JP2002137920A - Tin base oxide and its making method - Google Patents

Tin base oxide and its making method

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JP2002137920A
JP2002137920A JP2000331867A JP2000331867A JP2002137920A JP 2002137920 A JP2002137920 A JP 2002137920A JP 2000331867 A JP2000331867 A JP 2000331867A JP 2000331867 A JP2000331867 A JP 2000331867A JP 2002137920 A JP2002137920 A JP 2002137920A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tin base oxide of which the main component is tin dioxide to be a useful conductive filler from the safety view point, and its making method. SOLUTION: The volume resistivity of the tin base oxide is 102-109 Ωcm free from a dopant added generally for improving the conductive property such as lapse of antimony or fluorine which has a safety problem and is stable with the time. The frictional electrification value of the tin base oxide exhibits zero or plus. For example a gel powder is made by the concentration of a soluble tin oxide precursor solution which dissolves tin compounds like metallic tin or tin halide or the like in an aqueous solution or an organic solvent base solution, or a solution which contains at least one kind element selected from an alkali metal element or an alkaline earth metal element or a rare earth element, and then heat-treated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性フィラーと
して有用な錫系酸化物及びその製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a tin-based oxide useful as a conductive filler and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、様々な分野で導電性フィラーが使
用されている。例えば、静電気による各種プラスチック
製品への埃の付着やプラスチック製容器内に収容された
可燃性粉体の粉塵爆発を防止する目的で、その原料プラ
スチックに粉末状あるいは繊維状等の導電性フィラーを
添加して各種プラスチック製品に導電性を付与して帯電
防止能を持たせることが行われている。また、乾式プリ
ンターやコピー機等の電子写真分野で使用される黒色ト
ナーやカラートナーにおいても、これらトナー粒子自体
の体積抵抗率や摩擦帯電量等の表面物性を制御するため
に、導電性フィラーが使用されている。更にトナー以外
にも電子写真の感光ドラムや帯電部材に用いられる部材
の体積抵抗率を制御するために、同様な導電性フィラー
が必要となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, conductive fillers have been used in various fields. For example, to prevent dust from adhering to various plastic products due to static electricity and dust explosion of flammable powders contained in plastic containers, conductive fillers such as powder or fiber are added to the raw plastic. In addition, it has been practiced to impart conductivity to various plastic products so as to have an antistatic function. Also, in black toners and color toners used in the field of electrophotography such as dry printers and copiers, conductive fillers are used to control surface physical properties such as volume resistivity and triboelectric charge of these toner particles themselves. It is used. Further, in order to control the volume resistivity of a member used for a photosensitive drum or a charging member of electrophotography other than the toner, a similar conductive filler is required.

【0003】このように、導電性フィラーは各種工業分
野で使用され、その用途も拡大・多様化しているが、各
用途毎に求められる導電性の程度(体積抵抗率の値)が
異なったり、また、導電性以外にも様々な性能が要求さ
れるようになってきている。その要求の一つとして薄色
化が挙げられる。例えば、ICやLSI等の製造におい
て使用する電子部品搬送用トレイや、小麦粉などの可燃
性粉体用包装袋においては、内容物を識別するために透
明性が要求されるため、このような用途に使用する導電
性フィラーとしては薄色系であることが望まれている。
また、トナー用においても、近年カラー電子写真向けの
用途が急増しつつあることから、トナーの着色の自由度
を高めるために薄色系の導電性フィラーが求められてい
る。
As described above, conductive fillers are used in various industrial fields and their uses are expanding and diversifying. However, the degree of conductivity (value of volume resistivity) required for each use is different, In addition, various performances are required in addition to conductivity. One of the requirements is to reduce the color. For example, in trays for transporting electronic components used in the manufacture of ICs and LSIs, and in packaging bags for flammable powders such as flour, transparency is required to identify the contents. It is desired that the conductive filler to be used is a light-colored one.
In addition, as for toners, the use for color electrophotography has been rapidly increasing in recent years. Therefore, a light-colored conductive filler is required to increase the degree of freedom of toner coloring.

【0004】従来汎用的に使用されている導電性フィラ
ーとしては、カーボンブラックや金属粉末があるが、こ
れらを用いると、自由な着色ができず、上記のような要
求に応えることは困難である。特に金属粉末を用いた場
合には、空気中の水分によって徐々に酸化されるために
その導電性が経時的に低下するという問題があり、トナ
ー用の導電性フィラーとして用いると画質が不均一にな
ることがある。
Conventionally used conductive fillers include carbon black and metal powder, but if they are used, they cannot be colored freely and it is difficult to meet the above requirements. . In particular, when metal powder is used, there is a problem that its conductivity is gradually reduced due to gradual oxidation by moisture in the air, and when used as a conductive filler for toner, the image quality becomes uneven. May be.

【0005】このような薄色化が可能な導電性物質とし
ては二酸化錫等の酸化物系フィラーが考えられるが、一
般に酸化錫の導電性は低くその制御可能な幅も小さいた
め、アンチモンやフッ素、リン、ヒ素、ビスマス、セレ
ン、テルル、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、
モリブデン、タングステンなどの体積抵抗率を低下させ
る(導電性を向上させる)作用を有するドーパント(以
下、導電性向上用ドーパントともいう。)を添加して導
電性を高る必要がある。ところが、これら導電性向上用
ドーパントを添加した場合には着色が起こり上記薄色化
を達成することができなくなることがあるばかりでな
く、上記導電性向上用ドーパントは一般に有害であるも
のが多いため、その用途が制限されたり、製造時、使用
時、又は廃棄時に注意が必要となる。
An oxide-based filler such as tin dioxide can be considered as a conductive material capable of reducing the color. However, since tin oxide generally has low conductivity and a small controllable width, it is difficult to use antimony or fluorine. , Phosphorus, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium, niobium, tantalum, chromium,
It is necessary to increase the conductivity by adding a dopant having a function of lowering the volume resistivity (improving conductivity) such as molybdenum or tungsten (hereinafter also referred to as a dopant for improving conductivity). However, when these conductivity-improving dopants are added, not only may coloring occur and the above-described lightening cannot be achieved, but also the conductivity-improving dopants are generally harmful. However, its use is limited, and care must be taken during manufacture, use, or disposal.

【0006】例えば、前記した電子写真装置やトナーの
分野においては、使用者が導電性フィラーと直接触れた
り、紙などの印刷物に付着したものを乳幼児が誤って口
に入れたりすることがあるため、トナーに添加される電
荷制御剤として使用されているクロム含有化合物や、感
光ドラムの導電性皮膜として使用されている亜鉛系酸化
物やアンチモン含有の錫系酸化物などを無害化合物へ転
換することが検討され始めている。また、廃棄に関して
も、米国カリフォルニア州の廃棄物規制法{該規制法で
は、廃棄物の重量当たりクロム(3価)は2500pp
m以下、亜鉛は5000ppm以下、アンチモンは50
0ppm以下、バリウムは10000ppm以下、ヒ素
は500ppm以下にしなければならないように決めら
れている。}に代表されるように、有害物質を含むもの
の廃棄に対する規制が強化される傾向にある。
For example, in the field of the electrophotographic apparatus and the toner described above, a user may directly touch the conductive filler, or a child may erroneously put something attached to a printed matter such as paper into a mouth. To convert chromium-containing compounds used as charge control agents added to toners, zinc-based oxides used as conductive coatings on photosensitive drums, and tin-based oxides containing antimony to harmless compounds Has begun to be considered. Regarding disposal, the California State Waste Regulation Law {Chromium (trivalent) per weight of waste is 2500 pp.
m, zinc is 5000 ppm or less, and antimony is 50 ppm.
It is determined that 0 ppm or less, barium must be 10000 ppm or less, and arsenic must be 500 ppm or less. }, There is a tendency to tighten regulations on the disposal of substances containing harmful substances.

【0007】この様な理由から、薄色系の導電性フィラ
ーとなり得る二酸化錫系の導電性フィラーにおいて、導
電性向上用ドーパントを全く含有しないか、あるいはニ
オブ、タンタル、モリブデン、タングステン、リンなど
の安全性に問題のない導電性向上ドーパントを添加して
所望の体積抵抗率に制御することが提案されている。
For these reasons, tin dioxide-based conductive fillers, which can be light-colored conductive fillers, do not contain any conductivity-improving dopants or contain niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, phosphorus, etc. It has been proposed to control the volume resistivity to a desired value by adding a conductivity-improving dopant having no problem in safety.

【0008】例えば、特公昭62−1572号公報、特
公昭62−1573号公報、特公昭62−1574号公
報、及び特開平2−3221号公報には、導電性向上用
ドーパントを含有しない二酸化錫粉末においてその体積
抵抗率が104〜107Ωcmであることが記載されてい
る。また、特開平6−345429号公報には、第二錫
塩を含有する溶液を中和処理して沈殿物を析出させた後
に、沈殿物を不活性又は弱還元性雰囲気中で焼成するこ
とにより、2.0×108Paと非常に高いプレス圧で
圧粉法により測定したときの体積抵抗率が10-1〜10
4Ωcmの二酸化錫粉末が得られる旨が記載されてい
る。
For example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-1572, Japanese Patent Publication No. Sho 62-1573, Japanese Patent Publication No. Sho 62-1574, and JP-A-2-3221 disclose tin dioxide containing no dopant for improving conductivity. It is described that the powder has a volume resistivity of 10 4 to 10 7 Ωcm. JP-A-6-345429 discloses that a solution containing a stannic salt is neutralized to precipitate a precipitate, and then the precipitate is calcined in an inert or weakly reducing atmosphere. , A volume resistivity measured by a powder compaction method at a very high press pressure of 2.0 × 10 8 Pa is 10 −1 to 10
It is described that tin dioxide powder of 4 Ωcm is obtained.

【0009】しかしながら、これら二酸化錫粉末では、
体積抵抗率の低いものについては前記特開平6−345
429号公報中にも説明されているように二酸化錫粉末
の表面が局部的に金属錫に還元されるために、得られる
二酸化錫粉末は金属錫を含むために着色したり、金属錫
の酸化によって経時的に体積抵抗率(導電性)が大きく
上昇して、各種プラスチックやトナー添加用途では体積
抵抗率の制御が困難になることが予想される。
However, in these tin dioxide powders,
For those having a low volume resistivity, see JP-A-6-345.
Since the surface of the tin dioxide powder is locally reduced to metallic tin as described in Japanese Patent Publication No. 429, the resulting tin dioxide powder is colored to contain metallic tin or oxidized. Therefore, it is expected that the volume resistivity (conductivity) will greatly increase with time, and it will be difficult to control the volume resistivity in various plastic and toner addition applications.

