JPS6186421A - 白色導電性粉末の製造方法 - 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】 本発明は導電性を付与するためにプラスチックあるいは
ゴム等に混合する酸化亜鉛を主成分とした白色導電性粉
末の製造方法に関する。

近年ＩＣ産業や電子産業分野ではプラスチック、ゴム製
部材等に発生する静電気により機器に機能障害が生じる
ことが判明し、この対策としてプラスチックやゴム等の
基体中にカーボンや酸化亜鉛等の導電性フィラーを添加
、混合することが提案されている。

一般に導電性酸化亜鉛粉末を合成する方法として特公昭
５５−１９８９６号公報、特公昭５５−１９８９７号公
報にみられる如く酸化亜鉛末に活性化剤であるＡ１、Ｇ
ａ、Ｉｎの酸化物を添加した原材料を容器内に供給し、
この容器を還元性雰囲気或いは酸化性雰囲気下に置き、
６００〜１１００℃の温度条件下に焼成する方法や特開
昭５６−６９２６６号公報にみられる如く水溶性亜鉛塩
とＡｊＬ　Ｇａ、Ｉｎ等の水溶性金属塩をアルカリ或い
は炭酸アルカリで中和させる所謂湿式生成法で共沈させ
て得た析出物を窒素雰囲気中６００〜１０００℃の温度
で焼成する方法が知られてい。

湿式生成法は上述の固体混合法に比べて極めて微粒子の
粉末の製造が可能という利点を有するものの粉末自体の
導電性が悪いという欠点があった。

かかる事情下に鑑み、本発明者らは湿式生成法による導
電性低下理由を鋭意検討した結果、粉末の導電性を低下
させる原因が粉末中に塩の形態にまで至らないＬｉ、Ｎ
ａ、に等の化合物の存在にあることを見出し、本発明を
完成するに至った。

すなわち本発明は、焼成後の組成が酸化物換算で酸化亜
鉛１００重量部に対し酸化アルミニウム、酸化錫、酸化
インジウムおよび酸化ガリウムの少なくとも１種が０．
０５〜５重量部となる如く水溶性亜鉛化合物とアルミニ
ウム、スズ、インジウムおよびガリウムの少なくとも１
種の水溶性金属化合物を加え、次いでアルカリ或いは炭
酸アルカリを添加、撹拌して中和共沈せしめ、得られた
析出物を濾過、水洗し、必要に応じ脱水、乾燥し、還元
性雰囲気下５００〜８００℃の温度で焼成する白色導電
性粉末の！！遣方法に於いて、水溶性亜鉛化合物に対す
るアルカリ或いは炭酸アルカリの量を中和理論反応当量
未満となる如く存在させて中和共沈せし、めることを特
徴とする白色導電性粉末の製造方法を提供するにある。

以下本発明方法を更に詳細に説明する。

本発明の実施に際し適用される水溶性亜鉛化合物として
は焼成後酸化亜鉛を形成するものであれば特にその種類
は制限されないが、例えば硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜
鉛または酢酸亜鉛或いはこれらの混合物等が挙げられる
。

他方水溶性全屈化合物としては焼成後酸化アルミニウム
、酸化錫、酸化インジウム或いは酸化ガリウムを形成す
るものであればよく、アルミニウム、錫、インジウムお
よびガリウムの塩化物、硝酸塩、硫酸塩または酢酸塩お
よびアルカリ金属塩更にはこれらの混合物が適用される
。より具体的には塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム
、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、アルミン酸ソ
ーダ、ミョウバン、カリウムミョウバン等の水溶閉アル
ミニウム化合物、塩化第一錫、塩化第二錫、硫酸第二錫
、ヘキサヒドロオキシ錫酸ナトリウム、ヘキサクロロ錫
酸カリウム等の水溶性錫化合物、塩化インジウム、硝酸
インジウム等の水溶性インジウム化合物および塩化ガリ
ウム、硝酸ガリウム、硫酸カリウム、ソーダと酸化ガリ
ウムとの混合物等が挙げられる。

水溶性亜鉛化合物に対する上記水溶性金属化合物の添加
混合割合は焼成後の形態として酸化亜鉛１００重量部に
対し酸化物換算で０．０５〜５重量部、好ましくは０．
１〜２重量部の範囲で用いられる。

