JPS6051615A - Production of potassium hexatitanate fiber - Google Patents
Production of potassium hexatitanate fiberInfo
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- JPS6051615A JPS6051615A JP15868883A JP15868883A JPS6051615A JP S6051615 A JPS6051615 A JP S6051615A JP 15868883 A JP15868883 A JP 15868883A JP 15868883 A JP15868883 A JP 15868883A JP S6051615 A JPS6051615 A JP S6051615A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱性、断熱性、耐化学性及び補強性の優れた
六チタン酸カリウム繊維の製造法に関する1゜更に詳し
くは天然産のルチルサンドまたはアナターゼサンドをそ
のまま使用して六チタン酸カリウム繊維を製造する方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing potassium hexatitanate fibers with excellent heat resistance, heat insulation, chemical resistance, and reinforcing properties. The present invention relates to a method for producing potassium hexatitanate fibers.
従来、六チタン酸カリウム繊維の製造法としては)
1)、フラックスを用いて、溶融液中で初生相として四
チタン酸カリウム繊維を育成し、脱カリウム処理と加熱
処理をして六チタン酸カリウム繊維を製造する方法。Conventionally, the method for producing potassium hexatitanate fibers is as follows: 1) Using flux, potassium tetratitanate fibers are grown as an initial phase in a melt, and potassium hexatitanate is removed by depotassium treatment and heat treatment. A method of producing fibers.
i)1、フラックスを使用しないで、西チタン酸カリウ
ムの分解溶融−会合反応を利用して、初生相をして四チ
タン酸カリウムとニチタン酸カリウムの混合相繊維を作
り、脱カリウム処理と加熱処理を施して六チタン酸繊維
を製造する徐冷焼成法。i) 1. Without using flux, by using the decomposition melting-association reaction of potassium titanate, the primary phase is formed to create a mixed phase fiber of potassium tetratitanate and potassium nititanate, and the fiber is depotassium treated and heated. A slow cooling and firing method that produces hexatitanic acid fibers through processing.
3)、ニチメン酸カリウムの低融点調和溶融を利用して
ニチタン酸カリウム繊維を育成し、脱カリウム処理と加
熱処理を施して六チタン酸カリウム繊維を製造するメル
ト法
が知られている。3) A melt method is known in which potassium nititanate fibers are grown using harmonic melting with a low melting point of potassium nithimenate, and potassium hexatitanate fibers are produced by performing potassium removal treatment and heat treatment.
しかしながら、これらの方法は、いずれも原料である二
酸化チタンは、イルメナイト鉱石を硫酸法まだは塩素法
で製造した99%以上の高純度のものを使用しており、
そのため原料コストが高くなって製品が高価となり、そ
の利用範囲も限定される問題点があった。However, in all of these methods, the raw material, titanium dioxide, is made from ilmenite ore using the sulfuric acid method or the chlorine method, which has a high purity of over 99%.
As a result, the cost of raw materials is high, the product is expensive, and the scope of its use is limited.
本発明の目的はこの問題点を解決せんとするものであり
、チタン原料として安価な天然産のルチルサンドまだは
アナターゼサンドをそのまま使用し・雪、六チタン酸カ
リウム繊維を低コストで製造する方法を提供するにある
。The purpose of the present invention is to solve this problem, and it is a method for producing potassium hexatitanate fiber at low cost by using inexpensive naturally produced rutile sand or anatase sand as a raw material for titanium. is to provide.
本発明者は前記目的を達成すべく、チタン原料として天
然産のルチルサンドまたはアナターゼサンドをそのまま
使用して従来法の適応性について検討した。その結果、
1)、フラックス法及び徐冷焼成法においては、初。In order to achieve the above object, the present inventor investigated the applicability of the conventional method using naturally produced rutile sand or anatase sand as a titanium raw material. As a result: 1) A first for the flux method and slow cooling and firing method.
主相である四チタン酸カリウム繊維はいずれも生成する
が、チタン原料中に含まれる不純物の影響で、るつほの
底に稠密な塊状物となり、繊維の分離ができないことが
分った。Potassium tetratitanate fibers, which are the main phase, are produced in both cases, but due to the influence of impurities contained in the titanium raw material, they form a dense lump at the bottom of the melting tube, making it impossible to separate the fibers.