【0010】また、一般に静電気の発生を極力防止する
ため、摩擦帯電量を制御する機能を持たせた導電性フィ
ラーも望まれており、用途によってはそのために導電性
フィラーの摩擦帯電量がゼロ又はプラスの値とすること
が必要であるが、二酸化錫や上記の安全性に問題のない
導電性向上用ドーパントを添加した錫系酸化物は、その
摩擦帯電量がマイナスの値をとるものしか知られておら
ず(例えば、粉体と工業、第28巻、4号、47ペー
ジ、1996年)、このような用途に使用することはで
きない。
In general, in order to prevent the generation of static electricity as much as possible, a conductive filler having a function of controlling the triboelectric charge is also desired. Depending on the application, the triboelectric charge of the conductive filler is zero or zero. It is necessary to set the value to a positive value, but only tin oxide or tin-based oxides to which the above-mentioned dopant for improving conductivity which does not pose a problem in safety have a negative value of the triboelectric charge are known. (Powder and industry, Vol. 28, No. 4, p. 47, 1996) and cannot be used for such applications.

【0011】例えば、電子部品搬送用トレイや可燃性粉
体用包装袋などの用途では、可塑剤やシリカなどの他の
添加剤を添加しているためと思われるが、該トレイ同士
あるいは該包装袋どうし、更には他の物質との摩擦によ
って発生する摩擦帯電量がマイナスの値をとることが多
いため、導電性フィラーとしてはゼロからプラスの値を
とるものを添加して、全体としてなるべく摩擦帯電量を
プラスマイナスゼロに近づけることが望ましく、また、
所謂クリーナーレスシステムの電子写真装置(例えば、
特開平11−212337号、特開2000−1628
49号など)に用いるトナーに添加するための導電性フ
ィラーにおいても特定の方式を採用した場合にはトナー
の摩擦帯電量を制御するために添加する導電性フィラー
自体の摩擦帯電量をゼロからプラスの値に制御すること
が望ましいが、上記の安全性に問題のない導電性向上用
ドーパントを添加した錫系酸化や二酸化錫は、その摩擦
帯電量がマイナスの値であるためこのような用途に使用
することはできない。
For example, in applications such as trays for transporting electronic parts and packaging bags for flammable powder, it is presumed that other additives such as plasticizers and silica are added. Since the amount of triboelectric charge generated by friction between bags and other substances often takes a negative value, conductive fillers that take a value from zero to a positive value are added, and friction as much as possible as a whole is added. It is desirable to make the charge amount close to plus or minus zero,
Electrophotographic apparatus of a so-called cleanerless system (for example,
JP-A-11-212337, JP-A-2000-1628
No. 49), when a specific method is used for the conductive filler to be added to the toner used in the toner, the frictional charge of the conductive filler itself added to control the frictional charge of the toner is increased from zero to plus. It is desirable to control to the value of, but tin-based oxide or tin dioxide added with a conductivity-improving dopant that does not have a problem with the safety described above, because its triboelectric charge amount is a negative value, it is suitable for such applications. Can not be used.

【0012】なお、クリーナーレスシステムとは、トナ
ー像を転写材に転写後、感光ドラム上の転写残トナーが
付着した場所が帯電部と相対したときに、帯電部の帯電
部材(磁性粒子など)によって転写残トナーを掻き取
り、帯電部にいったん収納した後、再び感光ドラム上に
戻し、その後トナーを有する現像部内に回収し、再利用
するシステムであり、廃トナーを出さないので環境保護
の観点から好ましいシステムである。該クリーナーレス
システムでは、帯電部にいったん収納された転写残トナ
ーが帯電部材との摺擦によって必要以上に帯電する現
象、即ちチャージアップを防止するために、トナーに中
程度(102〜109Ωcm)の体積抵抗率を有する微粉
末(以下、中抵抗微粉末ともいう。)を含有させ、電荷
を逃がす機能を持たせる必要があるが、感光ドラム側を
マイナスに帯電させてプラスに帯電させたトナーで現像
する方式(該方式は、感光ドラムの寿命が長いため廃棄
物の量が低減できるという特徴がある。)を採用した場
合には、中抵抗微粉末をトナーに添加しても、トナーが
プラスに帯電できるように中抵抗微粉末もゼロからプラ
スに帯電する性質を有している必要がある。
A cleaner-less system is a system in which a toner image is transferred to a transfer material, and when a place where the untransferred toner adheres on the photosensitive drum is opposed to the charging section, a charging member (such as magnetic particles) of the charging section is used. This is a system that scrapes off the transfer residual toner, temporarily stores it in the charging unit, returns it to the photosensitive drum again, and then collects it in the developing unit containing the toner and reuses it. Is a preferred system. In the cleaner-less system, in order to prevent a phenomenon in which the transfer residual toner once stored in the charging unit is charged more than necessary by rubbing with the charging member, that is, in order to prevent charge-up, a medium (10 2 to 10 9) Ωcm), it is necessary to contain a fine powder having a volume resistivity (hereinafter, also referred to as a medium resistance fine powder) and to have a function of releasing electric charge. In the case of adopting a method of developing with toner (this method has a feature that the amount of waste can be reduced because the life of the photosensitive drum is long), even if the medium resistance fine powder is added to the toner, The medium-resistance fine powder also needs to have the property of charging from zero to positive so that the toner can be positively charged.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように、二酸化錫
を主成分とする錫系酸化物は、工業的に有用な導電性フ
ィラーとなり得ると考えられるが、安全性が高く、薄色
系で、体積抵抗率が中程度から高い値を有し、該体積抵
抗率が経時変化せず、且つ摩擦帯電量がゼロからプラス
の値を有するものはこれまで知られていない。本発明は
このような錫系酸化物を提供することを目的とする。
As described above, tin-based oxides containing tin dioxide as a main component are considered to be industrially useful conductive fillers, but are highly safe and have a light color. Those having a medium to high volume resistivity, the volume resistivity of which does not change with time, and a triboelectric charge of zero to a positive value have not been known so far. An object of the present invention is to provide such a tin-based oxide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意検討を行った。その結果、アンチ
モン等の有害な元素を含まない二酸化錫においても、ア
ルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、希土類元素の
中から選ばれる少なくとも1種類の元素を添加した場合
には、体積抵抗率を低くすることが出来、しかも摩擦体
電量をゼロ以上(ゼロ又はプラス値)とすることができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, even in tin dioxide containing no harmful elements such as antimony, when at least one element selected from alkali metal elements, alkaline earth metal elements, and rare earth elements is added, the volume resistivity becomes lower. The inventors have found that it is possible to reduce the frictional charge and to make the triboelectric charge zero or more (zero or a positive value), and have completed the present invention.

【0015】即ち、第一の本発明は、酸素欠陥を有して
いてもよい二酸化錫結晶を含み、実質的にアンチモン、
フッ素、ヒ素、ビスマス、セレン、テルル、バナジウ
ム、及びクロムを含まず、アルカリ金属元素、アルカリ
土類金属元素、希土類元素の中から選ばれる少なくとも
1種類の元素を含む錫系酸化物であって、該錫系酸化物
の粉末を5.6×107Paのプレス圧で圧粉法により
測定したときの体積抵抗率が102〜109Ωcmであ
り、且つ摩擦帯電量がゼロ又はプラスの値を有すること
を特徴とする錫系酸化物である。
That is, a first aspect of the present invention comprises a tin dioxide crystal which may have oxygen vacancies, and substantially comprises antimony,
Fluorine-free, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium, and chromium-free, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, tin-based oxides containing at least one element selected from rare earth elements, The tin-based oxide powder has a volume resistivity of 10 2 to 10 9 Ωcm when measured by a powder compaction method at a press pressure of 5.6 × 10 7 Pa, and a triboelectric charge of zero or a positive value. It is a tin-based oxide characterized by having.

【0016】上記本発明の錫系酸化物は、実質的にアン
チモン、フッ素、ヒ素、ビスマス、セレン、テルル、バ
ナジウム、及びクロムといった有害な元素を含まないの
で安全性が高い。また該錫系酸化物は薄色であり、体積
抵抗率が中程度から高い値を示し、且つ該体積抵抗率が
経時変化しないという性質があり、更には摩擦帯電量が
ゼロからプラスの値を有するため、各種プラスチック製
品の埃付着防止や可燃性粉体の粉塵爆発防止のための導
電性フィラー、あるいは電子写真のトナー用の導電性フ
ィラーなど、様々な分野で使用可能である。
The tin-based oxide of the present invention has high safety because it does not substantially contain harmful elements such as antimony, fluorine, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium and chromium. Further, the tin-based oxide is light-colored, has a property that the volume resistivity shows a medium to high value, and the volume resistivity does not change with time. Therefore, it can be used in various fields such as a conductive filler for preventing dust adhesion of various plastic products and a dust explosion of flammable powder or a conductive filler for toner of electrophotography.

【0017】また上記本発明の錫系酸化物の中でも、粉
末状であって、粒度分布におけるD90の粒径が0.1
〜30μmであるものは、粒子同士の凝集が少なく良好
な流動性を有して取り扱い易いという特徴がある上、各
種プラスチックのフィルムに添加したときにフィルム表
面に凹凸が出にくいため、好適である。更に特にトナー
に添加するための中抵抗微粉末の用途では、該微粉末は
トナーよりもなるべく小さい粒径を有する方がトナー像
のエッジがきれいになり、転写及び定着後の印刷物の画
質は良くなる性質があるが、本発明の錫系酸化物の中で
粒度分布におけるD90の粒径が0.1〜30μmであ
るものは、トナーよりも大きな粒径の粒子の割合が非常
に少ないため好適である。
Further, among the tin-based oxides of the present invention, the powdery D90 having a particle size distribution of D90 in the particle size distribution is 0.1%.
Those having a size of from 30 μm to 30 μm are preferable because they have a feature that the particles have less agglomeration, have good fluidity and are easy to handle, and when added to a film of various plastics, the film surface does not easily have irregularities. . In particular, in the application of a medium-resistance fine powder to be added to a toner, the fine powder having a smaller particle size than the toner has a sharper edge of a toner image, and the image quality of a printed matter after transfer and fixing is better. Among the tin-based oxides of the present invention, those having a particle size distribution of D90 of 0.1 to 30 μm among the tin-based oxides of the present invention are preferable because the ratio of particles having a particle size larger than that of the toner is very small. is there.