酸化亜鉛に対する水溶性金属化合物の添加混合割合が上
述の範囲を外れる場合には体積固有抵抗値の低いフィラ
ー粉末を得ることができない。

所定量の水溶性亜鉛化合物に水溶性金属化合物を加え十
分に撹拌混合した溶液には次いで公知の方法に従い水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、
水酸化リチウム等のアルカリ或いは炭酸ナトリウム、炭
酸水素ナトリウム等の炭酸アルカリを添加、撹拌して中
和し、沈澱を析出させる。就中、中和反応に１吏用する
アルカリ或いは炭酸アルカリとしては廉価であるとの理
由より水酸化ナトリウムおよび炭酸ナトリウムが推奨さ
れる。

本発明の特徴はかかる中和共沈工程にあり、中和に供さ
れるアルカリ或いは炭酸アルカリの量は水溶性亜鉛化合
物に対して中和理論反応当量未満の存在下で実施される
。具体的には中和時に於ける反応温度或いは撹拌条件に
より一義的ではないが中和理論反応当量の９９．９〜５
０％、好ましくは９９〜９０％の範囲内であればよく、
９９．９％を越える場合には得られる酸化亜鉛を主体と
する粉末の導電性が著しく悪化するので好ましくなく、
他方５０％未満の場合には当然のことながら析出収率が
低下するので好ましくなく、反応調整の容易さおよび収
率から９９〜９０％の範囲で実施することが推奨される
。

このようにして中和共沈処理して反応を完了せしめた後
の析出物と７８液は公知の方法により濾別し、分捕され
た析出物は水洗、乾燥し、必要に応じて粉砕又は解砕し
て凝集粒をほぐした後例えば水素、−酸化炭素等の還元
性雰囲気下５００〜８００℃の温度で焼成される。還元
性ガスを適用する場合には爆発の危険性を防止するとい
う意味から予め窒素等で焼成炉内を置換し、その後還元
性ガスを導入して焼成する方法或いは還元性ガス−窒素
ガスの混合ガスを用いる方法等が挙げられるが焼成後の
体積固有抵抗値が優れている点より水素或いは水素−窒
素雰囲気下での焼成方法が推奨される。

本発明において粉体の焼成温度が５００℃より低い場合
には体積固有抵抗値が高く、他方８００℃を越える場合
には粉体単位重量当たりの導電性付与効果が低下し好ま
しくない。

又本発明方法の実施に際し、中和共沈後の析出物を水洗
するに先立ち希薄な酸、例えば塩酸、硫酸、硝酸、酢酸
等での洗浄、更には水洗後の乾燥に先立ち析出物を６０
〜１００℃の温度で水中、又は水蒸気中で加熱処理する
ことも本発明方法の効果を妨げるものではない。

以上詳述した如く、本発明方法は水溶性亜鉛化合物と活
性化剤としての水溶性金属化合物を混合し、これをアル
カリで中和１．共沈せしめ、該共沈物を水洗、乾燥、焼
成することにより導電性酸化亜鉛粉末を得る方法におい
て、単に中和時に於ける水溶性亜鉛化合物に対するアル
カリ或いは炭酸アルカリの量を中和理論反応当量未満の
範囲で存在せしめるという極めて簡単な方法によりフィ
ラーとしての導電性を著しく向上せしめることに成功し
たものであり、その産業的価値は頗る大なるものである
。

以下本発明方法を実施例により更に詳細に説明するが、
本発明はかかる実施例により制限されるものではない。

尚本文中に於いて理論反応当量とは、添加されるすべて
の塩を丁度中和するに必要な量とし、アルカリの全当量
を酸の全当量で割った値を当量比とした。

実施例　１ 塩化亜鉛６４．６４ｋｇ、硝酸アルミニウム（９水和物
）１．６５ｋｇおよび塩化第二錫（５水和物）１．５５
ｋｇを１．５ｍの水に溶解し、十分に撹拌しなからＧａ
Ｑ、１１ｋｇ、苛性ソーダ１．１ｋｇ。

炭酸ソーダ４８ｋｇを含有する水溶液ｏ、　　２５ｒｒ
ｉを加え、中和共沈させ（当量比：０．９５）、濾別し
て得た析出物を３ｍの水で水洗後スラリー濃度３００　
ｇ／ｊ？に調整し、密封容器中に入れ、温度８０℃で１
６時間加熱処理を施した後５００℃で３時間乾燥した後
解砕し粉末とした。

この粉末を水素雰囲気下７００℃の温度で３時間焼成し
、白色導電性粉末を得た。この白色導電性粉末の粉末抵
抗は１Ωｃｍであった。

次いで得られた粉末を市販のウレタン樹脂に対し５０重
量％の割合で充填し、ロール混練後厚さ５０μのウレタ
ンフィルムに成形した。このフィルムの体積固有抵抗値
は５　Ｘ　１　（ｆＱｃｍであった。

