場合に、ノズル（５）から冷媒
（例えば、液体窒素）を吹付けることは、溶融物の冷却
速度を高めるための補助手段として有効である。For example, as shown in FIG.
While rotating the metal twin rolls (3, 3) at high speed, the molten material (M) is fed from the nozzle (2) of the melting furnace or the retractor (1).
This can be done by flowing down and passing through the nip between the rolls. In addition, as shown in Figure 2, a metal rotary disk (
4), the melt (M) flows down onto its upper surface under high speed rotation, and relatively fine amorphous solidified material is recovered by contact with the rotary disk (4) and scattering to the surroundings due to centrifugal force. You can also do this. In this case, spraying a refrigerant (for example, liquid nitrogen) from the nozzle (5) is effective as an auxiliary means for increasing the cooling rate of the melt.
急冷処理により得られた非晶質固化物は、ついで繊維を
生成させるための熱処理に付される。非晶質固化物が粗
大な形状を有するものである場合には、熱処理に先立っ
て、ディスクミル等の粉砕手段により、細粒化（例えば
、１０／Ｊｍ以下）しておくことが、熱処理において多
数の細い繊維を生成させ、かつ成長を促進させるのに効
果的である。The amorphous solidified product obtained by the rapid cooling treatment is then subjected to a heat treatment to produce fibers. If the amorphous solidified material has a coarse shape, it is recommended that it be made into fine particles (for example, 10/Jm or less) by a grinding means such as a disk mill prior to heat treatment. It is effective in producing a large number of thin fibers and promoting growth.
上記熱処理は、好ましくは、温度：９００〜１１００℃
に適当時間保持することにより達成される。この熱処理
により、ｂ軸方向に成長した四チタン酸カリウム繊維、
または四チタン酸カリウムと六チタン酸カリウムの細径
・長寸の混合繊維が得られる。The above heat treatment is preferably performed at a temperature of 900 to 1100°C.
This is achieved by holding it for an appropriate amount of time. Through this heat treatment, potassium tetratitanate fibers grown in the b-axis direction,
Alternatively, a thin and long mixed fiber of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate can be obtained.
上記熱処理を経て得られた繊維は、そのままでは繊維同
士がやや凝集した状態を呈しているが、これを水に懸濁
させミキサー等で攪拌すれば、十分に解繊された混合繊
維を回収することができる。The fibers obtained through the above heat treatment are in a state where the fibers are slightly agglomerated together, but if this is suspended in water and stirred with a mixer, sufficiently defibrated mixed fibers can be recovered. be able to.
更に、所望により上記繊維を脱カリウム処理と熱処理に
付すことによって、六チタン酸カリウム単相繊維を得る
ことができる。その脱カリウム処理は、好ましくは酸水
溶液、例えば濃度０．５％〜１％の硫酸水溶液を用いて
行われる。その脱カリウム処理により、四チタン酸カリ
ウムを六チタン酸カリウム相当の組成に変換し、ついで
熱処理を施してその結晶構造を四チタン酸カリウムの層
状構造から六チタン酸カリウムのトンネル構造に変換す
ることにより、六チタン酸カリウム単相繊維が得られる
。その熱処理は、好ましくは温度二８００〜１０００℃
に適当時間保持することにより達成される。Further, if desired, the fibers may be subjected to depotassium treatment and heat treatment to obtain potassium hexatitanate single-phase fibers. The depotassium treatment is preferably carried out using an acid aqueous solution, for example, a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.5% to 1%. By the depotassium treatment, potassium tetratitanate is converted into a composition equivalent to potassium hexatitanate, and then heat treatment is applied to convert the crystal structure from the layered structure of potassium tetratitanate to the tunnel structure of potassium hexatitanate. A potassium hexatitanate single-phase fiber is obtained. The heat treatment is preferably carried out at a temperature of 2800 to 1000°C.
This is achieved by holding it for an appropriate amount of time.
災宛貰土
ＣＩ）原料調製
（１） チタン化合物：天然ルチルサンド（純度９６
．５％、オーストラリア産）
（２）カリウム化合物：炭酸カリウム（純度９９．５％
）
（３）網目形成イオン（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）： Ｓ ｉ”（
４）網目形成イオン（Ｎ、Ｗ、Ｆ、）の配合割合（Ｎ、
Ｗ、Ｆのモル数／（ＴｉＯ□＋Ｎ。Disaster Recipient CI) Raw Material Preparation (1) Titanium Compound: Natural Rutile Sand (Purity 96
．． 5%, produced in Australia) (2) Potassium compound: Potassium carbonate (purity 99.5%)
) (3) Network-forming ions (N, W, F,): S i”(
4) Mixing ratio of network forming ions (N, W, F,) (N,
Number of moles of W and F/(TiO□+N.