【0018】また、第二の本発明は、溶解性酸化錫前駆
体、並びにアルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、
及び希土類元素の中から選ばれる少なくとも1種類の元
素を含む有機溶媒系溶液又は水系溶液を濃縮してゲル状
物を得た後、該ゲル状物を加熱処理することを特徴とす
る前記本発明の錫系酸化物の製造方法であり、第三の本
発明は、溶解性酸化錫前駆体、並びにアルカリ金属元
素、アルカリ土類金属元素、及び希土類元素の中から選
ばれる少なくとも1種類の元素を含む有機溶媒系溶液又
は水系溶液と、塩基又は酸とを混合し、前記有機溶媒系
又は水系溶液の一部又は全部を中和して不溶性の酸化錫
前駆体を析出させ、析出した不溶性酸化錫前駆体を加熱
処理することを特徴とする前記本発明の錫系酸化物の製
造方法である。
Further, the second present invention provides a soluble tin oxide precursor, an alkali metal element, an alkaline earth metal element,
And concentrating an organic solvent-based solution or an aqueous solution containing at least one element selected from the group consisting of a rare earth element and a rare earth element to obtain a gel-like substance, and then heating the gel-like substance. The present invention is a method for producing a tin-based oxide, wherein the soluble tin oxide precursor, and at least one element selected from an alkali metal element, an alkaline earth metal element, and a rare earth element An organic solvent-based solution or aqueous solution containing, and a base or an acid are mixed, and a part or all of the organic solvent-based or aqueous solution is neutralized to precipitate an insoluble tin oxide precursor, and the precipitated insoluble tin oxide is precipitated. The method for producing a tin-based oxide according to the present invention, wherein the precursor is subjected to a heat treatment.

【0019】これら本発明の製造方法によれば、本発明
の錫系酸化物を効率よく得ることができる。
According to the production method of the present invention, the tin-based oxide of the present invention can be obtained efficiently.

【0020】なお、アルカリ金属元素、アルカリ土類金
属元素、希土類元素の中から選ばれる少なくとも1種類
の元素(以下、帯電量制御ドーパントともいう。)を含
む錫系酸化物の摩擦帯電量が何故ゼロ以上(ゼロ又はプ
ラス)の値を示すかについて、その理由は明らかでない
が、二酸化錫と帯電量制御ドーパントとの間の複雑な相
互作用によるものと思われる。
The triboelectric charge of a tin-based oxide containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element, an alkaline earth metal element, and a rare earth element (hereinafter also referred to as a charge control dopant) is determined. The reason for exhibiting a value greater than zero (zero or positive) is not clear, but may be due to a complex interaction between the tin dioxide and the charge controlling dopant.

【0021】一般に、帯電量制御ドーパントの酸化物の
ような塩基性酸化物においては、空気中の水分と接触す
ることによって形成された表面水酸基が異種物質と摩擦
されたときにイオンに分離して異種物質にOH-が移動
し、塩基性酸化物自体はプラスに帯電することが起こり
得るが、本発明の錫系酸化物においては、帯電量制御ド
ーパントの酸化物のほとんどは錫系酸化物中に固溶した
状態で存在すること、及び後述する比較例に示されるよ
うに塩基性酸化物粉末と二酸化錫粉末を単純に混合した
混合粉末における摩擦帯電量はマイナスの値となること
から、本発明の錫系酸化物の摩擦帯電量がゼロ以上とな
るのは、上記の様な単純な機構によるものではないと思
われる。
In general, in a basic oxide such as an oxide of a charge controlling dopant, a surface hydroxyl group formed by contact with moisture in the air separates into ions when rubbed with a foreign substance. OH in different materials - are moved, basic oxide itself is may happen that positively charged, in a tin-based oxide of the present invention, the charge amount control most of the oxides of the dopant tin oxide Since the triboelectric charge of the mixed powder obtained by simply mixing the basic oxide powder and the tin dioxide powder has a negative value as shown in a comparative example described later, It is considered that the triboelectric charge of the tin-based oxide of the present invention is not less than zero due to the above simple mechanism.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の錫系酸化物は、酸素欠陥
を有していてもよい二酸化錫結晶を含む。該二酸化錫結
晶は、単結晶であってもよいが、導電性の観点から、非
晶質相を含む多結晶であるのが好適である。本発明の錫
系酸化物が二酸化錫結晶を含むことは、X線回折分析を
行なったときに二酸化錫の結晶構造である正方晶二酸化
錫の回折ピーク(JCPDSカード21−1250に記
載されている)が現れることで確認することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The tin-based oxide of the present invention contains tin dioxide crystals which may have oxygen defects. The tin dioxide crystal may be a single crystal, but is preferably a polycrystal containing an amorphous phase from the viewpoint of conductivity. The fact that the tin-based oxide of the present invention contains tin dioxide crystals is described by a diffraction peak of tetragonal tin dioxide having a crystal structure of tin dioxide when subjected to X-ray diffraction analysis (see JCPDS card 21-1250). ) Can be confirmed.

【0023】なお、二酸化錫結晶においては酸素欠陥が
存在することが多く、錫と酸素の組成は化学量論比(即
ち、1:2)から若干ずれることが多い。このため、二
酸化錫は、一般にSnO2-X(0≦X<1)として記述
されることが多い。本発明の錫系酸化物に含まれる二酸
化錫結晶においてもこのような酸素欠陥を有するものが
含まれる。通常、二酸化錫結晶中に酸素欠陥が存在する
と、X線回折分析の回折ピーク位置が上記JCPDSカ
ード21−1250記載の正方晶二酸化錫の回折ピーク
位置から若干ずれるが、一般的な二酸化錫結晶において
は、このときの回折ピーク位置のずれは、2θの値で通
常±2°以内である。また、該二酸化錫結晶には、帯電
量制御ドーパントや後述する安全性に問題のないドーパ
ントが固溶していてもよいし、非晶質相にこれらドーパ
ントが固溶していてもよい。
Incidentally, oxygen defects often exist in the tin dioxide crystal, and the composition of tin and oxygen often deviates slightly from the stoichiometric ratio (ie, 1: 2). For this reason, tin dioxide is often described as SnO 2-x (0 ≦ X <1). The tin dioxide crystals included in the tin-based oxide of the present invention include those having such oxygen defects. Usually, when oxygen vacancies are present in the tin dioxide crystal, the diffraction peak position of the X-ray diffraction analysis slightly deviates from the diffraction peak position of the tetragonal tin dioxide described in the JCPDS card 21-1250. In this case, the deviation of the diffraction peak position at this time is usually ± 2 ° within a value of 2θ. The tin dioxide crystal may contain a charge controlling dopant or a dopant having no problem in safety described later, or a solid solution of these dopants in an amorphous phase.

【0024】本発明の錫系酸化物に含まれる上記二酸化
錫結晶の含有量は特に限定されないが、二酸化錫結晶が
あまりにも少な過ぎると、体積抵抗率が高くなったり、
着色したりするため、非晶質相を含めた全二酸化錫とし
て80重量%以上、特に90重量%以上であるのが好適
である。
The content of the tin dioxide crystals contained in the tin-based oxide of the present invention is not particularly limited. However, if the content of the tin dioxide crystals is too small, the volume resistivity becomes high,
For coloring or the like, the total tin dioxide including the amorphous phase is preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight.

【0025】本発明の錫系酸化物においては、帯電量制
御ドーパントや安全性に問題のないドーパントの種類や
含有量などによっては、二酸化錫結晶以外の結晶相が生
成することもあるが、通常は僅かであるため、本発明の
錫系酸化物の各種特性には悪い影響を与えない。但し、
作製条件などによって金属錫が析出した場合には、薄色
系で且つ体積抵抗率の経時変化がないという効果が得ら
れにくいので、金属錫相を含まないのが好ましい。
In the tin-based oxide of the present invention, a crystal phase other than the tin dioxide crystal may be formed depending on the kind and content of the charge controlling dopant and the dopant having no problem in safety. Is small, so that various characteristics of the tin-based oxide of the present invention are not adversely affected. However,
When metallic tin is deposited depending on the production conditions, it is difficult to obtain the effect of a thin color system and no change in the volume resistivity with time, and therefore, it is preferable that the metallic tin phase is not included.

【0026】本発明の錫系酸化物は、二酸化錫の体積抵
抗率を低下させる作用を有するドーパント(導電性向上
用ドーパント)の中で、アンチモン、フッ素、ヒ素、ビ
スマス、セレン、テルル、バナジウム、及びクロム(以
下、有害性ドーパントともいう。)を実質的に含まない
ことを特徴とする。ここで、実質的に含まないとは、錫
系酸化物全体の重量基準で該有害性ドーパントの総量が
1000ppm以下であることを意味する。該有害性ド
ーパントの含有量が1000ppm以下、より好ましく
は500ppm以下であることにより、前記した安全性
や環境保護に関する各種問題を回避することが可能とな
る。なお、有害性ドーパントは、作為的に添加しなくと
も原料に不純物として含まれていることがあるため、こ
のような不純物量についても注意する必要がある。
The tin-based oxide of the present invention includes antimony, fluorine, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium and the like among the dopants having a function of lowering the volume resistivity of tin dioxide (dopants for improving conductivity). And chromium (hereinafter also referred to as a harmful dopant). Here, substantially not containing means that the total amount of the harmful dopant is 1000 ppm or less based on the weight of the entire tin-based oxide. When the content of the harmful dopant is 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, it is possible to avoid the above-mentioned various problems related to safety and environmental protection. It should be noted that the harmful dopant may be included as an impurity in the raw material without being added intentionally, so it is necessary to pay attention to such an impurity amount.

【0027】しかしながら、導電性向上ドーパントの中
でも比較的安全性が高いニオブ、タンタル、モリブデ
ン、及びタングステンなどの導電性向上用ドーパント
(以下、安全性ドーパントともいう。)は、本発明の錫
系酸化物中に含まれてもよい。むしろ該安全性ドーパン
トを含有する方が、用途に応じて体積抵抗率を容易に制
御できるため、好ましい。該安全性ドーパントは複数種
類含有されていても構わない。該安全性ドーパントの含
有量は、体積抵抗率を制御する効果及び摩擦帯電量制御
の容易性の観点から、錫酸化物全体の重量に対する安全
性ドーパント(元素換算重量)して0.1〜20wt
%、さらに0.5〜10wt%、特に1〜5wt%であ
るのが好適である。
However, among the conductivity improving dopants, the conductivity improving dopants such as niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten (hereinafter also referred to as "safety dopants"), which are relatively safe, are tin-based oxides of the present invention. It may be contained in an object. Rather, it is preferable to include the safety dopant because the volume resistivity can be easily controlled depending on the application. A plurality of the safety dopants may be contained. From the viewpoint of the effect of controlling the volume resistivity and the easiness of controlling the triboelectric charge amount, the content of the safety dopant is 0.1 to 20 wt.
%, More preferably 0.5 to 10 wt%, especially 1 to 5 wt%.

