JPH06207118A

JPH06207118A - 白色導電性二酸化チタン粉末及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06207118A
Application number: JP50A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yoshimoto; 昭洋好本; Toshihiro Yoshinaga; 俊宏好永; Shigeru Nagaoka; 茂長岡; Masayasu Morishita; 正育森下
Original assignee: Titan Kogyo KK
Current assignee: Titan Kogyo KK
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JP3357107B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電気抵抗が極めて低く、白度が極めて高く、
しかも、毒性上の問題のあるアンチモンを含有しない、
白色導電性二酸化チタン粉末を提供することを目的とす
る。【構成】本発明は二酸化チタン粒子表面に、リンを
０.１〜１０重量％含む酸化スズの被覆層を有すること
を特徴とする白色導電性二酸化チタン粉末を提供する。
本発明にかかる白色導電性二酸化チタン粉末は、二酸化
チタン粒子表面へスズの加水反応生成物を均一に沈着さ
せ、その後リンを酸化スズに対し０.１〜１０重量％被
覆させることによる製造することができる。さらに非酸
化性雰囲気にて５００〜８００℃で加熱処理することが
好ましく、該加熱処理は不活性ガスを吹き込みながら行
う事がより好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯電防止用の塗料、プラ
スチック、繊維等に用いられる白色導電性二酸化チタン
粉末に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、導電材料として多量に使用されて
いるカーボンブラックや金属粉は、電気抵抗が非常に低
く、特性的には優れているものの、それらの色調が黒色
のため用途が限定されていた。その対策として、二酸化
チタンの表面を、酸化スズで被覆したもの（特開昭５３
−９２８５４公報）やその導電性改良品としてアンチモ
ンをドープした酸化スズを被覆した白色の導電性酸化チ
タンの製造法が開示された（特開昭５８−２０９００２
公報など）。

【０００３】この白色導電性酸化チタンを用いた、帯電
防止用の塗料、プラスチック、繊維は、白色という利点
を生かし、清潔感を必要とする白衣やクリーンルームの
内装あるいは明彩色の塗料やプラスチック製品に近年需
要を増してきている。

【０００４】しかしながら、最近アンチモンの毒性上の
問題が取沙汰されるようになり、アンチモンを含有しな
い白色導電性酸化チタン粉末の開発が必要となった。ア
ンチモンを使用しない製法として、例えば特開平４−１
５４６２１公報が開示されたが、この方法ではアンチモ
ンを含有しないものの電気抵抗がアンチモンを含有した
ものと同等のものは得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は毒性のあるア
ンチモンを使用しないにもかかわらず、白度が高く、か
つ優れた導電性を有する、白色導電性二酸化チタン粉末
を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは白度を保ち
ながら、かつ毒性上の問題のあるアンチモンを使用しな
いにもかかわらず、アンチモン含有品と同等の導電性を
有する酸化チタン粉末を開発する為鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成したものである。すなわち、本発明
は、二酸化チタン粒子表面に、リンを０.１〜１０重量
％含む酸化スズの被覆層を有することを特徴とする白色
導電性二酸化チタン粉末を提供するものである。

【０００７】本発明にかかる白色導電性二酸化チタン粉
末は、二酸化チタン粒子表面へスズの加水反応生成物を
均一に沈着させ、その後リンを酸化スズに対し０.１〜
１０重量％被覆させることによる製造することができ
る。さらに非酸化性雰囲気にて５００〜８００℃で加熱
処理することが好ましく、該加熱処理は不活性ガスを吹
き込みながら行う事がより好ましい。

【０００８】本発明の基体となる二酸化チタンとして
は、球状、針状などの様な形状のものも使用することが
できる。また、結晶形としては、アナターゼ型、ルチル
型及び非晶質のものも使用することができる。また、二
酸化チタンのアルカリ金属化合物、例えば、チタン酸カ
リウムやチタン酸ナトリウムなども使用することができ
る。