Ｗ、Ｆ、）のモル数）：０．１
（５） （ＴｉＯ□＋Ｎ、Ｗ、Ｆ、）／に！Ｏ（モル
比）：３．０
（［３加熱溶融
原料粉末混合物を白金るつぼ内で、１３００℃Ｘ３０分
間加熱溶融。Number of moles of W, F, ): 0.1 (5) (TiO□+N, W, F,)/to! O (molar ratio): 3.0 ([3 Heat-melted raw material powder mixture was heated and melted in a platinum crucible at 1300°C for 30 minutes.
（ＩＩＩ）急冷ガラス処理
加熱溶融物を第１図に示すように、金属製双ロール（３
，３）に流下し、箔片状の非晶質固化物を回収。ロール
胴径：８０φ、ロール胴長：１５０Ｉ！、ロール間隔：
０．３ ｍ、回転数： ９０ｒｐｍ 。(III) Quenched glass treatment As shown in Fig. 1, the heated molten material was
, 3) and collect the flaky amorphous solidified material. Roll body diameter: 80φ, roll body length: 150I! , roll spacing:
0.3 m, rotation speed: 90 rpm.
（１’／）非晶質固化物粉砕
上記非晶π固化物をディスクミルにより６分間を要して
粉砕、粉砕後の粒度：０．５〜１０μｍ。(1'/) Grinding of amorphous solidified material The above-mentioned amorphous π solidified material was ground in a disk mill for 6 minutes, and the particle size after grinding was 0.5 to 10 μm.
（Ｖ）熱処理
粉砕した非晶質固化物をアルミするつぼに入れ、１００
０℃に設定された炉中に装入し、２４時間保持する。(V) Place the heat-treated pulverized amorphous solidified material in an aluminum crucible,
Place in a furnace set at 0°C and hold for 24 hours.
（ＶＩ）解繊
熱処理後、１０倍（重量比）の水に懸濁し、ミキサーで
攪拌し１５分間を要して解繊し、ついで脱水・乾燥する
。(VI) After the defibration heat treatment, it is suspended in 10 times (by weight) water, stirred with a mixer, defibrated for 15 minutes, and then dehydrated and dried.
得られた繊維は、直径０．５〜２μｍ、長さ１０〜３０
μｍ（走査電子顕微鏡）であり、四チタン酸カリウムと
六チタン酸カリウムとの混合組成（Ｘ線回折）を有する
。The obtained fibers have a diameter of 0.5-2 μm and a length of 10-30 μm.
μm (scanning electron microscope) and has a mixed composition of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate (X-ray diffraction).
大血班１
原料を、（Ｔ ｉ Ｏ□十Ｎ、Ｗ、Ｆ、）／に２０のモ
ル比が４．５となるように調製した点を除いて、実施例
１と同じ工程を経て四チタン酸カリウムと六チタン酸カ
リウムの混合繊維を得た。繊維径は０．５〜２μｍ、長
さは１０〜３０μｍである。Large blood sample 1 was prepared using the same process as in Example 1, except that the raw materials were prepared so that the molar ratio of 20 to (T i O □ 1 N, W, F,)/ was 4.5. A mixed fiber of potassium titanate and potassium hexatitanate was obtained. The fiber diameter is 0.5 to 2 μm and the length is 10 to 30 μm.
実施例３
前記実施例１で得られた混合繊維を、脱カリウム処理お
よび熱処理に付して六チタン酸カリウム繊維（単相）を
得る。Example 3 The mixed fiber obtained in Example 1 is subjected to depotassium treatment and heat treatment to obtain potassium hexatitanate fiber (single phase).
（Ｉ）脱カリウム処理
硫酸水溶液（０，６％）を洗液としてこれに混合繊維を
浸漬しく繊維１ｇ／洗液１０ＣＣ）、約６０分を要して
に゛イオンを溶出させる。(I) Depotassium treatment The mixed fibers are immersed in a sulfuric acid aqueous solution (0.6%) as a washing solution (1 g of fiber/10 cc of washing solution), and the ions are eluted over about 60 minutes.
