JPH0832560B2 - 複合導電性粉末およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、二酸化チタンと無機平板状物質の粉末に、
アンチモン固溶酸化錫の被覆層を施し、導電性および隠
ぺい性に優れた、新規な複合導電性粉末およびその製造
法に関するものである。特に紙、ゴム、プラスチック等
へ、混入または導電性粉末を含む導電性塗料を塗布また
は含浸することによって、導電性および隠ぺい性の付与
を目的とする分野に有用な導電性粉末および製造方法に
関するものである。

従来の技術 導電性粉末で、隠ぺい性を有するものとして、二酸化
チタン顔料の表面を導電性物質で被覆したもの（特公昭
60-21553号、特開昭56-114215号、特開昭56-114218号）
が提案されている。また無機平板状物質、例えば雲母、
カオリナイト等の表面を導電性物質で被覆した透明導電
性粉末として特開昭60-50813号、特開昭60-253112号が
提案されている。

発明が解決しようとする問題点 紙やプラスチックへ導電性を付与するためには、これ
ら絶縁体内部に導電性材料を混入したり、またはこれら
導電性材料を含む導電性塗料を絶縁支持体の表面に塗布
または含浸させることによって達成される。

従来、このような目的に使用されている導電性材料と
しては、炭素系導電材料、金属系導電材料、金属酸化物
系導電材料、さらに高分子電解質および無機塩類等イオ
ン伝導系導電材料がある。これらのうち炭素系導電材
料、金属系導電材料および金属酸化物系導電材料は、微
細粉末状、粒状、長繊維状など種々の形状をしており、
すでに複合材料として実用に供されているが、高分子に
対する補強性に欠けたり、また補強性を有しても粗大繊
維状で加工性が悪かったりするため高分子材料との複合
材料として用いるには限度がある。

またイオン伝導系導電材料で処理したものは、大気中
の水分を吸収し湿度変化によってその導電性が大きく左
右され、かつ導電性が小さいという欠点を持っている。

無機粉体の表面に導電処理を施して導電性粉末材料を
製造する方法は公知であって、例えば、特開昭56-11421
5号ないし114218号の各公報には通電感熱紙や静電記録
紙等の導電層に用いる素材を得る目的で、酸化チタン等
の金属酸化物粉末を加熱水中に分散させ、これに塩化錫
のアルコール溶液または塩化錫と塩化アンチモンのアル
コール溶液を添加することにより、金属酸化物粉末の表
面に酸化錫また少量のアンチモンを含有する酸化錫から
なる被覆層を形成させて導電性粉末材料を製造する方法
が記載されている。

しかしながら、上記の方法で得られる導電性粉末材料
は、二酸化チタン顔料本来の高い隠ぺい性のため、導電
性塗料等に混入した場合優れた隠ぺい性を発揮するが、
核として微細な球状の二酸化チタンを使用しているた
め、塗料中での分散性が悪く、塗料製造において強力な
分散処理が必要であり、さらに塗料中での粒子の接触点
が限られる等の理由により、導電性が悪く、希望する導
電性を得るためには比較的高濃度の添加が必要であり、
コストやバインダー強度の問題が指摘されている。

一方透明でしかも導電性を有する粉末としては、無機
平板状物質等の表面を導電性物質で被覆した導電性粉末
があるが、この導電性粉末は隠ぺい性こそないが、塗膜
等に混入した場合、平板状粒子間の接触が球状粒子の場
合の点接触から面接触になるため、高い導電性を発揮す
る。以上の点から隠ぺい性および導電性を兼ね備えた導
電性粉末はまだ満足できるものがないために、その改良
が望まれている。

解決方法 本発明者らは、上記の問題点を解決するため、隠ぺい
性の優れた基材である二酸化チタン顔料と、導電性の優
れた基材である無機平板状物質を複合した導電性粉末に
ついて研究した。その結果、二酸化チタン粉末と無機偏
平状物質をあらかじめ混合、粉砕し一体化した後、導電
性物質を被覆することにより、優れた隠ぺい性と導電性
を兼備した導電性粉末が得られることを見い出したもの
である。

