JPH03215311A - 導電性無水ケイ酸微粉末及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮１允」 本発明は、無水ケイ酸の表面をアンチモン固溶酸化錫に
て均一に被覆した、透明性で、しかも導電性を有する微
粉末に関するものである。

本発明による導電性微粉末は透明な合成樹脂フイルムな
いしは塗膜に透明性を損うことなく、これらに良好な導
電性を付与するのに有用であることは勿論のこと、電子
写真現像剤において用いられている導電剤としても使用
可能である。

支東へ１１ 導電性付与剤としては、Ｔｉｅ２やチタン酸カリウムの
表面を導電性物質で被覆した白色導電粉やアンチモン固
溶酸化錫粉末、雲母やカオリナイト等の無機平板状物質
の表面を導電性物質で被覆した透明導電粉末が提案され
ている。

が　゛しようと　る　題 近年、透明導電性フィルムや透明導電性塗料は表示用電
極、保護膜、静電防止フィルム、透明発熱体などの製造
に広く利用されている。

フィルムや塗料等の導電性の付与剤としては金属粉、炭
素粉あるいは白色導電粉が広く用いられているが、これ
らは、それ自体が灰色又は黒色を呈していたり、隠ペイ
性の強い粉体である為フイルムや塗膜の透明性を保持す
ることができない．一方、透明導電粉としては、酸化錫
にアンチモンを固溶させた粉末や雲母やカオリナイト等
の平板状物質の表面を導電性物質で被覆したものが知ら
れている。しかし、酸化錫にアンチモンを固溶させた導
電性粉末は、平均粒径が０，１μ以下と微細なため樹脂
に均一に分散させるのに長時間分散させる必要があり、
そして酸化錫は屈折率が樹脂の屈折率に比べかなり高い
為樹脂膜が厚くなると透明性が損なわれてくる等の欠点
がある。

又、平板状物質の表面を導電性物質で被覆した導電性粉
末は、基材として屈折率の低い物質を用いているので透
明性は良好であるが、１〜１００μと粒子径が大きく、
璧開性を有する為塗料に用いた場合表面平滑性の良好な
塗膜を得ることが難しく、更に平滑な塗膜を得る為分散
を強化すると粒子の破砕が起り導電性が劣化してくる等
の欠点がある． 以上のように、これまでの導電性粉末には透明性及び導
電性をともに満足するものはなくその改良が望まれてい
る． 題を　゛　るための 周知のように無水ケイ酸は屈折率が１．４５程度と樹脂
の屈折率に近く、そして比重が小さく、かさ密度が大き
いという特徴がある。

この為ビヒクルに分散したときはほとんど透明になり、
又、少量の充填量でビヒクルの増粘や補強に効果がある
ということでゴムの補強剤や塗料及び合成樹脂の充填剤
として多量に使用されている 本発明者らは無水ケイ酸の特徴に注目し無水ケイ酸を基
材としその表面に導電性物質を被覆することを検討した
。

その結果、１次粒子の平均粒径が１５ｎｍ以上の無水ケ
イ酸を基材に使用し、無水ケイ酸の加熱懸濁液に、酸化
錫と塩化アンチモンを溶解した希塩酸溶液とアルカリと
を懸濁液のｐＨをコントロールしながら同時添加すれば
、アンチモンと錫の加水反応生成物が無水ケイ酸表面に
均一に沈着し、この生成物を水洗、乾燥、焼成したもの
は無水ケイ酸の特徴を保持して分散性が良好で、樹脂に
分散した場自良好な透明性を有するとともに他の球状粒
子を基祇な場合に比べ少量の充填量で良好な導電性が得
られることを見い出した。

本発明は上記知見に基づいて開発されたものであって、
加水分解を防止するに足りる希塩酸溶液中に塩化錫と塩
化アンチモンを溶解した溶液とアルカリとを温度５０〜
１００℃に調整した無水ケイ酸懸濁液中に、懸濁液のｐ
Ｈを３〜９に維持しながら同時添加することによって、
アンチモンを１〜２０重量％含有し、残りが酸化錫から
成る被覆層を無水ケイ酸に対し５０〜３００℃重量％処
理し、口過、水洗後熱処理することを特徴とする透明導
電性微粉末及びその製造法に関するものである。

