JPH0717377B2 - 球状二酸化チタン粉末の製造方法 - Google Patents
球状二酸化チタン粉末の製造方法Info
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- JPH0717377B2 JPH0717377B2 JP14827386A JP14827386A JPH0717377B2 JP H0717377 B2 JPH0717377 B2 JP H0717377B2 JP 14827386 A JP14827386 A JP 14827386A JP 14827386 A JP14827386 A JP 14827386A JP H0717377 B2 JPH0717377 B2 JP H0717377B2
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- titanium dioxide
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Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は充填剤として最適な粒度を有し、かつ球状の二
酸化チタン（以下、酸化チタンという）粉末を製造する
方法に関する。
酸化チタン（以下、酸化チタンという）粉末を製造する
方法に関する。
［従来技術と問題点］ 酸化チタンは屈折率が高く、白色度、隠蔽力、着色力に
優れ、主に塗料、プラスチック等の白色顔料として用い
られているが、物理的および化学的安定性に優れている
ので、近年、上記顔料の分野に留まらず、半導体封止材
の充填剤等の電子材料としても注目されている。
優れ、主に塗料、プラスチック等の白色顔料として用い
られているが、物理的および化学的安定性に優れている
ので、近年、上記顔料の分野に留まらず、半導体封止材
の充填剤等の電子材料としても注目されている。
従来、酸化チタンの製造法には硫酸法と塩素法とが知ら
れており、硫酸法では、硫酸チタンや塩基性硫酸チタン
を中和または熱加水分解することにより酸化チタン水和
物の沈澱を生成させ、これを別、乾燥、焼成して酸化
チタン粉末を得ている。また塩素法では、四塩化チタン
の酸化分解あるいは四塩化チタン水溶液を高温加水分解
して酸化チタンの一次水和物を沈澱させて、これを別
し、乾燥、焼成することにより酸化チタン粉末を得てい
る。
れており、硫酸法では、硫酸チタンや塩基性硫酸チタン
を中和または熱加水分解することにより酸化チタン水和
物の沈澱を生成させ、これを別、乾燥、焼成して酸化
チタン粉末を得ている。また塩素法では、四塩化チタン
の酸化分解あるいは四塩化チタン水溶液を高温加水分解
して酸化チタンの一次水和物を沈澱させて、これを別
し、乾燥、焼成することにより酸化チタン粉末を得てい
る。
ところで、上記従来の製造法によって得られる酸化チタ
ン粉末は粒子径が0.1〜0.5μｍであり非常に微細であ
る。このため顔料としては優れた特質を有するが、充填
剤として用いる場合には粒子が細かすぎ、樹脂に多量に
混入すると可撓性が失われて樹脂が脆くなるなどの問題
がある。
ン粉末は粒子径が0.1〜0.5μｍであり非常に微細であ
る。このため顔料としては優れた特質を有するが、充填
剤として用いる場合には粒子が細かすぎ、樹脂に多量に
混入すると可撓性が失われて樹脂が脆くなるなどの問題
がある。
［問題解決についての知見］ 本発明者は、硫酸法によって酸化チタン粉末を製造する
際、硫酸チタン水溶液を酸性溶液とし、過剰の酸を含有
し、比較的低濃度の硫酸チタン水溶液を、高温で、種晶
の添加ではなく、アンモニア添加で種をその場（液中）
生成させて加水分解し、沈殿を成長させることにより、
加水分解がゆっくり進行し、かつ酸により粒子の角がと
れるため、均一かつ大きく成長した球状の酸化チタン粉
末を得られることを見出した。
際、硫酸チタン水溶液を酸性溶液とし、過剰の酸を含有
し、比較的低濃度の硫酸チタン水溶液を、高温で、種晶
の添加ではなく、アンモニア添加で種をその場（液中）
生成させて加水分解し、沈殿を成長させることにより、
加水分解がゆっくり進行し、かつ酸により粒子の角がと
れるため、均一かつ大きく成長した球状の酸化チタン粉
末を得られることを見出した。
［発明の構成］ 本発明は、硫酸チタン水溶液を加水分解し、析出した二
酸化チタン水和物の沈殿を焼成することからなる二酸化
チタン粉末の製造方法において、前記硫酸チタン水溶液
が、硫酸チタンと酸との重量比が100:5〜100:100、水と
硫酸チタンとの重量比が100:5〜100:50である酸性硫酸
チタン水溶液であり、かつ加水分解を90℃より高温かつ
沸点以下の温度でアンモニアの添加により行うことによ
り、焼成後に粒径10〜20μｍの範囲内の粒子が個数で90
％以上を占める球状二酸化チタン粉末を得ることを特徴
とする、球状二酸化チタン粉末の製造方法を提供する。