従来からの隠ぺい性に優れた二酸化チタン等の金属酸
化物粉末に、導電性物質を被覆した導電性粉末と、隠ぺ
い性はないが高い導電性を発揮する無機平板状物質等に
導電性物質を被覆した導電性粉末とを混合使用すること
で、その両者の特徴を生かした使用も可能であるが、本
発明に見られるごとく二酸化チタン粉末と無機平板状物
質をあらかじめ混合、粉砕し複合一体化した後に導電性
物質を被覆複合化することにより、塗料中での分散性が
著しく改良され、それぞれ別個に作成した導電性粉末を
混合使用するよりも、より優れた隠ぺい性と導電性を兼
ね備えた複合導電性粉末が得られることを見い出したも
のである。

このような複合効果は、あらかじめ混合、粉砕するこ
とで粒子径および粒子形態の異なる物質がより均一に混
合され、無機平板状粉末と二酸化チタン粉末が均一に混
じり合ったものに、導電性物質の被覆が行われ、一体化
された複合導電性物質となる。このことが、粒子径およ
び粒子形態の異なるそれぞれの導電性粉末を混合使用し
た時に比べて、より優れた隠ぺい性、導電性および分散
性が得られる理由と推定している。導電性粉末材料とし
ては、分散性がよく、形状も球状よりはフレーク状が望
ましい。この理由としては、導電性が導電性顔料粉末同
志の接触によって生じることは明らかであり、球状粒子
が点接触であるのに対して、フレーク状は面接触とな
り、導電性に対して非常に好ましいものとなる。

本発明は二酸化チタンの優れた隠ぺい性と鱗片状雲母
等の無機平板状物質による面接触性を利用したものであ
り、この考え方は今までにない新規なものである。本発
明に利用される二酸化チタンは隠ぺい性の面から顔料ク
ラスの物が望ましい。また二酸化チタンはアナターゼ
型、ルチル型のいずれでも使用できる。また無機平板状
物質としては、雲母のほかイライト、ブラベイサイト、
カオリナイトおよびガラス片などがある。

本発明の導電性粉末の製造方法においては、まず二酸
化チタンおよび鱗片状雲母を二酸化チタンが10〜90重量
％，好ましくは20〜80重量％で混合し、固型分濃度200
〜1000g/l,好ましくは300〜600g/lの水懸濁液を作る。
次にこの水懸濁液を湿式粉砕し、濃度を10〜500g/l,好
ましくは50〜200g/lとする。乾式粉砕の場合は、粉砕後
水懸濁液にする。

導電性被覆は、前記水懸濁液を50〜100℃，好ましく
は70〜90℃に加熱し、塩化錫および塩化アンチモンを含
む塩酸水溶液を滴下し、導電性被覆を形成する。滴下す
る塩化錫および塩化アンチモンの量は、希望する導電性
によって異なるが、通常アンチモンを0.1〜25重量％含
有し、残りが実質的に酸化錫である被覆層を全体割合で
５〜60重量％を含有する範囲である。量が少なすぎると
希望する導電性が得られず、多すぎても導電性の向上効
果は少なく、また経済的でない。滴下速度は塩化錫およ
び塩化アンチモンの処理量によって異なるが、通常30分
〜４時間、好ましくは１〜２時間であり、ゆっくりと滴
下する。短すぎると被覆が不均一となり、希望する導電
性が得られず、長すぎると生産性の低下を招くので好ま
しくない。

次に、反応完了後の懸濁液から酸化錫および酸化アン
チモンの水和物で被覆された生成物をロ過、洗浄そして
回収し乾燥する。その後300〜800℃，好ましくは500〜6
00℃の温度で焼成して被覆層の水和物を酸化物とした
後、粉砕処理をして導電性粉末とする。焼成時間は30分
〜４時間、好ましくは１〜２時間が適当である。焼成条
件が上記範囲を甚だしく逸脱すると、希望する導電性が
得られない。

以上のように本発明によれば、隠ぺい性のある基体と
導電性の優れた基体から、別々に製造された導電性粉末
を混合するのではなく、導電性被覆処理の前に充分混
合、粉砕処理を行うことによって、単なる混合よりも隠
ぺい性および導電性に優れた複合導電性粉末が得られ
る。

一例として、本発明の導電性粉末材料は、比抵抗10オ
ーム・cm/1Kオーム・cmの導電性を有し、これをバイン
ダーに分散した塗料を絶縁性透明フィルムに塗布した塗
工フィルムは、表面抵抗10⁵〜10⁹オームの導電性と光透
過率33％以下の隠ぺい性を有し（透明導電性粉末の場合
の透過率は90％以上である。）かつ湿度変化に対しても
極めて安定であった。また鱗片状雲母の高いアスペクト
比のため塗膜中で積層して導電層を形成するので、希望
する導電度が得られるだけの厚みに導電層を形成すれば
よく、塗工層を任意に選ぶことができるので経済的であ
る。