【０００９】酸化スズの水和物の被膜を形成させる方法
としては、種々の方法がある。例えば、二酸化チタンの
水懸濁液に、スズ塩またはスズ酸塩の溶液を添加した
後、アルカリまたは酸を添加する方法、スズ塩またはス
ズ酸塩とアルカリまたは酸とを別々に並行して添加し被
覆処理する方法等がある。二酸化チタン粒子表面に酸化
スズの含水物を均一に被覆処理するには、後者の並行添
加の方法がより適しており、この時、水懸濁液を５０〜
１００℃に加温保持することがより好ましい。又、スズ
塩またはスズ酸塩とアルカリまたは酸とを並行添加する
際のｐＨを２〜９とし、酸化チタン及び水酸化スズの等
電点より、好ましくはｐＨ＝２〜３あるいはｐＨ６.５
〜８.５で維持することが重要で、これによりスズの加
水反応生成物を二酸化チタン粒子表面に均一に沈着させ
ることができる。

【００１０】スズ塩としては、例えば、塩化スズ、硫酸
スズ、硝酸スズ等を使用することができる。また、スズ
酸塩としては、例えば、スズ酸ナトリウム、スズ酸カリ
ウム等を使用することができる。

【００１１】アルカリとしては、例えば、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、炭酸アンモニウム、アンモニア水、アンモニアガス
等、酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等を
使用することができる。

【００１２】酸化スズの被覆量は基体顔料に対してＳn
Ｏ₂として５〜１００重量％が好ましく、さらに好まし
くは１０〜５０重量％である。少な過ぎると所望の導電
性が得がたく、多過ぎると被覆が不均一になりやすく、
白度が低下する恐れがある。

【００１３】リンの処理方法としては、例えば、あらか
じめ、スズ塩あるいはスズ酸塩の溶液に溶解しておき、
酸化スズの含水物と同時に被膜層を形成する方法、酸化
スズの含水物の被膜を形成した後に添加する方法等があ
る。酸化スズの含水物の被覆をより均一に形成するに
は、後者の方がより好ましい。

【００１４】リンの原料としては、例えば、オルトリン
酸、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、亜リン
酸、次亜リン酸およびこれらのアンモニウム塩、ナトリ
ウム塩、カリウム塩等を使用することができる。

【００１５】リンの添加量はＳnＯ₂に対して、Ｐとして
０.１〜１０重量％、好ましくは０.３〜５重量％であ
り、少な過ぎると所望の導電性が得られず、多過ぎると
酸化スズの結晶性が悪くなり、所望の導電性が得られな
い。かかる量のリンを添加することにより、無添加のも
のに比べ電気抵抗を更に１／１０〜１／２０程度低くす
ることができることが本発明の特徴である。

【００１６】なお、本明細書において、「導電性」粉末
とは、粉体の電気比抵抗値として１〜５００Ω・ｃｍの
値を有するものを意味する。後述の実施例においても示
されるように、本発明により１００Ω・ｃｍ以下という
良好な値を有する二酸化チタン粉末を得ることができ
る。

【００１７】加熱処理を行う際には、５００〜８００℃
で非酸化性雰囲気にて行うことが好ましく、空気中で加
熱処理したものと比べ粉体の電気抵抗を少なくとも３桁
以上、場合により４桁低くすることができる。非酸化性
雰囲気とするためには、不活性ガスあるいは、還元性ガ
スが使用できる。不活性ガスとしては例えば、窒素、ヘ
リウム、アルゴン、炭酸ガス等を使用することができ
る。還元性ガスとしては、例えば、水素、アンモニア、
一酸化炭素等を使用することができる。好ましくは、窒
素ガスなどの不活性ガスを１〜１０リットル／分程度吹
き込みながら加熱処理を行うことにより、性状の安定し
たものが得られる。

【００１８】加熱する際の温度は５００〜８００℃が好
ましく、この範囲より低い場合にはさして導電性の向上
がみられず、高い場合には焼結等の問題が起こる恐れが
ある。又、加熱時間は、短かすぎる場合には加熱効果が
なく、長すぎてもそれ以上の効果が望めないことから、
１５分〜４時間程度が適当であり、好ましくは、１〜２
時間程度である。