酸化チタン水和物の沈殿を焼成することからなる二酸化
チタン粉末の製造方法において、前記硫酸チタン水溶液
が、硫酸チタンと酸との重量比が100:5〜100:100、水と
硫酸チタンとの重量比が100:5〜100:50である酸性硫酸
チタン水溶液であり、かつ加水分解を90℃より高温かつ
沸点以下の温度でアンモニアの添加により行うことによ
り、焼成後に粒径10〜20μｍの範囲内の粒子が個数で90
％以上を占める球状二酸化チタン粉末を得ることを特徴
とする、球状二酸化チタン粉末の製造方法を提供する。
ここで、硫酸チタンとは、硫酸第１チタン、硫酸第２チ
タン、およびオキシ硫酸チタンをいう。
タン、およびオキシ硫酸チタンをいう。
本発明は硫酸チタン酸性水溶液を熱加水分解して酸化チ
タン水和物の沈澱を生成する。硫酸第２チタンTi(SO4)2
を用いた場合には、該硫酸第２チタンは水に溶けてオキ
シ硫酸チタン（硫酸チタニルTiOSO4となり）中和、ない
し熱加水分解反応によって酸化チタン水和物TiO(OH)2の
沈澱を生成する。これを別、水洗、乾燥、焼成して酸
化チタンを得る。勿論、硫酸第２チタンに代えてオキシ
硫酸チタンを用いても良い。尚、オキシ硫酸チタンはイ
ルメナイト、ルチル鉱、合成ルチルからも工業的に得る
ことが出来るので原料として好都合である。一方、硫酸
第１チタンTi2(SO4)3は熱加水分解によって三水酸化チ
タンTiO(OH)3を生じ易く、この沈澱は不安定であり、酸
素雰囲気で焼成しないと酸素欠陥により酸化チタンの白
色度が低下する。次に、上記硫酸チタン水溶液は、酸を
添加してpH1以下の酸性度の強い溶液としたものを用い
る。硫酸チタン水溶液はそれ自体pH1付近の酸性溶液で
あるが、これに更に酸を添加して酸性度の強い酸性溶液
とする。このような酸性溶液としない場合には充填剤に
適する10〜20μｍの粒径の酸化チタン粉末を得ることが
出来ない。他方、上記酸性溶液とすることにより、熱加
水分解において酸化チタン水和物の沈澱が生成する際に
急激な沈澱生成が進行せず、核の生成が抑制されるの
で、粒子が粗大化し易く粒径の大きな粉末が得られる。
添加する酸として塩酸や硝酸、硫酸などの強酸を用いれ
ば、核形成用のアンモニアを添加しても、多数の核が急
速に生成することが避けられ、大きな粒子に成長し易
い。更に酸性溶液とすることにより、沸点付近のpH1以
下の酸性領域で反応が進行することにより、酸により粒
子の角がとれ丸味を帯びて球状になり易い。
タン水和物の沈澱を生成する。硫酸第２チタンTi(SO4)2
を用いた場合には、該硫酸第２チタンは水に溶けてオキ
シ硫酸チタン（硫酸チタニルTiOSO4となり）中和、ない
し熱加水分解反応によって酸化チタン水和物TiO(OH)2の
沈澱を生成する。これを別、水洗、乾燥、焼成して酸
化チタンを得る。勿論、硫酸第２チタンに代えてオキシ
硫酸チタンを用いても良い。尚、オキシ硫酸チタンはイ
ルメナイト、ルチル鉱、合成ルチルからも工業的に得る
ことが出来るので原料として好都合である。一方、硫酸
第１チタンTi2(SO4)3は熱加水分解によって三水酸化チ
タンTiO(OH)3を生じ易く、この沈澱は不安定であり、酸
素雰囲気で焼成しないと酸素欠陥により酸化チタンの白
色度が低下する。次に、上記硫酸チタン水溶液は、酸を
添加してpH1以下の酸性度の強い溶液としたものを用い
る。硫酸チタン水溶液はそれ自体pH1付近の酸性溶液で
あるが、これに更に酸を添加して酸性度の強い酸性溶液
とする。このような酸性溶液としない場合には充填剤に
適する10〜20μｍの粒径の酸化チタン粉末を得ることが
出来ない。他方、上記酸性溶液とすることにより、熱加
水分解において酸化チタン水和物の沈澱が生成する際に
急激な沈澱生成が進行せず、核の生成が抑制されるの
で、粒子が粗大化し易く粒径の大きな粉末が得られる。
添加する酸として塩酸や硝酸、硫酸などの強酸を用いれ
ば、核形成用のアンモニアを添加しても、多数の核が急
速に生成することが避けられ、大きな粒子に成長し易
い。更に酸性溶液とすることにより、沸点付近のpH1以
下の酸性領域で反応が進行することにより、酸により粒
子の角がとれ丸味を帯びて球状になり易い。
上記硫酸チタン酸性水溶液の沈澱生成は90℃より高温か
つ沸点以下の温度で進行させる。硫酸チタン酸性水溶液
の沸点は、水と硫酸チタンの重量比が100:5のとき103℃
であり、また100:50のとき115℃である。従って、熱加
水分解は90℃より高温で行なうのが好ましい。加水分解
の温度が90℃以下であると10μｍ以上の大きな粒子を得
るのが難しい。一方、沸点より高温においてはオートク
レーブ等の加圧装置および密閉装置を使用する必要があ
り、更にガス抜きの処理など問題が残り、従って、常圧
で加水分解を行なう方が好ましい。
つ沸点以下の温度で進行させる。硫酸チタン酸性水溶液
の沸点は、水と硫酸チタンの重量比が100:5のとき103℃