2λ1 これに対し、メルト法では、チタン原料中の不
純物の影響がなく、むしろ好影響を与え、短時間に溶融
し、容易に六チタン酸カリウム繊維が得られることが分
った。2λ1 On the other hand, it was found that in the melt method, impurities in the titanium raw material have no influence, but rather have a positive influence, melt in a short time, and easily obtain potassium hexatitanate fibers.
この知見に基いて本発明を完成した。The present invention was completed based on this knowledge.
本発明の要旨は、
一般式(Ti、M)02(ただし、Mは含有不純物金属
を表わす)で示される天然産のルチルサンドまたはアナ
ターゼサンドと、酸化カリウムまたは加熱によシ酸化カ
リウムを生成するカリウム化合物あるいはこれらの混合
物とを、
般式に2O−n(Ti、M)02(ただし、nは1.5
〜2.5 、 Mは前記と同じ)で示す割合に混合し、
該混合物を加熱溶融して溶融体を生成し、該溶融体から
ニチタン酸カリウム(K2O・2TiO2)と同じ層状
構造の結晶体からなる繊維物を形成させ、次いで、水で
処理L テに2(Ti、M) 6015 トfx L、
これを800℃以上で加熱してトンネル構造とすること
を特徴とする六チタン酸カリウム繊維の製造法にある。The gist of the present invention is to produce naturally occurring rutile sand or anatase sand represented by the general formula (Ti, M)02 (where M represents a contained impurity metal) and potassium oxide or potassium siloxide by heating. A potassium compound or a mixture thereof is expressed in the general formula 2O-n(Ti,M)02 (where n is 1.5
~2.5, M is the same as above),
The mixture is heated and melted to produce a melt, from which a fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as potassium nititanate (K2O.2TiO2) is formed, and then treated with water. Ti, M) 6015 fx L,
The present invention provides a method for producing potassium hexatitanate fibers, which is characterized by heating the fibers at 800° C. or higher to form a tunnel structure.
本発明において使用する天然産のルチルサンドは漂砂鉱
床から砂状として得られ、その組成は約95%のTiO
2を含み、不純物として、Fe2O,、Al、O,,0
r20..5in3、Nb2O5、zr02、■205
などが含まれ、その含有量は例えば、Fe2O,0,6
%、Al5O12,4%、(3r20.0.3%、5i
n20.6%、Wb20.0.3%、Zr020.7%
、72050.7%である。The naturally occurring rutile sand used in the present invention is obtained in the form of sand from alluvial deposits, and its composition is approximately 95% TiO.
2, and as impurities Fe2O,,Al,O,,0
r20. .. 5in3, Nb2O5, zr02, ■205
The content is, for example, Fe2O,0,6
%, Al5O12.4%, (3r20.0.3%, 5i
n20.6%, Wb20.0.3%, Zr020.7%
, 72050.7%.
天然産のアナターゼサンドもtti同様な組成である。Naturally produced anatase sand has a similar composition to tti.
しかし、資源的にルチルサンドが豊富であるので、その
使用が好ましい。(以下、代表してルチルサンドと言う
)そして粒度が小さい程反応し易“いので、粒度の小さ
いものが望ましい。However, since rutile sand is an abundant resource, its use is preferred. (Hereinafter, it will be referred to as rutile sand.) Since the smaller the particle size, the easier it is to react, a small particle size is desirable.
、カリウム成分としては、二酸化カリウム、まだは加熱
により、K2Oを生成するカリウム化合物、例えばKO
H、K2CO2,KHOO,などが挙げられる。, the potassium component includes potassium dioxide, and potassium compounds that generate K2O when heated, such as KO
Examples include H, K2CO2, KHOO, and the like.
天然産のルチルサンドとカリウム成分とを、K2O−n
(Ti−M)02(ただし、nは1.5〜2.5 、
Mは不純物金属を表わす、以下同じ)を生成する割合で
混合する。この混合物は約1100℃で溶融して溶融体
を生成する。溶融体を冷却固化すると、層状構造を有す
る結晶性繊維状物が形成される。Naturally produced rutile sand and potassium components are combined into K2O-n
(Ti-M)02 (where n is 1.5 to 2.5,
M represents an impurity metal (hereinafter the same applies). This mixture melts at about 1100°C to form a melt. When the melt is cooled and solidified, a crystalline fibrous material having a layered structure is formed.