【0028】錫系酸化物中の有害性ドーパント及び安全
性ドーパントの含有量は、誘導結合高周波プラズマ放電
を利用する発光分光分析(ICP発光分光分析)装置な
どの測定機器を使用する化学分析法、或いは蛍光X線分
析や電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)
法などの物理分析法などにより測定することができる。
また特に安全性ドーパントにおいては、原料物質中の錫
と安全性ドーパントの仕込み比から計算される添加量
と、上記方法で測定された含有量が大きく違わないの
で、該添加量をもってして安全性ドーパントの含有量と
することもできる。
The content of the harmful dopant and the safety dopant in the tin-based oxide can be determined by a chemical analysis method using a measuring instrument such as an emission spectroscopy (ICP emission spectroscopy) device using inductively coupled high-frequency plasma discharge. Or fluorescent X-ray analysis or electron probe microanalyzer (EPMA)
It can be measured by a physical analysis method such as a method.
Particularly, in the case of the safety dopant, the addition amount calculated from the charge ratio of tin in the raw material and the safety dopant does not greatly differ from the content measured by the above method. The content of the dopant can also be used.

【0029】上記安全性ドーパントは錫系酸化物中では
ほとんどが酸化物として錫系酸化物中に固溶した状態あ
るいは非晶質の状態で存在するため、例えばX線回折分
析を行った場合、安全性ドーパントの酸化物の回折ピー
クが検出されないことが多い。但し該ドーパントの含有
量が多い場合や、焼成温度が高く、焼成時間が長い場合
など、作製条件によっては安全性ドーパントが結晶性の
酸化物などの状態で僅かながら分相、析出し、X線回折
分析を行うと、安全性ドーパントの酸化物などの回折ピ
ークが低い強度で検出されることもある。
Most of the above-mentioned safety dopant is present as a solid solution or an amorphous state in the tin-based oxide as an oxide in the tin-based oxide. For example, when an X-ray diffraction analysis is performed, In many cases, the diffraction peak of the oxide of the safety dopant is not detected. However, when the content of the dopant is large, or when the firing temperature is high and the firing time is long, depending on the production conditions, the safety dopant slightly separates and precipitates in the form of a crystalline oxide and X-rays. When diffraction analysis is performed, diffraction peaks such as oxides of safety dopants may be detected with low intensity.

【0030】本発明の錫系酸化物には、摩擦帯電量をゼ
ロからプラスの値に制御するために、アルカリ金属元
素、アルカリ土類金属元素、希土類元素の中から選ばれ
る少なくとも1種類の元素(帯電量制御ドーパント)を
含有する必要がある。該帯電量制御ドーパントの例とし
ては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムな
どのアルカリ金属元素、又はマグネシム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属元
素、更にはスカンジウム、イットリウム、ランタン、セ
リウム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウムなどの希
土類元素が挙げられる。これら帯電量制御ドーパントは
複数種類含有されていても構わない。但し、本発明の錫
系酸化物の用途を考慮すると、ベリリウムなどの有害性
のある元素、あるいはフランシウムやアクチノイド系元
素などの放射性元素は実質的に含有しない方が好まし
い。このような理由から、帯電量制御ドーパントとして
は、フランシウム、ベリリウム、及びアクチノイド系元
素以外のアルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、希
土類元素の中から選ばれる少なくとも1種類の元素、さ
らにその中でも放射性を有しないものが好適であり、入
手の容易さ、効果の高さ、安全性等の観点から、リチウ
ム、マグネシウム、又はカルシウムを使用するのが最も
好適である。
In order to control the triboelectric charge amount from zero to a positive value, the tin-based oxide of the present invention contains at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element, an alkaline earth metal element and a rare earth element. (A charge amount controlling dopant). Examples of the charge amount controlling dopant include lithium, sodium, potassium, alkali metal elements such as rubidium, or magnesium, calcium,
Examples include alkaline earth metal elements such as strontium and barium, and rare earth elements such as scandium, yttrium, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, and europium. These charge amount controlling dopants may be contained in plural types. However, in consideration of the use of the tin-based oxide of the present invention, it is preferable that substantially no harmful elements such as beryllium or radioactive elements such as francium and actinoid-based elements be contained. For this reason, as the charge control dopant, at least one element selected from alkali metal elements, alkaline earth metal elements, and rare earth elements other than francium, beryllium, and actinoid-based elements, and among them, radioactive Is preferable, and lithium, magnesium, or calcium is most preferably used from the viewpoints of availability, high effect, safety, and the like.

【0031】本発明の錫系酸化物における帯電量制御ド
ーパントの含有量は、少な過ぎると摩擦帯電量をゼロか
らプラスの値に制御する効果が得られず、多過ぎると効
果は飽和する上、二酸化錫以外の結晶相が分相・析出し
て体積抵抗率に影響を与えたり、摩擦帯電量の制御が困
難となる場合があるので、錫系酸化物全体の重量に対す
る該帯電量制御ドーパントの重量(元素換算)が0.1
〜15wt%、さらに0.5〜10wt%、特に1〜8
wt%となる量であるのが好適である。
If the content of the charge control dopant in the tin-based oxide of the present invention is too small, the effect of controlling the triboelectric charge from zero to a positive value cannot be obtained. If the content is too large, the effect is saturated. Crystal phases other than tin dioxide phase-separate and precipitate, affecting the volume resistivity and sometimes making it difficult to control the triboelectric charge. Weight (element conversion) 0.1
~ 15wt%, further 0.5 ~ 10wt%, especially 1 ~ 8
It is preferable that the amount is wt%.

【0032】本発明の錫系酸化物には、本発明の効果を
阻害しない範囲内であれば、上記安全性ドーパント及び
帯電量制御ドーパント以外の元素が含まれていてもよ
い。このような元素としては、ケイ素、アルミニウム、
炭素、塩素、窒素、水素などが挙げられる。これら元素
のうち、炭素、塩素、水素、窒素等は製造時に不純物と
して混入することが多いが、ケイ素、アルミニウム等は
本発明の錫系酸化物の機械的強度等を高めるため、ある
いは該錫系酸化物の粉末特性や表面特性など(例えば、
粉末の流動性、ゼータ電位など)を制御するために積極
的に添加してもよい。これら元素の含有量には特に制限
はないが、あまりにも含有量が増えると体積抵抗率が上
昇し過ぎたり、摩擦帯電量の制御が困難となる場合があ
るので、15wt%以下であるのが好適である。より好
ましい含有量は10wt%以下であり、最も好ましい含
有量は5wt%以下である。安全性ドーパント及び帯電
量制御ドーパント以外の元素の中でも、ケイ素、アルミ
ニウムなど酸化物を形成しやすい元素は、錫系酸化物中
では酸化物として固溶した状態や、分相して結晶相や非
晶質相の状態で存在することが多い。
The tin-based oxide of the present invention may contain an element other than the above-mentioned safety dopant and charge amount controlling dopant as long as the effects of the present invention are not impaired. Such elements include silicon, aluminum,
Examples include carbon, chlorine, nitrogen, and hydrogen. Of these elements, carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen and the like are often mixed as impurities during production, while silicon and aluminum are used to increase the mechanical strength and the like of the tin-based oxide of the present invention, or Powder properties and surface properties of oxides (for example,
It may be added positively to control the powder fluidity, zeta potential, etc.). The content of these elements is not particularly limited. However, if the content is too large, the volume resistivity may increase too much, or the control of the triboelectric charge may become difficult. It is suitable. A more preferred content is 10 wt% or less, and a most preferred content is 5 wt% or less. Among the elements other than the safety dopant and the charge control dopant, elements that easily form oxides such as silicon and aluminum are in a solid solution as an oxide in the tin-based oxide, or are separated into phases such as a crystalline phase and a non-oxide. It often exists in the state of a crystalline phase.

【0033】本発明の錫系酸化物は、該錫系酸化物の粉
末について5.6×107Paのプレス圧の圧粉法で測
定したときの体積抵抗率(R)が、102〜109Ωcm
である必要がある。このような体積抵抗率を有すること
により導電性フィラーとして使用することが可能とな
る。ここで、圧粉法とは粉末をプレスしてペレットを成
型し、該ペレットにプレス圧を印加した状態でその抵抗
値(r)を4端子法又は2端子法などで測定する方法で
ある。このとき、体積抵抗率(R)は次の式によって求
めることができる。
The tin-based oxide of the present invention has a volume resistivity (R) of 10 2 to 10 2 as measured by a powder compaction method at a press pressure of 5.6 × 10 7 Pa for the tin-based oxide powder. 10 9 Ωcm
Needs to be With such a volume resistivity, it can be used as a conductive filler. Here, the powder compaction method is a method in which a powder is pressed to form a pellet, and the resistance value (r) is measured by a four-terminal method or a two-terminal method while applying a pressing pressure to the pellet. At this time, the volume resistivity (R) can be obtained by the following equation.

【0034】R=(r×s)/t 但し、上記式においてrはペレットの抵抗(Ω)を、s
はペレットの断面積(cm2)を、tはペレットの厚み
(cm)を表す。
R = (r × s) / t where r is the resistance (Ω) of the pellet and s
Represents the cross-sectional area (cm 2 ) of the pellet, and t represents the thickness (cm) of the pellet.

【0035】一般に圧粉法により測定される体積抵抗率
は、ペレット成形時及び抵抗測定時に加えるプレス圧の
影響を受け、プレス圧が高いほど低い値になる傾向があ
る。本発明における体積抵抗率はプレス圧5.6×10
7Paで測定したときの値を意味する。
In general, the volume resistivity measured by the powder compaction method is affected by the press pressure applied during pellet molding and resistance measurement, and tends to be lower as the press pressure is higher. The volume resistivity in the present invention is 5.6 × 10 press pressure.
It means the value measured at 7 Pa.

【0036】なお、前記したような摩擦帯電量がゼロ又
はプラス値であるという特徴が要求される用途に好適に
使用できるという観点から、より好適な体積抵抗率は、
10 3〜108Ωcmである。
It should be noted that the triboelectric charge amount as described above is zero or
Is suitable for applications that require a positive value
From the viewpoint that it can be used, a more preferable volume resistivity is
10 Three-108Ωcm.