以下実施例をあ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。

実施例１ ルチル型二酸化チタン3750gと、平均径14μｍでアス
ペクト比58を有する、鱗片状雲母粉末1250gを純水1700m
lに攪拌分散させた。この水懸濁液を湿式粉砕した後100
g/lの濃度に希釈し、温度80℃に加熱保持する。次に別
途用意した4NのHCl水溶液2000mlにSnCl₄として1729.8g
のSnCl₄・xH₂OおよびSbCl₃を234.2g溶解した溶液を１時
間かけて滴下した。生成物をロ過、洗浄後乾燥し、500
℃で２時間焼成して複合導電性粉末を得た。

実施例２ ルチル型二酸化チタン2500gと鱗片状雲母2500gを濃度
300g/lの水懸濁液として用いた以外は実施例１と同様に
処理した。

実施例３ ルチル型二酸化チタン1250gと鱗片状雲母3750gを濃度
300g/lの水懸濁液として用いた以外は実施例１と同様に
処理した。

比較例１ ルチル型二酸化チタン5000gを濃度300g/lの水懸濁液
として用いた以外は実施例１と同様に処理した。

比較例２ 鱗片状雲母5000gを濃度300g/lの水懸濁液として用い
た以外は実施例１と同様に処理した。

比較例３ 比較例１と比較例２の導電性粉末を重量比で75:25に
混合して、導電性粉末を得た。

比較例４ 比較例１と比較例２の導電性粉末を重量比で50:50に
混合して、導電性粉末を得た。

比較例５ 比較例１と比較例２の導電性粉末を重量比で25:75に
混合して、導電性粉末を得た。

前記実施例および比較例の導電性粉末材料についてそ
の性能を試験し、表１の結果を得た。

また図１および図２は、表１の結果をグラフ化したも
のである。

なお、表１の評価は次のようにして行った。

1.粉末抵抗（Ω・cm）：試料粉末1gを採取し、300kg/cm
²の圧力で成形して円柱状圧粉体（直径23mm）とし、そ
の抵抗をエレクトロメーター（タケダ理研社製）で測定
した。

2.表面抵抗（Ω／□）：試料粉末を、酢ビ−塩ビコポリ
マー（商品名:VAGH,UCC社製）に混和して塗料化した後
（P/B＝1.5）、1.5ミリのアプリケーターで、PETフィル
ムへ均一に塗布し、塗膜の表面抵抗をエレクトロメータ
ー（タケダ理研社製）で測定した。

3.光透過率（％）:2.と同様の塗工フィルムを直読へイ
ズコンピューター（スガ試験機製）で測定した。

4.隠蔽力（％）:2.と同様に作成した塗料を白色と黒色
をもつ隠ぺい力測定用紙上に1.5ミルのフィルムアプリ
ケーターで均一に塗布し、白色と黒色の明るさの比率で
表示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例およひ比較例の製品の表面抵抗のグラ
フ、第２図はそれらの隠ぺい力のグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二酸化チタンと無機平板状物質を混合、粉
   砕し、粒子表面に、アンチモンを0.1〜25重量％を含有
   し、残りが実質的に酸化錫からなる被覆層を全体割合で
   ５〜60重量％含有してなる隠ぺい性を有する複合導電性
   粉末。
2. 【請求項２】二酸化チタンと無機偏平状物質を二酸化チ
   タンが10〜90重量％の比率となるように混合し、乾式あ
   るいは湿式で粉砕した後、水懸濁液とし、その水懸濁液
   を50℃以上の温度に加熱し、10〜700g/lの塩化錫、およ
   び0.5〜180g/lの塩化アンチモンを、それらの加水分解
   を防ぐに足りる塩酸を含む溶液に溶解した塩化錫と塩化
   アンチモンの混合溶液を添加することにより、アンチモ
   ンを0.1〜25重量％含有し、残りが実質的に酸化錫から
   なる被覆層を全体割合で５〜60重量％被覆せしめ、被覆
   生成物をロ過、回収し、焼成する工程からなることを特
   徴とする隠ぺい性を有する複合導電性粉末の製造法。