しかし、前記混合物の混合割合がnが1.5よシ小さく
なると層状構造のものが得られず、またnが2.5を超
えると溶融点が高くなるばかりでなく、K2Ti、O,
組成のチタン酸カリウムが生成し、繊維分離ができなく
なる。従って、nの範囲が1.5〜2.5の範囲、好ま
しくはnが2であることが必要である。However, if the mixing ratio of the mixture is smaller than 1.5, a layered structure cannot be obtained, and if n exceeds 2.5, not only will the melting point become high, but also K2Ti, O,
Potassium titanate of the composition is generated and fiber separation becomes impossible. Therefore, it is necessary that n be in the range of 1.5 to 2.5, preferably n be 2.
繊維形成方法としては、1)、溶融紡糸法、例えばガラ
ス繊維成形と同じ方法。2)、溶融体を別容器に流出さ
せる方法。5)、るつぼの底を急冷する方法。4)、蒸
気吹付法によりブッシングから流出す、慝溶融体に高圧
蒸気を吹付ける方法が挙げられる。The fiber forming method is as follows: 1) Melt spinning method, for example, the same method as glass fiber molding. 2) A method of draining the melt into a separate container. 5) Method of rapidly cooling the bottom of the crucible. 4) A method of blowing high-pressure steam onto the molten material flowing out from the bushing using a steam blowing method.
冷却同化により繊維状に形成すると、K2O・2(T’
i、M)02(ただし、Mは前記と同じ)のチタン酸カ
リウムとなり、結晶学的に層状構造を有する結晶質のチ
タン酸カリウム繊維状となる。これを水で処理してに2
(Ti、M)、O,、とする。すなわち、水での処理に
より繊維中のに20成分の一部を抽出して、不純物(M
)を含んだに20・6TiO2の組成のものとする。得
られたものを800℃以上に加熱する。When formed into a fibrous form by cooling assimilation, K2O.2(T'
i, M)02 (where M is the same as above), and becomes a crystalline potassium titanate fiber having a crystallographic layered structure. Treat this with water and
(Ti, M), O, . That is, some of the 20 components in the fiber are extracted by treatment with water, and impurities (M
) and has a composition of 20.6TiO2. The obtained product is heated to 800°C or higher.
この加熱処理によって層状構造からトンネル構造に変換
し、大チタン酸カリウムの結晶性のよい繊維となる。加
熱処理温度は溶融温度よシ低い温度であることが必要で
あり、好ましい温度は約1000℃である。This heat treatment transforms the layered structure into a tunnel structure, resulting in fibers of large potassium titanate with good crystallinity. The heat treatment temperature needs to be lower than the melting temperature, and the preferred temperature is about 1000°C.
実施例
ルチルサンド(As5ociat、ed Minera
ls 0onsoli−dated Lim1tedの
NS −grade ) (組成Tie29.51.6
%、Fe2O,0,6%、ZrO20,7%、5i0
2o、16%、0r20.0.3%、72056.7%
、Nb2050.3%S、 八120.0.4%)粒度
100〜60μmのものと、K2CO2(粉末)とを、
モル比で2:1の割合で混合した。この混合物約62を
30−の白金るつばに入れ、1100℃で30分間加熱
して溶融物を得た。この溶融物の入っているるつぼを、
水冷している鉄板上に置いて底部を急冷固化して繊維化
した。この繊維はに20・2(Ti、M)02(Mは不
純物を表わす)の組成の結晶体であった。るつほを17
の水中に2時間浸漬してに2(Ti、M)60.3の組
成の繊維な・社離した。更に1/の水で洗浄し、120
℃で乾燥させた。該乾燥物を1000℃で3時間加熱処
理した。Examples Rutile Sand (As5ociat, ed. Minera
ls 0onsoli-dated Limlted NS-grade) (Composition Tie29.51.6
%, Fe2O, 0.6%, ZrO20.7%, 5i0
2o, 16%, 0r20.0.3%, 72056.7%
, Nb2050.3%S, 8120.0.4%) with a particle size of 100 to 60 μm, and K2CO2 (powder),
They were mixed at a molar ratio of 2:1. Approximately 62 kg of this mixture was placed in a 30-cm platinum crucible and heated at 1100°C for 30 minutes to obtain a melt. The crucible containing this melt,
It was placed on a water-cooled iron plate and the bottom was rapidly solidified to form fibers. This fiber was a crystalline substance with a composition of 20.2(Ti,M)02 (M represents an impurity). Rutsuho 17
The fibers with a composition of 2 (Ti, M) 60.3 were immersed in water for 2 hours and separated. Further wash with 1/1 water, 120
Dry at ℃. The dried product was heat-treated at 1000°C for 3 hours.