【００１９】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。以下の実施例は単に例示の為に記すもので
あり、発明の範囲がこれらによって制限されるものでは
ない。

【００２０】実施例１平均粒径０.２２μｍのルチル型二酸化チタン粉末３０
０ｇを水３リットルに分散させて水懸濁液とした。この
懸濁液を７０℃に加温保持した。別途用意した、塩化第
二スズ（ＳnＣｌ₄・５Ｈ₂Ｏ９８重量％）１６０.５ｇを
２Ｎ塩酸１.５リットルに溶かした溶液と１２重量％ア
ンモニア水とを、懸濁液のｐＨを７〜８に保持する様に
約２時間かけて、同時滴下した。さらに、オルトリン酸
１.１ｇを水１０ミリリットルに溶解した水溶液を添加
した後、３０分間撹拌し、二酸化チタン粒子表面にリン
を含んだ酸化スズの含水物を被覆処理し、処理懸濁液を
濾過、洗浄し、得られた処理二酸化チタンのケーキを１
１０℃で乾燥した。次いで、得られた乾燥粉末を窒素ガ
ス気流中（３リットル／分）で６５０℃で１時間熱処理
して、目的とする白色導電性二酸化チタン粉末を得た。

【００２１】実施例２実施例１において、塩化第二スズ１６０.５ｇの代わり
に、２４４.２ｇ、オルトリン酸１.１ｇの代わりに１.
７ｇを用いたことのほかは同例の場合と同様に処理し
て、目的とする白色導電性二酸化チタン粉末を得た。

【００２２】実施例３実施例１においてオルトリン酸１.１ｇの代わりに６.６
ｇを用いたことのほかは同例の場合と同様に処理した。

【００２３】実施例４実施例２においてオルトリン酸１.７ｇの代わりに５.４
ｇを用いたことのほかは同例の場合と同様に処理した。

【００２４】比較例１オルトリン酸を添加しないことのほかは、実施例１と同
様に処理した。

【００２５】比較例２オルトリン酸を添加しないことのほかは、実施例２と同
様に処理した。

【００２６】粉体の電気比抵抗の測定前記の実施例および比較例で得られた各粉末試料を２３
０ｋｇ／ｃｍ²の圧力の加圧成形した状態（直径２５.４
ｍｍ、厚さ３.３ｍｍ）での電気抵抗を横河−ヒューレ
ット・パッカード社製デジタルＬＣＲメータ４２６１Ａ
にて測定し、比抵抗に換算した。これらの結果を表１に
示す。

【００２７】

【表１】表１酸化スズ被覆量リン被覆量加熱処理粉体の電気比抵抗（重量％） P/SnO₂（重量%） (６５０℃,1時間）（Ω・ｃｍ）実施例１２３０.５窒素中２９実施例２３５０.５〃９０実施例３２３３〃３３実施例４３５３〃８７比較例１２３０〃６３３比較例２３５０〃２２００

【００２８】

【発明の効果】本発明は毒性上の問題のあるアンチモン
を使用することなく種々の分野に利用できる導電性に優
れた白色度の高い導電性二酸化チタン粉末を、比較的容
易に製造するものであり、工業的に高い利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森下正育山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタン工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二酸化チタン粒子表面に、リンを０.１
〜１０重量％含む酸化スズの被覆層を有することを特徴
とする白色導電性二酸化チタン粉末。
【請求項２】請求項１記載の白色導電性二酸化チタン
粉末の製造方法であって、二酸化チタン粒子表面へスズ
の加水反応生成物を均一に沈着させ、その後リンを酸化
スズに対し０.１〜１０重量％被覆させることを特徴と
する方法。
【請求項３】さらに非酸化性雰囲気にて５００〜８０
０℃で加熱処理することを特徴とする請求項２記載の製
造方法。
【請求項４】加熱処理を不活性ガスを吹き込みながら
行う事を特徴とする請求項３記載の白色導電性二酸化チ
タン粉末の製造方法。