本発明に於いて使用しうる無水ケイ酸としては、四塩化
ゲイ素を水素と酸素又は空気中１０００℃前後で反応さ
せた乾式法で製造したものが好ましいが、湿式法で得ら
れた含水ケイ酸を６００〜１０００℃の温度で焼成した
ものも使用出来る．無水ケイ酸の粒子径は１次粒子の平
均径１５ｒ＋＋ｓ以上のものが適当で１５ｎｓ＋以下の
場合は分散が困難となり、ひいては導電性、透明性を低
下させることになるので望ましくない。又、純度は出来
るだけ高い方が望ましいが、少量の不純物を含有してい
るものでも使用出来る。

本発明において無水ケイ酸に良好な導電性を付与する為
には均一な被覆層を生成させることが必要である。

この為には水懸濁液の温度は５０〜１００℃に維持する
ことが望ましく、又処理時のｐＨは３〜９好ましくは６
．５〜８．５に維持して同時添加することが望ましい。

ｐＨを調整する為に添加するアルカリとしてはアンモニ
ア水、アンモニアガス、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが使用出来る
。

被覆層のアンチモン含有量については１％以下では良好
な導電性を得ることが出来ず、一方２０％以上にすると
透明性、導電性とも悪くなるので好ましくない。

実質的に被覆層の残部は酸化錫であれば良く、本発明の
目的を達成することができれば少量の不純物を含んでい
ても差しつかえない。

被覆層の処理量は、基材とする無水ケイ酸に対し５０〜
３００重量％好ましくは１５０〜２５０重量％である。

被覆量が上記範囲より少ない場合には良好な導電性を確
保できず、また上記範囲以上に多くてもそれに応じた導
電性の向上が期待できず、さらに透明性が悪くなるので
好ましくない。

酸化錫及び酸化アンチモンで被覆された無水ケイ酸はそ
の後必要に応じてｐＨを６〜８に調整し口過、洗浄を行
って可溶性塩を除去し、乾燥後５００〜７００℃の温度
で焼成し粉砕を行って導電性無水ケイＷ！ｉ微粉末とす
る。焼成温度が５００℃以下の場きは良好な導電性が得
られず、そして７００℃以上の場合は導電性が悪くなる
とともに焼結して透明性も悪くなるので好ましくない． 本発明により得られた導電性無水ケイ酸微粉末は粉体抵
抗値が数Ω〜数百Ωの良好な導電性を示し、又樹脂や塗
料に配合した場合は透明性を損うことなく表面抵抗値１
０５〜１０ｌｌΩ／Ｓｑの良好な導電性を付与できるの
で透明導電性フィルムや透明導電性塗料の導電性付与剤
として有用である．又、導電性無水ケイ酸微粉末は粒径
が微細でかさ密度が高いという特徴があるので、電子写
真用現像剤において用いられている導電剤としても有用
である。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明は勿論これらに限定されるものではない。

Ｋ１鮭 実施例１． 比表面積ｓｏｗ２／ｇ、１次粒子径４０ｎｓを有する無
水ケイ酸ＳＯ，，を水１．５Ｌに分散させたスラリーを
７０℃に加熱した。この中に塩化スズ（Ｓｎ（１．・５
Ｈ２０）２３２．８ｆ！及び塩化７　ン＋　モ’ｌ　（
　Ｓ　ｂａ！３　）１５　．０ｆＩを２Ｎ塩酸３５ｍｌ
に溶解した液と２５％アンモニア水とを系のｐＨを７〜
９に維持しながら９０分間にわたって添加して無水ケイ
酸粒子表面に酸化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆
層を形成させた。生成物を口過・洗浄・乾燥後６５０℃
にて１５分間焼成し、本発明による被覆粉末を製造した
。この結果得られた粉末は、比抵抗２７Ω・ｃ１ｌを有
するものであった。

実施例２． 塩化スズ２３２．８ｇ、塩化アンチモン５６．８１Ｆ、
２Ｎ塩１ｊｉ７０ａｌｌに変更した以外は、実施例１．
と同様に処理・製造した．この結果得られた粉末は比抵
抗６０Ω・ｃ１１を有するものであった。

実施例３． 塩化スズ２３２．８１Ｆ、塩化アンチモン５６．８，、
２Ｎ塩酸７５ｗｌとし、２５％アンモニア水を７．５Ｎ
水酸化ナトリウム溶液に変更した以外は、実施例１と同
様に処理・製造した。この結果得られた粉末は、比抵抗
２１０Ω・ｅｌｌを有するものであった。