【0037】本発明の錫系酸化物の摩擦帯電量(単位は
μC/g)は、ゼロ又はプラスの値をとる点に大きな特
徴がある。ここで、摩擦帯電とは異種の物質が接触した
場合、一方から他方に電荷が移動するため、これらを分
離したときに双方に異なる符号の電荷が等しい量発生す
る現象であり、摩擦帯電量とはこのときに発生した電荷
の符号と量を表した物性値のことである(例えば、粉体
と工業、第28巻、第4号、47ページ、1996
年)。この摩擦帯電量の測定は種々の方法があるが、通
常、被測定物質と摩擦相手物質を予め混合、摺擦したサ
ンプルを所定重量(m)とり、金網を張った金属円筒か
らなるファラデーケージ内に入れ、他端から圧縮ガスを
吹き付けて被測定物質と摩擦相手物質を分離し、金網の
中に残った摩擦相手物質に発生した電荷の符号と量
(q)を測定し、逆符号にして単位重量当たりの値、即
ち−q/mで算出される値を被測定物質の摩擦帯電量と
する(例えば、電子写真学会誌、第30巻、第2号、1
68ページ、1991年)。このとき被測定物質及び摩
擦相手物質は粉末状とし、被測定物質の粒径を摩擦相手
物質の粒径よりも小さくしておくことによって、被測定
物質の方を金網内から効率よく分離、除去できる。電子
写真の分野では、乾式プリンターやコピー機に実際に搭
載されている通称キャリアと呼ばれる鉄粉あるいはフェ
ライトなどの酸化物粉末を摩擦相手物質として評価を行
うことが多い。したがって本発明における摩擦帯電量
は、上記と同様に鉄粉あるいはフェライトなどの酸化物
のキャリアを摩擦相手物質として測定された値とする。
The tin oxide of the present invention is characterized in that the triboelectric charge (unit: μC / g) takes a value of zero or plus. Here, triboelectric charging is a phenomenon in which, when different kinds of substances come in contact with each other, electric charges move from one to the other, so that when they are separated, the same amount of electric charges having different signs are generated on both sides. Is a physical property value representing the sign and amount of the electric charge generated at this time (for example, Powder and Industry, Vol. 28, No. 4, page 47, 1996).
Year). There are various methods for measuring the triboelectric charge amount. Usually, a substance to be measured and a friction partner substance are preliminarily mixed and rubbed, a sample is weighed to a predetermined weight (m), and the sample is placed in a Faraday cage made of a metal cylinder covered with a wire mesh. And the compressed gas is blown from the other end to separate the substance to be measured and the friction partner substance. The sign and amount (q) of the electric charge generated in the friction partner substance remaining in the wire mesh are measured, and the opposite sign is obtained. The value per unit weight, that is, the value calculated by -q / m is defined as the triboelectric charge of the substance to be measured (for example, Journal of the Electrographic Society of Japan, Vol. 30, No. 2, 1
68, 1991). At this time, the substance to be measured and the friction partner substance are powdered, and the particle diameter of the substance to be measured is made smaller than the particle diameter of the friction partner substance so that the substance to be measured is separated and removed efficiently from the wire mesh. it can. In the field of electrophotography, iron powder or oxide powder such as ferrite actually called a carrier actually mounted on a dry printer or a copying machine is often evaluated as a friction partner. Therefore, the triboelectric charge amount in the present invention is a value measured by using an oxide carrier such as iron powder or ferrite as a friction partner in the same manner as described above.

【0038】本発明の錫系酸化物においては、帯電防止
能の高さ及び前記したトナー用に適した摩擦帯電量であ
るという観点から、摩擦帯電量は0〜+100μC/
g、特に0〜+50μC/gであるのが好ましい。
In the tin-based oxide of the present invention, from the viewpoint of high antistatic ability and a triboelectric charge suitable for the toner described above, the triboelectric charge is 0 to +100 μC /
g, particularly preferably 0 to +50 μC / g.

【0039】本発明の錫系酸化物の摩擦帯電量は帯電量
制御ドーパント量、又は帯電量制御ドーパント量及び安
全性ドーパント量によって制御することができる。ただ
し、その関係は単純な比例関係ではないので、摩擦帯電
量を精度よく制御するためには、予め系ごとに帯電量制
御ドーパントや安全性ドーパントの含有量と摩擦帯電量
との関係を調べておくのが好適である。なお、本発明の
錫系酸化物においては、摩擦帯電量と体積抵抗率とを同
時に制御できることから帯電量制御ドーパントと安全性
ドーパントとの両方を含有するのが好適である。
The triboelectric charge of the tin-based oxide of the present invention can be controlled by the amount of charge controlling dopant, or the amount of charge controlling dopant and the amount of safety dopant. However, since the relationship is not a simple proportional relationship, in order to accurately control the triboelectric charge, the relationship between the triboelectric charge and the content of the charge control dopant or the safety dopant is checked in advance for each system. It is preferable to keep it. The tin-based oxide of the present invention preferably contains both a charge control dopant and a safety dopant because the triboelectric charge and the volume resistivity can be controlled simultaneously.

【0040】本発明の錫系酸化物の形状は特に限定され
ないが、各種プラスチック製品の帯電防止剤あるいはト
ナー用中抵抗微粉末などとして使用する場合の取り扱い
易さの観点から、粉末状であるのが好適である。
The shape of the tin-based oxide of the present invention is not particularly limited. However, from the viewpoint of ease of handling when used as an antistatic agent for various plastic products or a medium-resistance fine powder for toner, the tin-based oxide is in powder form. Is preferred.

【0041】特に、フィルム用プラスチックに添加する
場合には、粗大粒が存在すると該フィルム表面の凹凸が
大きくなって光沢が損なわれたり、成形時に穴が空いた
りすることがあり、また逆にあまりにも粒度が小さくな
ると取扱いが困難になったり、粒子同士が凝集して該フ
ィルムへの分散性が低下したりするので、粒度分布にお
けるD90の粒径が0.1〜30μmである粉末である
のが好適である。またトナー用中抵抗微粉末において
も、高画質の印刷物を得るという目的のため、トナー粒
子よりも小さい粒子が多く含まれる上記D90の粒径が
0.1〜30μmである粉末が好適である。
In particular, when added to plastics for films, if coarse particles are present, unevenness on the surface of the film may be increased and gloss may be impaired, or holes may be formed at the time of molding. Also, when the particle size is small, the handling becomes difficult or the particles are aggregated and the dispersibility in the film is reduced, so that the particle size of D90 in the particle size distribution is 0.1 to 30 μm. Is preferred. Also for the medium-resistance fine powder for toner, a powder having a particle diameter of 0.1 to 30 μm of D90 containing many particles smaller than the toner particles is preferable for the purpose of obtaining a high quality printed matter.

【0042】ここで、D90の粒径とは、粒度分布測定
結果に基づいて、横軸に粒子径、縦軸に体積換算の通過
分積算をとって積算分布曲線を描いたときに、通過分積
算の値が90%に相当する粒子径を意味する(例えば、
化学と工業、第73巻、第12号、576〜587ペー
ジ、1999年)。なお、粒度分布測定方法としては、
粉末をイオン交換水やアルコールなどの分散溶媒に分散
させて市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定計など
を用いて測定することができる。D90の粒径は、0.
3〜25μm、特に0.5〜20μmであるのがより好
適である。
Here, the particle size of D90 is defined as the particle size distribution on the abscissa axis and the integral of the passage amount in terms of volume on the vertical axis based on the particle size distribution measurement result. The value of the integration means a particle size corresponding to 90% (for example,
Chemistry and Industry, Vol. 73, No. 12, pp. 576-587, 1999). In addition, as a particle size distribution measuring method,
The powder can be dispersed in a dispersion solvent such as ion-exchanged water or alcohol, and measured using a commercially available laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer. The particle size of D90 is 0.
More preferably, it is 3 to 25 μm, especially 0.5 to 20 μm.

【0043】また粉末状の本発明の錫系酸化物において
は、個々の粒子はどのような形状であっても良いが、粒
子同士の凝集が少なく流動性が高く、取り扱い易いとい
う観点から、該粉末を構成する粒子は球状に近い方が好
ましい。
In the powdery tin-based oxide of the present invention, the individual particles may have any shape. However, from the viewpoint that the particles are less likely to aggregate and have high fluidity and are easy to handle. The particles constituting the powder are preferably closer to spherical.

【0044】粉末状の本発明の錫系酸化物においては、
体積抵抗率と摩擦帯電量に大きな影響を与えない範囲内
において、プラスチック等への分散性をより高めるなど
の目的で、表面改質剤を用いて粒子の表面改質を行って
もよい。該表面改質剤としては、市販のシランカップリ
ング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系
カップリング剤等の公知の表面改質剤を制限なく使用す
ることができる。また結着剤その他の添加物を加えて顆
粒状にしてもよい。
In the tin-based oxide of the present invention in powder form,
As long as the volume resistivity and the triboelectric charge are not significantly affected, the surface of the particles may be modified with a surface modifier for the purpose of enhancing the dispersibility in plastics and the like. As the surface modifying agent, known surface modifying agents such as commercially available silane coupling agents, titanate coupling agents, and aluminate coupling agents can be used without limitation. Further, a granule may be formed by adding a binder and other additives.

【0045】本発明の錫系酸化物の製造方法は特に限定
されないが、次のような方法により好適に製造すること
ができる。
Although the method for producing the tin-based oxide of the present invention is not particularly limited, it can be suitably produced by the following method.

【0046】即ち、溶解性酸化錫前駆体及び帯電量制御
ドーパントを含む有機溶媒系又は水系溶液を濃縮乾固し
てゲル粉末などのゲル状物とした後、該ゲル状物を電気
炉などで加熱処理する方法、又は上記有機溶媒系溶液又
は水系溶液と、塩基性水溶液などの塩基、あるいは酸性
水溶液などの酸を混合し、上記有機溶媒系溶液又は水系
溶液の一部を中和して不溶性酸化錫前駆体を析出させ、
該析出物をろ過して取り出した後、乾燥、加熱処理する
方法等により好適に製造することができる。
That is, an organic solvent-based or aqueous solution containing a soluble tin oxide precursor and a charge controlling dopant is concentrated to dryness to form a gel such as a gel powder, and the gel is then subjected to an electric furnace or the like. A method of heat treatment, or mixing the above-mentioned organic solvent-based solution or aqueous solution with a base such as a basic aqueous solution, or an acid such as an acidic aqueous solution, and neutralizing a part of the organic solvent-based solution or the aqueous solution to make it insoluble. Depositing the tin oxide precursor,
The precipitate can be suitably produced by a method of removing the precipitate by filtration, followed by drying and heat treatment.