であり、また100:50のとき115℃である。従って、熱加
水分解は90℃より高温で行なうのが好ましい。加水分解
の温度が90℃以下であると10μｍ以上の大きな粒子を得
るのが難しい。一方、沸点より高温においてはオートク
レーブ等の加圧装置および密閉装置を使用する必要があ
り、更にガス抜きの処理など問題が残り、従って、常圧
で加水分解を行なう方が好ましい。
次に、硫酸チタン水溶液の水と硫酸チタンとの割合は、
水：硫酸チタン＝100:5〜100:50（重量比）とするのが
良い。硫酸チタンが５重量部より少ないと10μｍ以上の
大きな粒子を得るのが難しく５μｍ以下の粒子が増加す
る。また、硫酸チタンが50重量部を越えると、粒子の形
状が崩れて塊状となり、球状の酸化チタン粉末を得るこ
とが難しい。更に、この場合には分散性も悪く、一次粒
子の凝集を生じ、30μｍ以上の二次粒子を形成し易くな
り、粒径10〜20μｍの粒子が90％以上の、所望の粒度分
布となり難い。
水：硫酸チタン＝100:5〜100:50（重量比）とするのが
良い。硫酸チタンが５重量部より少ないと10μｍ以上の
大きな粒子を得るのが難しく５μｍ以下の粒子が増加す
る。また、硫酸チタンが50重量部を越えると、粒子の形
状が崩れて塊状となり、球状の酸化チタン粉末を得るこ
とが難しい。更に、この場合には分散性も悪く、一次粒
子の凝集を生じ、30μｍ以上の二次粒子を形成し易くな
り、粒径10〜20μｍの粒子が90％以上の、所望の粒度分
布となり難い。
上記硫酸チタン水溶液に添加する酸の割合は、硫酸チタ
ン：酸＝100:5〜100:100（重量比）が好ましい。酸が５
重量部より少ないと粒子が球状になり難く、また10μｍ
以下の粒子が多くなる。他方、酸が硫酸チタンに対し等
量以上であると、酸化チタン水和物の沈澱生成速度が非
常に遅くなり、また該沈澱の生成時間が長くなる。更に
該沈澱を過回収後、水洗する際、酸が充分に除去され
ず粒子内部に残存するため、焼成時に酸が揮発して粒子
の割れを生じる原因となる。その他、多量の酸を用いる
ことにより装置の腐食を招く原因ともなるので好ましく
ない。
ン：酸＝100:5〜100:100（重量比）が好ましい。酸が５
重量部より少ないと粒子が球状になり難く、また10μｍ
以下の粒子が多くなる。他方、酸が硫酸チタンに対し等
量以上であると、酸化チタン水和物の沈澱生成速度が非
常に遅くなり、また該沈澱の生成時間が長くなる。更に
該沈澱を過回収後、水洗する際、酸が充分に除去され
ず粒子内部に残存するため、焼成時に酸が揮発して粒子
の割れを生じる原因となる。その他、多量の酸を用いる
ことにより装置の腐食を招く原因ともなるので好ましく
ない。
［実施例および比較例］ 実施例１〜13 第１表に示す配合比に従い、硫酸チタン水溶液に酸を所
定量添加し、更にアンモニア水を所定量加えて、混合し
た後に、該溶液を沸点付近に加熱して２時間熱加水分解
を行ない、酸化チタン水和物の沈澱を得た。該沈澱物を
別し、水洗を充分に行ない、乾燥後、100℃／時間の
割合で1050℃まで昇温し、更に1050℃において２時間焼
成した。得られた粉末を、走査型電子顕微鏡で粒子径、
形状を観察し、粒子の沈降を光透過法により測定して粒
度分布を求め、更にBET法により比表面積を求めた。こ
の結果を第１表および図に示す。
定量添加し、更にアンモニア水を所定量加えて、混合し
た後に、該溶液を沸点付近に加熱して２時間熱加水分解
を行ない、酸化チタン水和物の沈澱を得た。該沈澱物を
別し、水洗を充分に行ない、乾燥後、100℃／時間の
割合で1050℃まで昇温し、更に1050℃において２時間焼
成した。得られた粉末を、走査型電子顕微鏡で粒子径、
形状を観察し、粒子の沈降を光透過法により測定して粒
度分布を求め、更にBET法により比表面積を求めた。こ
の結果を第１表および図に示す。
比較例１〜12 第２表に示す配合比および液温に従い、その他は実施例
と同様に酸化チタンの粉末を製造し、粒子の形状、粒
径、比表面積、粒度分布を求めた。その結果を第２表お
よび図に示す。
と同様に酸化チタンの粉末を製造し、粒子の形状、粒
径、比表面積、粒度分布を求めた。その結果を第２表お
よび図に示す。
上記実施例および比較例から明らかなように、本発明の
方法により得た酸化チタンは10〜20μｍで、かつ、90％
以上のシャープな粒度分布を有する球状の粉末である
が、比較例の酸化チタン粉末は粒子形状が不定型のもの
が多く、かつ球状のものが得られ難く、また粒度分布も
広範に広がり、10〜20μｍの割合が少ない。
方法により得た酸化チタンは10〜20μｍで、かつ、90％
以上のシャープな粒度分布を有する球状の粉末である
が、比較例の酸化チタン粉末は粒子形状が不定型のもの
が多く、かつ球状のものが得られ難く、また粒度分布も
広範に広がり、10〜20μｍの割合が少ない。
［発明の効果］ 本発明の製造方法によれば、粒径が10〜20μｍ、90％以
上である極めてシャープな粒度分布を有し、かつ球状の
