(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌装置を設けた第１のポリテトラフルオロエチレン製反応容器に入れた水を四塩化チタンの加水分解温度に維持し、その中に四塩化チタンの所定の濃度の水溶液を連続的に供給し、得られるスラリー状中間体を連続的に第２のポリテトラフルオロエチレン製反応容器に移動し、所定の濃度のアンモニア水溶液を連続的に供給して中和し、得られる酸化チタンをさらに別の貯槽に移動し、ろ過分離する酸化チタンの製造方法であって、前記スラリー状中間体を連続的に第２のポリテトラフルオロエチレン製反応容器に移動し、また中和されて得られる酸化チタンを連続的に貯槽に移動するために、オーバーフローパイプを用いることを特徴とする、酸化チタンの製造方法。
【請求項２】
前記四塩化チタンの加水分解温度として、９０〜１００℃であることを特徴とする、請求項１に記載された、酸化チタンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
不純物金属を含まない高い品質の酸化チタンがセラミックコンデンサー等の材料に使用されることをはよく知られている。その製造法としては、四塩化チタンなどのチタン誘導体のバッチ式の反応装置を用いた加水分解法や中和法が知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながらこれらのバッチ式反応装置を用いて高い品質の酸化チタンを大量製造する場合、極めて大きな容量を有する反応装置を用いなければならず、また大量の反応溶媒を使用しなければならず、製造コストの点、環境面で問題であった。また、バッチ式の場合、反応の際反応条件を一定しに保持し安定した生産を行うことが困難であった。
【特許文献１】公開番号特開平９−２７８４４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明は、高品質の酸化チタンを、安定にしかも安価に大量製造することができる製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明者は以上説明した従来技術の問題点等に鑑み鋭意研究した結果、連続式製造装置を用いて、連続的に反応させることにより、高品質の酸化チタンを、安定にしかも安価に大量製造することができる製造方法を見出し、本発明を完成した。
【０００４】
すなわち、本発明は、不純物の含有量が極めて少ない高品質の酸化チタンの製造方法であって、連続法により四塩化チタンを加水分解して製造する方法である。
【０００５】
ここで連続法とは、攪拌装置を設けた第１の反応容器に入れた水を四塩化チタンの加水分解温度に維持し、その中に四塩化チタンの所定の濃度の水溶液を連続的に供給し、得られるスラリー状中間体を連続的に第２の反応容器に移動し、所定の濃度のアンモニア水溶液を連続的に供給して中和し、得られる酸化チタンをさらに別の貯槽に移動し、ろ過分離する方法を意味する。
【０００６】
また本発明は、前記四塩化チタンの加水分解温度として、９０〜１００℃であることを特徴とする、方法である。
【０００７】
また本発明は、前記スラリー状中間体を連続的に第２の反応容器に移動し、また中和されて得られる酸化チタンを連続的に貯槽に移動するために、オーバーフローパイプを用いることを特徴とする、方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の連続式による製造方法を用いることにより、従来のバッチ式製造法と比較して、非常に小型の反応装置と少量の反応溶媒を用いて同等の品質を有する酸化チタンを大量生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上で説明したとおり、本発明は、酸化チタンであって、セラミックスコンデンサー等に使用可能な高い品質（例えば低不純物含有量）を有する酸化チタンを安定して大量に製造する方法であって、かつ製造コスト、環境問題に配慮した方法に関する。すなわち、本発明は、四塩化チタンを原料とし、それを連続的に加水分解反応させることを特徴とする。連続的に反応させることにより、反応条件を一定に維持可能にして高い品質の酸化チタンを安定に製造可能となり、かつ反応容器の容量も反応溶媒も飛躍的に小さくすることができ、製造コストの点でも環境に対する影響も小さくすることができる。具体的には反応容器の容量と、反応溶媒の容量がバッチ式に比較して約１／３０程度とすることが可能である。
【００１０】
本発明において使用可能な四塩化チタンには特に制限はなく、従来の加水分解反応方法で使用可能な四塩化チタンであれば好ましく使用できる。
【００１１】
また、本発明において使用可能な反応溶媒である水の品質についても特に制限はなく、従来の加水分解反応方法で使用可能な品質の水であれば好ましく使用できる。不純物の混入を避ける目的で、イオン交換蒸留水の使用が特に好ましい。
【００１２】
本発明で使用する反応温度についても、四塩化チタンの加水分解温度として公知の温度範囲を適宜選択することができる。本発明においては好ましくは９０℃〜１００℃の範囲である。特に９８℃が好ましい。
【００１３】
また、本発明において中間体の中和に使用するアンモニア水溶液についても特に制限はないが、不純物の混入を避ける目的で、高純度のアンモニア水を使用することが好ましい。