【0047】ここで溶解性酸化錫前駆体とは、有機溶媒
や水などの溶媒あるいは混合溶媒に金属錫や錫化合物、
必要に応じて安全性ドーパントなどの化合物を溶解させ
たときの溶液中に含まれる錫系酸化物の前駆体のことで
あり、金属錫や錫化合物が有機溶媒や水と反応している
こともある。また上記前駆体を含有する溶液を溶解性酸
化錫前駆体溶液ともいう。
Here, the soluble tin oxide precursor is a solvent such as an organic solvent or water, or a mixed solvent containing metal tin or a tin compound;
It is a precursor of tin-based oxide contained in the solution when compounds such as safety dopants are dissolved as necessary.It is also possible that metal tin or tin compound has reacted with organic solvent or water. is there. The solution containing the precursor is also referred to as a soluble tin oxide precursor solution.

【0048】上記の製造方法において、溶解性酸化錫前
駆体溶液の調製に用いる金属錫の形状は特に限定され
ず、板状、棒状、シート状、粒状、粉末状、砂状、塊状
のものなどが挙げられ、溶解のしやすさの点から粒状、
粉末状、砂状のものが好ましい。また、溶解性酸化錫前
駆体溶液の調製に用いる錫化合物としては、水系溶液ま
たは有機溶媒に溶解するものであれば特に限定されず使
用することができる。好適に使用できる錫化合物を、具
体的に例示すれば、塩化第一錫、塩化第二錫、硝酸第一
錫、硝酸第二錫、硫酸第一錫、硫酸第二錫、酢酸第一
錫、酢酸第二錫、錫酸ナトリウム、錫酸カリウム或いは
これら錫化合物の水和物などを用いることができる。こ
れらの中でも塩化第一錫や塩化第二錫或いはこれらの水
和物などの塩化物は安価で入手しやすく、水系溶液や有
機溶媒系の溶液に溶解しやすいため好ましい。これら錫
化合物は、単独で用いたり、数種類の錫化合物を組み合
せて用いたり、あるいは金属錫と錫化合物を組み合せて
用いてもよい。
In the above production method, the shape of the metallic tin used for preparing the soluble tin oxide precursor solution is not particularly limited, and may be plate-like, rod-like, sheet-like, granular, powder-like, sand-like, massive, etc. Granular in terms of ease of dissolution,
Powder and sandy materials are preferred. The tin compound used for preparing the soluble tin oxide precursor solution is not particularly limited as long as it is soluble in an aqueous solution or an organic solvent. Tin compounds that can be suitably used, specifically, stannous chloride, stannic chloride, stannous nitrate, stannic nitrate, stannous sulfate, stannic sulfate, stannous acetate, Stannic acetate, sodium stannate, potassium stannate or hydrates of these tin compounds can be used. Of these, chlorides such as stannous chloride, stannic chloride and hydrates thereof are preferable because they are inexpensive, easily available, and easily dissolved in aqueous solutions or organic solvent-based solutions. These tin compounds may be used alone, in combination of several kinds of tin compounds, or in combination of metal tin and a tin compound.

【0049】なお、金属錫または塩化第一錫、硝酸第一
錫、硫酸第一錫、酢酸第一錫或いはこれらの水和物など
の二価の錫イオンを含有する錫化合物を用いて溶解性酸
化錫前駆体溶液を調製する場合には、該溶液をそのまま
用いて加熱処理して得られる錫系酸化物中に金属錫や一
酸化錫が多量に混入して茶褐色、灰色又は黒色に着色す
ることがあるので、酸素、空気、過酸化水素などの酸化
剤を加えて系中で錫イオンの全て又は一部を四価に酸化
させて使用することが好ましい。
It should be noted that a tin compound containing a divalent tin ion such as metallic tin or stannous chloride, stannous nitrate, stannous sulfate, stannous acetate or a hydrate thereof is used to dissolve the compound. When preparing a tin oxide precursor solution, tin tin oxide is mixed in a large amount into a tin-based oxide obtained by heat treatment using the solution as it is, and the solution is colored brown, gray or black. In some cases, it is preferable to add an oxidizing agent such as oxygen, air, or hydrogen peroxide to oxidize all or a part of tin ions to tetravalent in the system before use.

【0050】溶解性酸化錫前駆体溶液の調製に使用する
水系溶液には、金属錫や錫化合物の溶解性を高めるため
に、塩酸、硝酸や酢酸などを溶解して酸性の水系溶液と
したり、水酸化ナトリウムやアンモニアなどを溶解して
塩基性の水系溶液として用いるのが好適である。この中
で水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどの帯電量制
御ドーパントを含む塩基性化合物を溶解した塩基性の水
系溶液を用いることは、別途帯電量制御ドーパントの原
料物質を添加しなくてもよいので好ましい。
The aqueous solution used for preparing the soluble tin oxide precursor solution may be prepared by dissolving hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, or the like to form an acidic aqueous solution in order to enhance the solubility of metal tin or a tin compound. It is preferable to dissolve sodium hydroxide, ammonia or the like and use it as a basic aqueous solution. The use of a basic aqueous solution in which a basic compound containing a charge control dopant such as sodium hydroxide or calcium hydroxide is dissolved in the above-described method does not require the addition of a separate charge control dopant material. preferable.

【0051】溶解性酸化錫前駆体溶液の調製に使用する
有機溶媒は、金属錫又は錫化合物を溶解するものであれ
ば、何ら限定されない。このような有機溶媒として、ア
ルコール、アセトン、アセトニトリルなど、あるいはこ
れらの混合物が挙げられるが、通常アルコールを主にす
ることが好ましい。これらアルコールの具体例として
は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソ
ブタノールなどを挙げることができる。中でもメタノー
ル、エタノールは、錫化合物の溶解度が高いため好まし
く、特に、メタノールは安価で手に入りやすいという理
由もあり、より好ましい。上記アルコールは通常単独で
用いられるが、錫化合物の溶解性等を制御するために2
種類以上のアルコールの混合物を用いたり、アルコール
と水の混合物を用いることもできる。なお、本発明で有
機溶媒系の溶液とは、有機溶媒のみの溶液又は主溶媒
(50vol.%以上)がアルコール等の有機溶媒である溶
液(水を含んでいても可)であり、一方、水系溶液とは
水のみ又は水と有機溶媒の混合物(主溶媒は水とする)
の溶液を意味する。
The organic solvent used for preparing the soluble tin oxide precursor solution is not particularly limited as long as it can dissolve metal tin or a tin compound. Examples of such an organic solvent include alcohol, acetone, acetonitrile and the like, and a mixture thereof, but it is usually preferable to mainly use an alcohol. Specific examples of these alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, isobutanol and the like. Among them, methanol and ethanol are preferable because of high solubility of the tin compound. Particularly, methanol is more preferable because it is inexpensive and easily available. The above-mentioned alcohol is usually used alone. However, in order to control the solubility of the tin compound, etc.
It is also possible to use a mixture of more than one kind of alcohol, or a mixture of alcohol and water. In the present invention, the organic solvent-based solution is a solution containing only an organic solvent or a solution in which a main solvent (50 vol.% Or more) is an organic solvent such as an alcohol (which may contain water). An aqueous solution is water alone or a mixture of water and an organic solvent (the main solvent is water)
Means a solution of

【0052】溶解性酸化錫前駆体溶液中の溶解性酸化錫
前駆体の濃度は溶解する範囲内であれば特に制限される
ものではないが、濃度が低すぎると錫系酸化物の生産性
が低下し、また高すぎると粘度が高くなって後述する加
熱処理時の操作性が低下したり得られる粉末の性状が悪
化したりするので、酸化錫前駆体溶液の濃度は、錫元素
のモル数換算で溶液1リットル当たり0.01〜10モ
ル、特に0.1〜5モルとするのが好適である。したが
って、溶解性酸化錫前駆体溶液中を調製する際には、前
駆体濃度が前記範囲になるように金属錫或いは錫化合物
の使用量、又は水系溶液或いは有機溶媒系の溶液の使用
量を調整するが、溶解時の溶解熱や可溶化させる際の酸
化熱が発生する場合には、液温度を制御し易くするため
に多量の溶媒を用い、溶解後に濃縮すればよい。また、
系によっては、逆に高濃度の溶液を調製しておき使用時
に希釈して濃度調製を行うこともできる。
The concentration of the soluble tin oxide precursor in the soluble tin oxide precursor solution is not particularly limited as long as it is within the range of dissolving, but if the concentration is too low, the productivity of the tin-based oxide is reduced. If the concentration is too low, the viscosity will increase and the operability during the heat treatment described below will decrease or the properties of the resulting powder will deteriorate. It is preferable that the amount is 0.01 to 10 mol, particularly 0.1 to 5 mol, per liter of the solution. Therefore, when preparing the soluble tin oxide precursor solution, the amount of the metal tin or tin compound used, or the amount of the aqueous solution or the organic solvent solution is adjusted so that the precursor concentration is in the above range. However, when heat of dissolution during dissolution or heat of oxidation during solubilization is generated, a large amount of solvent may be used to facilitate control of the liquid temperature, and concentration may be performed after dissolution. Also,
Conversely, depending on the system, the concentration can be adjusted by preparing a high-concentration solution and diluting it at the time of use.

【0053】帯電量制御ドーパントは、溶解性酸化錫前
駆体溶液の調製時に、帯電量制御ドーパントを含む溶解
性の化合物、即ち塩化物やその水和物、臭化物やその水
和物などのハロゲン化物(フッ素化合物を除く)、硝酸
塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、水酸化物、アルコキ
シドなどの化合物、あるいは単体として添加することが
できる。但し、該化合物中に有害性ドーパントを実質的
に含まないものとする。また単体や上記化合物を水系溶
液や有機溶媒系の溶液に溶解する時期は、特に限定され
ず、水系溶液や有機溶媒系の溶液に金属錫や錫化合物を
溶解する前後、いずれでも構わない。但し、後述する中
和処理をして、溶解性酸化錫前駆体を加水分解や縮合さ
せて不溶性酸化錫前駆体とする場合には、該不溶性酸化
錫前駆体中に効率よく、帯電量制御ドーパントを添加す
ることができるように、酸性水溶液や塩基性水溶液を添
加する前に添加した方が好ましい。
The charge controlling dopant is a soluble compound containing the charge controlling dopant at the time of preparing the soluble tin oxide precursor solution, that is, a halide such as chloride, hydrate, bromide or hydrate thereof. (Excluding fluorine compounds), nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, hydroxides, alkoxides, and other compounds, or can be added alone. However, it is assumed that no harmful dopant is substantially contained in the compound. The timing of dissolving the simple substance or the compound in the aqueous solution or the organic solvent solution is not particularly limited, and may be before or after dissolving the metal tin or the tin compound in the aqueous solution or the organic solvent solution. However, when a neutralizing treatment described below is performed to hydrolyze or condense the soluble tin oxide precursor to form an insoluble tin oxide precursor, the insoluble tin oxide precursor is efficiently charged in the insoluble tin oxide precursor, and the charge amount control dopant is used. Is preferably added before the acidic aqueous solution or the basic aqueous solution is added so as to be added.