得られた繊維は長さ2〜5 m 、直径0.01〜0.
211111の束状繊維であった。X線粉末回折法で同
定したところ結晶性のよい六チタン酸カリウム単独相で
あった。The obtained fibers have a length of 2-5 m and a diameter of 0.01-0.
It was 211,111 bundled fibers. Identification by X-ray powder diffraction revealed that it was a single phase of potassium hexatitanate with good crystallinity.
本発明の方法によると、チタン成分の原料として、天然
産のルチルサンドをそのまま使用することができ、従来
法に比べて該原料コストが約1/10ですみ、安価な結
晶質六チタン酸カリウム繊維が得られる効果を有する。According to the method of the present invention, naturally produced rutile sand can be used as it is as a raw material for the titanium component, and the cost of the raw material is about 1/10 of that of the conventional method, and it is an inexpensive crystalline potassium hexatitanate. It has the effect of producing fibers.
” ””、、−1
特許出願人 科学技術庁無機材質研、究所長 、I’R
後 藤 優 、;j
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、、:)” ””,,-1 Patent applicant: Science and Technology Agency, Inorganic Materials Research Institute Director, I'R
Yu Goto,;j,),,:)
Claims (1)
属を表わす)で示される天然産のルチルサンドまたはア
ナターゼサンドと、酸化カリウムまたは加熱によって酸
化カリウムを生成するカリウム化合物あるいはこれらの
混合物とを、一般式に20・H(Ti、M ) 02
(ただし、nは1.5〜2.5、Mは前記と1同じ)で
示す割合に混合し、これら混合物を加熱・;して溶融体
を生成し、該溶融体からニチタン酸カリウム(K2O・
2TiO2)と同じ層状構造の結晶体からなる繊維状物
を形成させ、次いで水で処理して、K2(Ti、M)
601.となし、これを800℃以上に加熱処理してト
ンネル構造とすることを特徴とする六チタン酸カリウム
繊維の製造法。Naturally produced rutile sand or anatase sand represented by the general formula (Ti, M)02 (where M represents the impurity metal contained) and potassium oxide or a potassium compound that produces potassium oxide by heating, or a mixture thereof. , the general formula is 20.H(Ti, M) 02
(However, n is 1.5 to 2.5, M is the same as 1 as above), these mixtures are heated and heated to produce a melt, and from the melt potassium nititanate (K2O・
2TiO2), and then treated with water to form K2(Ti,M)
601. A method for producing potassium hexatitanate fiber, which comprises heating the fiber to a temperature of 800° C. or higher to form a tunnel structure.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15868883A JPS6051615A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Production of potassium hexatitanate fiber |
US06/891,425 US4810439A (en) | 1983-08-04 | 1986-08-04 | Process for producing potassium hexatitanate fibers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15868883A JPS6051615A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Production of potassium hexatitanate fiber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6051615A true JPS6051615A (en) | 1985-03-23 |
JPH0338239B2 JPH0338239B2 (en) | 1991-06-10 |
Family
ID=15677176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15868883A Granted JPS6051615A (en) | 1983-08-04 | 1983-08-30 | Production of potassium hexatitanate fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6051615A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0323012A2 (en) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Titan Kogyo Kabushiki Kaisha | Potassium hexatitanate fibers, and composite material containing said fibers |
JP2018135240A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 大塚化学株式会社 | Titanate compound particles, method for producing the same, friction adjuster, resin composition, friction material, and friction member |
-
1983
- 1983-08-30 JP JP15868883A patent/JPS6051615A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0323012A2 (en) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Titan Kogyo Kabushiki Kaisha | Potassium hexatitanate fibers, and composite material containing said fibers |
JP2018135240A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 大塚化学株式会社 | Titanate compound particles, method for producing the same, friction adjuster, resin composition, friction material, and friction member |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0338239B2 (en) | 1991-06-10 |
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