実施例４． 比表面積１３０ｍ２／ｇ、１次粒径１６ｎｍを有する無
水ゲイ素５０ｇを、水４Ｌに分散させたスラリーを８０
℃に加熱した．この中に塩化スズ２９１ｇ及び塩化アン
チモン１８．８，を２Ｎ塩＠９０ｍｌに溶解した液と２
５％アンモニア水とを系のｐＨを７〜９に維持しながら
１２０分間にわたって添加し、無水ケイ素粒子表面に酸
化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆層を形成させた
．生成物は冥施例１．と同様に処理し、６５０℃にて６
０分間焼成した．この結果、得られた粉末は比抵抗９５
Ω・ＣＩ１を有するものであった． 比較例１． メタノール：　３００ｅｅにＳｎα．：　８６．４，と
ｓｂα，：１０．４，とを溶解したものからなる溶液と
、５Ｎアンモニア水溶液（アルカリ水溶液）：　３００
ｃｃとを、温度：９０℃に加熱保持した水・３０００ｅ
ｅに、激しい撹拌を加えながら、２時間かけてゆっくり
と注入してｓｂ含有Ｓｎ０２粉末を析出生成せしめ（な
お、この反応中、反応溶液のｐＨ・濃度は前記アンモニ
ア水溶液によって８〜９に保持された。》引続いて、こ
の結果得られたｓｂ含有Ｓ　ｎ　Ｏ　２微粉末を枦別し
、洗浄した後、結晶粒を向上させる目的で空気中、温度
：５００℃に２時間保持の加熱処理を施すことによって
ｓｂ含有ＳｎＯ２微粉末を製造した．得られた粉末は比
抵抗１．８Ω・ｃｍを有するものであった。

比較例２． 比表面積５０Ｍ２／Ｉ？、１次粒径３０ｎｓを有する二
酸化チタン１００．を水２Ｌに分散させたスラリーを７
０℃に加熱した。この中に塩化スズ２３２．８ｇ及び塩
化アンチモン５６．８　９を２Ｎ塩酸３５ｍｌに溶解し
た液と２５％アンモニア水とを系のｐＨを７〜９に維持
しながら９０分間にわたって添加して、二酸化チタン粒
子表面に酸化スズ及びアンチモンから成る被覆層を形成
させた。生成物を口過・洗浄・乾Ｍ後５５０℃にて１５
分間焼成し、被覆粉末を製造した。得られた粉末は比抵
抗１８Ω・ｃｍを有するものであった。

比較例３． 比表面Ｗｌ７ｌＩ２／ｇ、１次粒径２００ｎｍを有する
酸化アルミニウム１００ｇについて塩化スズ８８．１　
１？、塩化アンチモン７．８３を２Ｎ塩酸５０ｄに溶解
した液を添加した以外は実施例１．と同様に処理し、５
５０℃で１５分間焼成した。得られた粉末は比抵抗１２
Ω・ｃｉ＋を有するものであった。

前記実施例及び比較例の導電性微粉末についてその性能
を試験し、表−１の結果を得た。なお、表−１の評価は
次のようにして行った。

（１）粉末抵抗 粉末を２００ｋｇ７ｃｍ２で加圧した状態で横河・ヒュ
ーレットパッカード（株）製ＬＣＲメーターにて抵抗を
測定した。

（２）表面抵抗 粉末を塩ビー酢ビ共重合樹脂に混和して塗料化した後、
２ｍｉｌ　ドクターブレードでポリエステルフィルムに
塗布し、風乾後塗膜の表面抵抗をＬ　Ｃ　Ｒメーターに
て測定した。

（３》透明性 ポリエステルフイルムに塗布した塗膜について、スガ試
験機（株）製直読ヘーズコンピューターにて全光線透過
率（％）及びヘーズ（％）を測定した。

ｌ呼＠立１ 本発明による導電性無水ケイ酸は表−１から明らかなよ
うに、粉体抵抗が低く樹脂媒体に配合した堝きは透明性
及び導電性とも良好であった。

（ 外４名 》

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無水ケイ酸粒子の表面に、酸化アンチモンを１〜２
   ０重量％含有し、実質的に残りが酸化錫からなる被覆層
   を、無水ケイ酸に対して５０〜３００重量％有すること
   を特徴とする導電性無水ケイ酸微粉末。 ２、無水ケイ酸の粒子径が１次粒子の平均径で１５ｎｍ
   以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の導電性無水ケイ酸微粉末。 ３、無水ケイ酸を分散させた加熱水溶液に、塩化錫と塩
   化アンチモンとを溶解した塩酸溶液とアルカリとを懸濁
   液のｐＨが３〜９を維持するように同時添加することに
   よって、酸化アンチモンを１〜２０重量％含有し、実質
   的に残りが酸化錫からなる被覆層を無水ケイ酸に対して
   ５０〜３００重量％有することを特徴とする導電性無水
   ケイ酸微粉末の製造方法。