【0054】上記帯電量制御ドーパントを含有する化合
物として好適なものを例示すると、塩化リチウム、塩化
ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシ
ウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロ
ンチウム、塩化スカンジウム、塩化イットリウム、塩化
ランタン、塩化セリウム、塩化ネオジム、塩化サマリウ
ム、塩化ユーロピウムなどやその水和物などの塩化物、
また硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝
酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸マグネシウム6水和
物、硝酸カルシウム、硝酸ランタン6水和物、硝酸セリ
ウム6水和物などの硝酸塩、更に硫酸リチウム、硫酸ナ
トリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ランタ
ン、硫酸ランタン9水和物などの硫酸塩、また更に炭酸
リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシ
ウムなどの炭酸塩、また更にはシュウ酸リチウム、シュ
ウ酸ナトリウム、シュウ酸マグネシウム、シュウ酸カル
シウムなどのシュウ酸塩、また更にはリチウムメトキシ
ド、リチウムエトキシド、リチウムi−プロポキシド、
リチウムn−ブトキシドなどのリチウムアルコキシド、
ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリ
ウムi−プロポキシド、ナトリウムn−ブトキシドなど
のナトリウムアルコキシド、カリウムメトキシド、カリ
ウムエトキシド、カリウムi−プロポキシド、カリウム
n−ブトキシドなどのカリウムアルコキシド、マグネシ
ウムジメトキシド、マグネシウムジエトキシド、マグネ
シウムジi−プロポキシド、マグネシウムジn−ブトキ
シドなどのマグネシウムアルコキシド、カルシウムジメ
トキシド、カルシウムジエトキシド、カルシウムジi−
プロポキシド、カルシウムジn−ブトキシドなどのカル
シウムアルコキシド、ストロンチウムジメトキシド、ス
トロンチウムジエトキシド、ストロンチウムジi−プロ
ポキシド、ストロンチウムジn−ブトキシドなどのスト
ロンチウムアルコキシド、ランタントリメトキシド、ラ
ンタントリエトキシド、ランタントリi−プロポキシド
などのランタンアルコキシド、セリウムトリエトキシド
などのセリウムアルコキシドなどのアルコキシドなどで
ある。上記具体例以外にも他の帯電量制御ドーパントを
含有する化合物でもよい。但し単体を用いるときは反応
性が高い場合が多いので気をつける必要がある。また水
酸化物を用いる場合は、水性溶媒に溶解すると塩基性で
あることが多いので、酸性溶液を形成する塩化錫などを
原料物質として用いる場合は、pHなどを考慮して水性
溶媒や有機溶媒系の溶液に溶解するのが好適である。
Preferred examples of the compound containing the charge control dopant include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, rubidium chloride, cesium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride, scandium chloride, yttrium chloride, and the like. Chlorides such as lanthanum chloride, cerium chloride, neodymium chloride, samarium chloride, europium chloride and hydrates thereof,
Also, nitrates such as lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, rubidium nitrate, cesium nitrate, magnesium nitrate hexahydrate, calcium nitrate, lanthanum nitrate hexahydrate, cerium nitrate hexahydrate, and further lithium sulfate, sodium sulfate, sulfuric acid Sulfates such as potassium, rubidium sulfate, cesium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, lanthanum sulfate, lanthanum sulfate nonahydrate, and further carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, rubidium carbonate, and cesium carbonate; Oxalates such as lithium oxide, sodium oxalate, magnesium oxalate, calcium oxalate, and further lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium i-propoxide,
Lithium alkoxides such as lithium n-butoxide;
Sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium i-propoxide, sodium alkoxide such as sodium n-butoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium i-propoxide, potassium alkoxide such as potassium n-butoxide, magnesium dimethoxide, Magnesium alkoxide such as magnesium diethoxide, magnesium di-i-propoxide, magnesium di-n-butoxide, calcium dimethoxide, calcium diethoxide, calcium di-
Propoxides, calcium alkoxides such as calcium di-n-butoxide, strontium dimethoxide, strontium diethoxide, strontium dii-propoxide, strontium alkoxides such as strontium di-n-butoxide, lanthanum trimethoxide, lanthanum triethoxide, lanthanum Lanthanum alkoxides such as tri-i-propoxide; alkoxides such as cerium alkoxide such as cerium triethoxide; In addition to the above specific examples, compounds containing other charge amount controlling dopants may be used. However, when using a simple substance, it is necessary to be careful because the reactivity is often high. When a hydroxide is used, it is often basic when dissolved in an aqueous solvent, so when tin chloride or the like that forms an acidic solution is used as a raw material, an aqueous solvent or an organic solvent is used in consideration of pH or the like. It is preferably dissolved in the solution of the system.

【0055】また錫系酸化物中に安全性ドーパントを含
有させる場合は、溶解性酸化錫前駆体溶液の調製時に、
該安全性ドーパントを含む溶解性の化合物、即ち塩化物
やその水和物、臭化物やその水和物などのハロゲン化物
(フッ素化合物を除く)、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シ
ュウ酸塩、水酸化物、アンモニウム塩、アルコキシドな
どの化合物、あるいは単体として添加することができ
る。但し、該化合物中に有害性ドーパントを実質的に含
まないものとする。また単体や上記化合物を水系溶液や
有機溶媒系の溶液に溶解する時期は、特に限定されず、
水系溶液や有機溶媒系の溶液に金属錫や錫化合物を溶解
する前後、いずれでも構わない。但し中和処理する場合
には、不溶性酸化錫前駆体中に効率よく、帯電量制御ド
ーパントを添加することができるように、中和処理前に
水系溶液や有機溶媒系の溶液に添加した方が好ましい。
When a safety dopant is contained in the tin-based oxide, when the soluble tin oxide precursor solution is prepared,
Soluble compounds containing the safety dopant, ie, halides (excluding fluorine compounds) such as chlorides and hydrates thereof, bromides and hydrates thereof, nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, and water Compounds such as oxides, ammonium salts, alkoxides, and the like, or can be added alone. However, it is assumed that no harmful dopant is substantially contained in the compound. The timing of dissolving the simple substance or the compound in an aqueous solution or an organic solvent solution is not particularly limited,
It may be either before or after dissolving the metal tin or tin compound in the aqueous solution or the organic solvent solution. However, when performing the neutralization treatment, it is better to add the charge control dopant to the aqueous solution or the organic solvent-based solution before the neutralization treatment so that the insoluble tin oxide precursor can be efficiently added to the charge amount control dopant. preferable.

【0056】上記安全性ドーパントを含有する化合物と
して好適なものを例示すると、塩化二オブ、オキシ塩化
二オブ、塩化タンタル、塩化モリブデン、塩化タングス
テンなどやその水和物などの塩化物、モリブデン酸アン
モニウムなどのアンモニウム塩、また二オブペンタメト
キシド、二オブペンタエトキシド、二オブペンタi−プ
ロポキシド、二オブペンタn−ブトキシドなどの二オブ
アルコキシド、タンタルペンタメトキシド、タンタルペ
ンタエトキシド、タンタルペンタi−プロポキシド、タ
ンタルペンタn−ブトキシドなどのタンタルアルコキシ
ド、モリブデンペンタエトキシドなどのモリブデンアル
コキシド、タングステンペンタエトキシド、タングステ
ンペンタi−プロポキシドなどのタングステンアルコキ
シドなどである。上記具体例以外にも他の化合物でもよ
い。但し単体を用いるときは反応性が高い場合があるの
で気をつける必要がある。また上記化合物には、水性溶
媒に溶解すると塩基性又は酸性になることがあるので、
pHなどを考慮して水性溶媒や有機溶媒系の溶液に溶解
するのが好適である。更には上記安全性ドーパントを含
有する化合物の中には、水性溶媒や有機溶媒系の溶液に
対して溶解度が低いものが有るが、このような場合は界
面活性剤などの溶解助剤を添加してもよい。
Preferred examples of the compound containing the above-mentioned safety dopant include chlorides such as diobium chloride, diobium oxychloride, tantalum chloride, molybdenum chloride, tungsten chloride and the like and hydrates thereof, and ammonium molybdate. Ammonium salts such as diobtain methoxide, diobent pentaethoxide, diobent penta i-propoxide, diobent alkoxide such as diobent penta n-butoxide, tantalum pentamethoxide, tantalum pentaethoxide, tantalum penta i- Examples include tantalum alkoxide such as propoxide and tantalum penta-n-butoxide, molybdenum alkoxide such as molybdenum pentaethoxide, and tungsten alkoxide such as tungsten pentaethoxide and tungsten pentai-propoxide. In addition to the above specific examples, other compounds may be used. However, when using a simple substance, it is necessary to be careful because the reactivity may be high. In addition, the compound may become basic or acidic when dissolved in an aqueous solvent,
It is preferable to dissolve in an aqueous solvent or an organic solvent solution in consideration of pH and the like. Furthermore, some of the compounds containing the above-mentioned safety dopant have low solubility in aqueous solvents or organic solvent-based solutions.In such a case, a dissolution aid such as a surfactant is added. You may.

【0057】更に溶解性酸化錫前駆体溶液の調製時に、
ケイ素、アルミニウムなどの錫系酸化物の機械的強度等
を高めるため、あるいは錫系酸化物の粉末特性や表面特
性など(例えば、粉末の流動性、ゼータ電位など)を制
御するための元素を含む溶解性の化合物を添加してもよ
い。
Further, at the time of preparing the soluble tin oxide precursor solution,
Includes elements for increasing the mechanical strength of tin-based oxides such as silicon and aluminum, and for controlling powder properties and surface properties of tin-based oxides (eg, powder fluidity, zeta potential, etc.) A soluble compound may be added.