（ｎ）熱処理
脱カリウム処理した繊維を、水洗・乾燥したのち、アル
ミするつぼに入れ、９００°Ｃに設定された炉中に装入
し、約２時間を要して熱処理を完了する。(n) Heat Treatment After washing and drying the depotassium-treated fibers, they are placed in an aluminum crucible and placed in a furnace set at 900°C, and the heat treatment is completed in about 2 hours.
ＸｙＡ回折は、得られた繊維が六チタン酸カリウム単相
であることを示す。その繊維形態は、前記実施例で得ら
れた混合繊維と殆ど同じである。XyA diffraction shows that the obtained fiber is a potassium hexatitanate single phase. The fiber morphology is almost the same as the mixed fiber obtained in the previous example.
ス逼Ｕ生支
前記実施例２で得られた混合繊維を、実施例３と同じ脱
カリウム処理および熱処理に付して六チタン酸カリウム
繊維（単相）を得た。その繊維形態は、実施例３の混合
繊維と殆ど同じである。The mixed fiber obtained in Example 2 was subjected to the same depotassium treatment and heat treatment as in Example 3 to obtain potassium hexatitanate fiber (single phase). The fiber morphology is almost the same as the mixed fiber of Example 3.
北較斑
従来の溶融法により六チタン酸カリウム繊維（単相）を
製造する。Potassium hexatitanate fiber (single phase) is produced by the traditional melting method.
ＣＩ）原料調製
（１）チタン化合物・・・・実施例１と同じ（２）カリ
ウム化合物・・・・実施例１と同じ（３１Ｔ ｉ ０２
／ ＫｚＯ（モル比）：２（ｎ）加熱溶融
原料混合粉末を白金るつぼに入れ、１１００°Ｃ×４０
分間加熱溶融。CI) Raw material preparation (1) Titanium compound: Same as Example 1 (2) Potassium compound: Same as Example 1 (31T i 02
/ KzO (molar ratio): 2 (n) Heat molten raw material mixed powder into a platinum crucible and heat at 1100°C x 40
Heat and melt for minutes.
（ＩＩＩ）冷却処理（一方向擬固）
溶融物を金属製冷却皿に流し込み底部から冷却し、初生
相であるニチタン酸カリウム繊維の塊状物を得る。(III) Cooling treatment (unidirectional pseudo-solidification) The melt is poured into a metal cooling dish and cooled from the bottom to obtain a lump of potassium nititanate fibers as the primary phase.
（ＩＶ）水洗処理
塊状物を、１００倍量（重量比）の水に浸漬し２４時間
を要して脱カリウム処理することにより、六チタン酸カ
リウム相当組成の水和チタン酸カリウムに組成変換する
。繊維は、直径１０〜３０μｍ、長さ５０〜２００μｍ
の板状晶である（走査電子顕微鏡）。(IV) The water-washed mass is immersed in 100 times the volume (weight ratio) of water and subjected to depotassium treatment for 24 hours to convert the composition into hydrated potassium titanate having a composition equivalent to potassium hexatitanate. . The fibers have a diameter of 10 to 30 μm and a length of 50 to 200 μm.
It is a plate-like crystal (scanning electron microscope).
〔Ｖ〕熱処理
水洗後、脱水、乾燥し、１０５０℃の炉中に３時間保持
して構造変換させることにより、六チタン酸カリウム繊
維を得た。繊維径は１０〜３０μｍ、長さは５０〜２０
０μｍと粗大で、不揃いである。[V] Heat treatment After washing with water, the fibers were dehydrated, dried, and kept in a furnace at 1050° C. for 3 hours to undergo structural transformation, thereby obtaining potassium hexatitanate fibers. Fiber diameter is 10-30μm, length is 50-20μm
It is coarse and irregular at 0 μm.
本発明の改良された溶融法により得られるチタン酸カリ
ウム繊維は、細径・長寸で、かつ均質性にすぐれている
ので、耐熱材、断熱材、摩擦材、濾過材、補強材等とし
て、とりわけプラスチッークの充填補強材として好適で
ある。The potassium titanate fiber obtained by the improved melting method of the present invention has a small diameter, long size, and excellent homogeneity, so it can be used as a heat-resistant material, a heat insulating material, a friction material, a filtration material, a reinforcing material, etc. It is particularly suitable as a filling reinforcing material for plastics.