又ポリプロピレン樹脂に対し５０重量％の割合で充填し
、ロール混練した後７０μのシート状に成形した。該シ
ートの体積固有抵抗値は８×１０５Ωｃｍであった。

実施例　２ 塩化亜鉛６４．６４ｋｇと硝酸アルミニウム（９水和物
）１．６５ｋｇを１．６ｍの水に溶解し、十分に撹拌し
ながら炭酸ソーダ４８ｋｇを含有する水溶液０．．２５
ｍを加え、中和共沈させ（当量比二０．９４）、濾別し
て得た析出物を３ｍの水で水洗後スラリー濃度３００　
ｇ／ｌに調整し、密封容器中に入れ、温度８０℃で１６
時間加熱処理を施した後５００℃で３時間乾燥した後解
砕し粉末とした。

この粉末を水素雰囲気下７００℃の温度で３時間焼成し
、白色導電性粉末を得た。この白色導電性粉末の粉末抵
抗は２０Ωｃｎ＋であった。

次いで得られた粉末を市販のウレタン樹脂に対し５０重
量％の割合で充填し、ロール混練後厚さ５０μのウレタ
ンフィルムに成形した。このフィルムの体積固有抵抗値
は５×１０Ωｃｍであった。

又ポリプロピレン樹脂に対し５０重量％の割合で充填し
、ロール混練した後７０μのシート状に成形した。該シ
ートの体積固有抵抗値はＩ　Ｘ　１０７Ωｃｍであった
。

実施例　３ 塩化亜鉛６．４６４ｋｇ、硝酸アルミニウム（９水和物
）１６５ｇおよび塩化インジうム１０５ｇを１６０１の
水に熔解し、十分に撹拌しながら炭酸ソーダ４．９ｇを
熔解した水溶液２５２を加え、中和共沈させ（当量比：
０．９５）、濾別して得た析出物を３００βの水で水洗
後４００℃で３時間乾燥した後解砕し粉末とした。

この粉末を水素雰囲気下７００℃の温度で３時間焼成し
、白色導電性粉末を得た。この白色導電性粉末の粉末抵
抗は７Ωｃｍであった。

次いで得られた粉末を市販のウレタン樹脂に対し５０重
量％の割合で充填し、ロール混練後厚さ５０μのウレタ
ンフィルムに成形した。このフィダ ルムの体積固有抵抗値は８×１０Ωｃｍであった。

又ポリプロピレン樹脂に対し５０重量％の割合で充填し
、ロール混練した後７０μのシート状に成形した。該シ
ートの体積固有抵抗値は２×１０６Ωｃｍであった。

比較例　１ 実施例１における炭酸ソーダの量を５３ｋｇとした以外
全く同様の方法で白色導電性粉末を得た（当量比：１．
０５）。この粉末の粉末抵抗値は３００Ωｃｍであり、
実施例と同様にして得たウレボリプロピレンシートのそ
れは３×１０Ωｃｍであった。

比較例　２ 実施例２における炭酸ソーダの量を５６ｋｇとした以外
全く同様の方法で白色導電性粉末を得た（当量比：１．
１０）。この粉末の粉末抵抗値は５００Ωｃｍであり、
実施例と同様にして得たウレタンフィルムの体積固有抵
抗値は６×１０Ωｃｍ、ポリプロピレンシートのそれは
３×１０Ωｃｍであった。

比較例　３ 実施例３における炭酸ソーダの量を５．３ｋｇとした以
外全（同様の方法で白色導電性粉末を得た（当量比：１
．０３）。この粉末の粉末抵抗値は８０Ωｃｍてあり、
実施例と同様にして得たウレタンフィルムの体積固有抵
抗値は２×１０Ωｃｍ、ポリプロピレンシートのそれは
６　Ｘ　１０７Ω・・であ。

た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼成後の組成が酸化物換算で酸化亜鉛１００重量部に対
   し酸化アルミニウム、酸化錫、酸化インジウムおよび酸
   化ガリウムの少なくとも１種が０．０５〜５重量部とな
   る如く水溶性亜鉛化合物とアルミニウム、スズ、インジ
   ウムおよびガリウムの少なくとも１種の水溶性金属化合
   物を加え、次いでアルカリ或いは炭酸アルカリを添加、
   撹拌して中和共沈せしめ、得られた析出物を濾過、水洗
   し、必要に応じ脱水、乾燥し、還元性雰囲気下５００〜
   ８００℃の温度で焼成する白色導電性粉末の製造方法に
   於いて、水溶性亜鉛化合物に対するアルカリ或いは炭酸
   アルカリの量を中和理論反応当量未満となる如く存在さ
   せて中和共沈せしめることを特徴とする白色導電性粉末
   の製造方法。