酸化チタン粉末を容易に製造することが出来る。
上である極めてシャープな粒度分布を有し、かつ球状の
酸化チタン粉末を容易に製造することが出来る。
上記粒度の酸化チタン粉末は半導体の封止材や電子材料
として好適であり、この分野或いは他の分野で幅広く利
用することができる。
として好適であり、この分野或いは他の分野で幅広く利
用することができる。
また本発明は塩素法と異なり、煮沸の際に塩酸蒸気が発
生しないので廃ガス処理の必要がなく、かつ塩酸蒸気に
よる装置腐食の問題も生じない。因に、塩素法は、四塩
化チタンと水とが高温で激しく反応し、多量の塩酸蒸気
を発生するので、該塩酸蒸気を処理するための設備が必
要となり、また該塩酸蒸気により装置の腐食が著しい問
題がある。この点、本発明の方法は上記問題を生ぜず、
塩素法に比べて製造コストを低く抑えることが出来る。
生しないので廃ガス処理の必要がなく、かつ塩酸蒸気に
よる装置腐食の問題も生じない。因に、塩素法は、四塩
化チタンと水とが高温で激しく反応し、多量の塩酸蒸気
を発生するので、該塩酸蒸気を処理するための設備が必
要となり、また該塩酸蒸気により装置の腐食が著しい問
題がある。この点、本発明の方法は上記問題を生ぜず、
塩素法に比べて製造コストを低く抑えることが出来る。
第１図は実施例４についての粒度分布、第２図は比較例
２の粒度分布、第３図は比較例５の粒度分布を夫々示す
グラフである。
２の粒度分布、第３図は比較例５の粒度分布を夫々示す
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】硫酸チタン水溶液を加水分解し、析出した
二酸化チタン水和物の沈殿を焼成することからなる二酸
化チタン粉末の製造方法において、前記硫酸チタン水溶
液が、硫酸チタンと酸との重量比が100:5〜100:100、水
と硫酸チタンとの重量比が100:5〜100:50である酸性硫
酸チタン水溶液であり、かつ加水分解を90℃より高温か
つ沸点以下の温度でアンモニアの添加により行うことに
より、焼成後に粒径10〜20μｍの範囲内の粒子が個数で
90％以上を占める球状二酸化チタン粉末を得ることを特
徴とする、球状二酸化チタン粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14827386A JPH0717377B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 球状二酸化チタン粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14827386A JPH0717377B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 球状二酸化チタン粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638219A JPS638219A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0717377B2 true JPH0717377B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=15449077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14827386A Expired - Lifetime JPH0717377B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 球状二酸化チタン粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717377B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005053707A (ja) * | 2001-07-30 | 2005-03-03 | Kankyo Device Kenkyusho:Kk | 可視光応答性材料の製造方法 |
| AU2002952155A0 (en) * | 2002-10-18 | 2002-10-31 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Production of titania |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP14827386A patent/JPH0717377B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638219A (ja) | 1988-01-14 |
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