【００１４】
さらに第１の反応容器での反応時間についても特に制限はなく、使用する四塩化チタン水溶液の濃度、供給流速度、反応容器の容量、反応温度等を考慮して適宜最適化することが可能である。
【００１５】
本発明で使用可能な反応容器の容量、形状、材質についても特に制限はないが、安定な反応を維持するため、及び不純物の混入を避けるために、円筒形のポリテトラフルオロエチレン製反応容器の使用が好ましい。また、反応容器には、攪拌装置と、原料の四塩化チタン水溶液の定量添加装置を設けることが好ましい。さらに反応温度、反応中のｐＨを監視、かつ維持制するために、温度モニター、ｐＨモニター、反応温度制御装置（加熱、冷却）を設けることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、第１の反応容器内で、四塩化チタンの加水分解により極微細な加水分解中間体が最初に生成し、それらは二次粒子としてが凝集しつつ反応装置中で攪拌装置により攪拌運動する。本発明において四塩化チタンの供給条件は特に制限はないが、第１の反応容器内のチタン濃度が、滞留時間１５ｍｉｎで０．１ｍｏｌ／Ｌ程度とすることが好ましい。
【００１７】
本発明の製造方法においては、この生成し適当なサイズの粒子となった中間体を連続的に別の反応容器に移動させる手段については特に制限はないが、反応容器の上部に設けたオーバーフローパイプを用いることが好ましい。また、生成した中間体を、反応上部のオーバーフローパイプにより効果的に第２の反応容器に移動させるために、攪拌装置の形状や数、反応容器内での設置位置、他の攪拌邪魔板の設置等、適宜選択することができる。
【００１８】
本発明においては、第２の反応容器内に移動した中間体は、アンモニア水溶液で中和される。当該第２の反応容器の形状、容量、材質についても特に制限はないが、安定な中和反応を維持するため、及び不純物の混入を避けるために、円筒形のポリテトラフルオロエチレン製反応容器の使用が好ましい。本発明においてアンモニア水溶液の供給条件は特に制限はないが、第２の反応容器内のアンモニア濃度が、滞留時間１５ｍｉｎでチタン濃度の３倍程度とすることが好ましい。また、反応容器には、攪拌装置と、アンモニア水溶液の定量添加装置を設けることが好ましい。さらに反応温度、反応中のｐＨを監視、かつ維持制御するために、温度モニター、ｐＨモニター、反応温度制御装置（加熱、冷却）を設けることが好ましい。中和された酸化チタン粒子は、第２の反応装置中で攪拌装置により攪拌運動する。本発明の製造方法においては、中和された酸化チタン粒子を連続的に別の貯槽に移動させる手段については特に制限はないが、第２の反応容器の上部に設けたオーバーフローパイプを用いることが好ましい。また、反応上部のオーバーフローパイプにより効果的に貯槽に移動させるために、攪拌装置の形状や数、反応容器内での設置位置、他の攪拌邪魔板の設置等、適宜選択することができる。
【００１９】
本発明において中和された酸化チタンを最終的に集める貯槽の形状、容量、材質についても特に制限はないが、不純物の混入を避けるために、円筒形のポリテトラフルオロエチレン製反応容器の使用が好ましい。また貯槽には、攪拌装置を設けることが好ましい。さらに温度、ｐＨ監視、かつ維持制御するために、温度モニター、ｐＨモニター、反応温度制御装置（加熱、冷却）を設けることが好ましい。
【００２０】
以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に制限されることはない。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）連続式による製造
オーバーフローパイプを備えたポリテトラフルオロエチレン製の５００ｍＬ反応槽に、イオン交換蒸留水４００ｍＬを入れ、蒸留水の温度を９０〜９８℃に保持した。ここに四塩化チタン水溶液（チタン濃度１６．５重量％）６Ｌを攪拌しつつ流速２０ｃｃ／ｍｉｎで５時間かけて連続的に供給した。
【００２２】
加水分解生成物は反応槽から別のオーバーフローパイプを備えたポリテトラフルオロエチレン製の５００ｍＬ反応槽にオーバーフローにより移動させた。
【００２３】
この中にアンモニア水溶液（濃度２５重量％）６０ｍＬを５時間かけて攪拌しつつ供給して中和した。
【００２４】
中和物は反応槽からさらに別のポリテトラフルオロエチレン製の５００ｍＬ貯槽にオーバーフローにより移動させた。
【００２５】
得られた生成物をろ過して集め、イオン交換蒸留水１Ｌで洗浄し、含水酸化チタン（含水率≧８０重量％）１．６ｋｇを得た。得られた酸化チタンの不純物の分析値を表１にまとめた。
【００２６】
（比較例１）バッチ式による製造
オーバーフローパイプのない通常のポリテトラフルオロエチレン製の１５Ｌ反応槽を用いた以外は、実施例１と同じ条件で反応を行った。
【００２７】
得られた酸化チタンの不純物の分析値を表１にまとめた。分析結果から、得られる酸化チタンの品質はバッチ式で得られた酸化チタンの品質と同程度であることが分かる。
【００２８】
【表１】
0004841202.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明により、効率的に高い品質の酸化チタンを製造することができる。