また、本発明方法は、原料調製におけるＴ ｉ Ｏｚと
に２０のモル比を高めているので、従来法の必須工程で
ある冷却固化後の水洗工程が不要であり、従ってそれだ
け工程が簡素で、かつ水洗に伴うカリウム分のロスが少
なくなり原料コストが節減され、しかもその繊維の収率
が高い。In addition, since the method of the present invention increases the molar ratio of T i Oz to 20 in the raw material preparation, the water washing step after cooling and solidification, which is an essential step in the conventional method, is not necessary, and the process is therefore simpler. In addition, loss of potassium content due to water washing is reduced, raw material costs are reduced, and the yield of the fiber is high.
第１図、第２図は加熱溶融物の急冷ガラス化法の例を示
す断面説明図である。
１：溶解炉（取鍋）、３．３：双ロール、４：回転盤、
５：冷媒ノズル。FIGS. 1 and 2 are cross-sectional explanatory views showing an example of a method of rapidly cooling and vitrifying a heated melt. 1: Melting furnace (ladle), 3.3: Twin rolls, 4: Rotating plate,
5: Refrigerant nozzle.
Claims (2)
タン化合物に網目形成イオン（Ｎ．Ｗ．Ｆ．）を、Ｎ．
Ｗ．Ｆ．／（Ｎ．Ｗ．Ｆ．＋ＴｉＯ＿２）のモル比が０
．０５〜０．３となるように配合した混合物と、加熱に
より酸化カリウム（Ｋ＿２Ｏ）となるカリウム化合物と
を、（ＴｉＯ＿２＋Ｎ．Ｗ．Ｆ．）／Ｋ＿２Ｏ：２．５
〜５（モル比）に混合て加熱溶融したのち、急冷ガラス
化し、その非晶質固化物を熱処理することにより、四チ
タン酸カリウム繊維、または四チタン酸カリウムと六チ
タン酸カリウムの混合繊維を成長させることを特徴とす
るチタン酸カリウム繊維の製造方法。(1) Network-forming ions (N.W.F.) are added to a titanium compound that becomes titanium dioxide (TiO_2) by heating.
W. F. /(N.W.F.+TiO_2) molar ratio is 0
．． (TiO_2+N.WF.)/K_2O: 2.5
~5 (molar ratio), heated and melted, then rapidly cooled and vitrified, and the amorphous solidified product is heat-treated to produce potassium tetratitanate fibers or mixed fibers of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate. A method for producing potassium titanate fiber, which comprises growing potassium titanate fiber.
ウムと六チタン酸カリウムの混合繊維を脱カリウム処理
して四チタン酸カリウム相を六チタン酸カリウム組成に
変換したのち、熱処理することにより六チタン酸カリウ
ム単相繊維を得ることを特徴とする上記第１項に記載の
チタン酸カリウム繊維の製造方法。(2) Potassium tetratitanate fibers or mixed fibers of potassium tetratitanate and potassium hexatitanate are depotassium treated to convert the potassium tetratitanate phase into a potassium hexatitanate composition, and then heat treated to produce hexatitanium. The method for producing potassium titanate fibers according to item 1 above, which comprises obtaining potassium titanate single-phase fibers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22689586A JPS6379799A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Production of potassium titanate fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22689586A JPS6379799A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Production of potassium titanate fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379799A true JPS6379799A (en) | 1988-04-09 |
Family
ID=16852266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22689586A Pending JPS6379799A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Production of potassium titanate fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379799A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284186A2 (en) | 2001-08-06 | 2003-02-19 | Konica Corporation | Fixing belt, fixing roller, production method thereof, fixing apparatus and image fixing method utilizing the apparatus |
| WO2003024723A1 (en) | 2001-08-08 | 2003-03-27 | Konica Corporation | Method for forming image |
| US10220550B2 (en) | 2013-02-27 | 2019-03-05 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Seat structure member and manufacturing method of same |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22689586A patent/JPS6379799A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284186A2 (en) | 2001-08-06 | 2003-02-19 | Konica Corporation | Fixing belt, fixing roller, production method thereof, fixing apparatus and image fixing method utilizing the apparatus |
| WO2003024723A1 (en) | 2001-08-08 | 2003-03-27 | Konica Corporation | Method for forming image |
| US10220550B2 (en) | 2013-02-27 | 2019-03-05 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Seat structure member and manufacturing method of same |
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