【0058】このようにして調製された帯電量制御ドー
パントを含有していてもよい溶解性酸化錫前駆体溶液
は、濃縮してゲル状物を得た後、該ゲル状物をそのまま
加熱処理してもよいが、該溶液は通常、酸性又は塩基性
の性質を有するため、該溶液とは逆の性質を有する塩基
又は酸と混合して中和反応を行い、前記溶解性酸化錫前
駆体の加水分解物或いはその縮合体からなる不溶性の酸
化錫前駆体を析出させ(中和処理)、これをろ過し、得
られた析出物を乾燥し、加熱処理してもよい。
The solubilized tin oxide precursor solution which may contain the charge controlling dopant prepared as described above is concentrated to obtain a gel, and the gel is heated as it is. However, the solution usually has an acidic or basic property, so that the solution is mixed with a base or an acid having the opposite property to the solution to perform a neutralization reaction, and the soluble tin oxide precursor is dissolved. An insoluble tin oxide precursor composed of a hydrolyzate or a condensate thereof may be precipitated (neutralization treatment), filtered, dried, and subjected to a heat treatment.

【0059】このとき使用する酸及び塩基は特に限定さ
れず、酸としては、塩化水素、硝酸、酢酸などが、ま
た、塩基としてはアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウムなどを使用することができる。これらの酸お
よび塩基は、酸化錫前駆体溶液にそのまま加えたり、水
や有機溶媒系の溶液に溶解させた後に加えることができ
る。また、中和処理の方法としては、酸または塩基を酸
化錫前駆体溶液に加えても、酸化錫前駆体溶液を酸また
は塩基に加えてもよい。
The acid and base used at this time are not particularly limited. Examples of the acid include hydrogen chloride, nitric acid, and acetic acid, and examples of the base include ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. . These acids and bases can be added to the tin oxide precursor solution as it is or after being dissolved in water or an organic solvent-based solution. As a method of the neutralization treatment, an acid or a base may be added to the tin oxide precursor solution, or a tin oxide precursor solution may be added to the acid or base.

【0060】酸化錫前駆体溶液を中和処理して得られる
不溶性酸化錫前駆体を含む溶液(中和液ともいう)は、
ろ過後、そのまま乾燥、加熱処理に供してもよいが、加
熱処理時に昇華しにくい反応生成物が中和反応によって
生成する場合には、体積抵抗率と摩擦帯電量を所定の値
に制御するため、該中和液に存在する、原料の錫化合物
などに由来する塩素イオン、酢酸イオン、硝酸イオン、
アンモニウムイオン、ナトリウムイオンやこれらの反応
生成物などを除去してから加熱処理してもよい。塩素イ
オン、酢酸イオン、硝酸イオン、アンモニア、ナトリウ
ムイオンやこれらの反応生成物などを除去する方法には
特に制限されない。具体例を挙げると、中和液を一度ろ
過し、ろ過されずに残ったケーキ状の析出物を水系溶液
や有機溶媒系の溶液で洗浄した後に、再度ろ過するとい
う洗浄工程を繰り返す方法などがある。
A solution containing an insoluble tin oxide precursor obtained by neutralizing a tin oxide precursor solution (also referred to as a neutralization solution)
After filtration, the product may be directly subjected to drying and heat treatment.However, when a reaction product that is difficult to sublimate during heat treatment is generated by the neutralization reaction, the volume resistivity and the triboelectric charge amount are controlled to predetermined values. , Present in the neutralized solution, chlorine ions, acetate ions, nitrate ions derived from the starting tin compound and the like,
Heat treatment may be performed after removing ammonium ions, sodium ions, their reaction products, and the like. The method for removing chloride ions, acetate ions, nitrate ions, ammonia, sodium ions, and their reaction products is not particularly limited. As a specific example, a method of once filtering the neutralized liquid, washing the cake-like precipitate remaining without being filtered with an aqueous solution or an organic solvent-based solution, and then repeating a washing step of filtering again, etc. is there.

【0061】上記方法で得られたゲル状物、あるいはろ
過及び乾燥後の析出物は、通常、加熱処理される。加熱
処理方法は特に限定されず、上記ゲル粉末や析出物をア
ルミナ製あるいは石英ガラス製などの高温での二酸化錫
との反応性の低い容器などに入れて、市販の電気炉を用
いて加熱処理したり、噴霧熱分解装置、スプレードライ
などの加熱処理装置を用いてもよい。加熱処理温度及び
時間、加熱処理雰囲気など加熱処理条件も特に限定され
ないが、加熱処理条件は体積抵抗率に大きな影響を与え
る場合がある。体積抵抗率を本発明の範囲内に制御する
ため、300℃以上が好ましく、また省エネルギーの観
点から1500℃以下が好ましい。加熱処理時間は、や
はり体積抵抗率の制御と省エネルギーの観点から0.1
秒〜10時間以下が望ましい。加熱処理雰囲気は、金属
錫の析出をなるべく防止するという観点から、酸素を含
む雰囲気が望ましい。特に空気雰囲気で行うことが大規
模な装置を用いなくて済むという観点から望ましい。
The gel obtained by the above method or the precipitate after filtration and drying is usually subjected to heat treatment. The heat treatment method is not particularly limited, and the gel powder or the precipitate is placed in a container having low reactivity with tin dioxide at a high temperature such as made of alumina or quartz glass, and is subjected to heat treatment using a commercially available electric furnace. Alternatively, a heat treatment device such as a spray pyrolysis device or a spray dry device may be used. The heat treatment conditions such as the heat treatment temperature and time and the heat treatment atmosphere are not particularly limited, but the heat treatment conditions may greatly affect the volume resistivity. In order to control the volume resistivity within the range of the present invention, the temperature is preferably 300 ° C. or higher, and is preferably 1500 ° C. or lower from the viewpoint of energy saving. The heat treatment time is also set at 0.1 from the viewpoint of controlling the volume resistivity and saving energy.
Seconds to 10 hours or less are desirable. The heat treatment atmosphere is desirably an atmosphere containing oxygen from the viewpoint of preventing deposition of metallic tin as much as possible. In particular, it is desirable to perform the operation in an air atmosphere from the viewpoint that a large-scale device is not required.

【0062】[0062]

【実施例】以下、本発明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って限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0063】また、以下の実施例、比較例で得られた錫
系酸化物(具体的には二酸化錫)粉末について、その結
晶相の同定、有害性ドーパントの含有量の測定、体積抵
抗率の測定、体積抵抗率の経時変化の測定、粒度分布の
測定、色調の観察、及び摩擦帯電量の測定は以下の方法
に従った。
Further, with respect to the tin-based oxide (specifically, tin dioxide) powder obtained in the following Examples and Comparative Examples, identification of the crystal phase, measurement of the content of harmful dopant, and measurement of the volume resistivity were performed. The following methods were used for measurement, measurement of change with time in volume resistivity, measurement of particle size distribution, observation of color tone, and measurement of triboelectric charge.

【0064】(1)結晶相の同定 理学電機(株)製X線回折装置RINT 1200を用
いてθ−2θ法にて試料のX線回折分析を行い、結晶相
を同定した。
(1) Identification of Crystal Phase A sample was subjected to X-ray diffraction analysis by a θ-2θ method using an X-ray diffractometer RINT 1200 manufactured by Rigaku Corporation to identify a crystal phase.

【0065】(2)有害性ドーパント含有量の測定 錫系酸化物中のフッ素の含有量については、EPMAに
よって測定した。またその他の有害性ドーパント(アン
チモン、ヒ素、ビスマス、セレン、テルル、バナジウ
ム、クロム)の含有量は、テフロン製容器を内部に付属
したステンレス容器を用いて錫系酸化物を酸あるいはア
ルカリ水溶液中で加圧分解し、得られた水溶液を用いて
ICP発光分光分析装置によって測定した。これらEP
MAとICP発光分光分析装置によって検出が可能であ
った導電性向上ドーパントのみの合計量を算出した。
(2) Measurement of Harmful Dopant Content The fluorine content in the tin-based oxide was measured by EPMA. In addition, the content of other harmful dopants (antimony, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium, chromium) can be determined by using a stainless steel container with a Teflon container inside in a tin-based oxide in an acid or alkali aqueous solution. The solution was decomposed under pressure, and the resulting aqueous solution was measured by an ICP emission spectrometer. These EPs
The total amount of only the conductivity improving dopant that could be detected by the MA and the ICP emission spectrometer was calculated.

【0066】(3)体積抵抗率の測定 体積抵抗率は、ダイスとポンチからなる治具を用いて粉
体を圧粉成型して測定した。即ち、銅製の下ポンチ(φ
15mm×高さ10mm)を付属した中空(穴直径φ1
5mm)の円筒形のダイス(絶縁体、φ50mm×高さ
50mm)の中に試料を入れて、その上端に銅製の上ポ
ンチ(φ15mm×高さ50mm)を入れて5.6×1
7Paの圧力(1トンの荷重)で試料を加圧成型し、
ペレット状の試験片を作製した。次いで試験片を加圧し
た状態で、上ポンチと下ポンチ間の抵抗値をヒューレッ
ト・パッカード(HEWLETT PACKARD)社
製3478Aマルチメーターを用いて4端子法で測定
し、試験片の断面積と高さから体積抵抗率を算出した。
(3) Measurement of Volume Resistivity The volume resistivity was measured by compacting a powder using a jig composed of a die and a punch. That is, the lower punch made of copper (φ
Hollow (hole diameter φ1) with 15 mm x 10 mm height
A sample is placed in a cylindrical die (insulator, φ50 mm × height 50 mm) of 5 mm), and an upper punch made of copper (φ15 mm × height 50 mm) is placed at the upper end of the sample and 5.6 × 1.
The sample is pressure molded at a pressure of 0 7 Pa (load of 1 ton),
A pellet-shaped test piece was prepared. Then, while the test piece was pressurized, the resistance between the upper punch and the lower punch was measured by a four-terminal method using a 3478A multimeter manufactured by Hewlett-Packard, and the cross-sectional area and height of the test piece were measured. Was used to calculate the volume resistivity.

【0067】(4)体積抵抗率の経時変化の測定 試料を空気中120℃で200時間放置した後に室温に
冷却し、上記の方法で体積抵抗率を測定した。高温放置
後の体積抵抗率を高温放置前の体積抵抗率で除した値
を、体積抵抗率の経時変化の指標とした。
(4) Measurement of temporal change in volume resistivity The sample was left in air at 120 ° C. for 200 hours, cooled to room temperature, and measured for volume resistivity by the above method. The value obtained by dividing the volume resistivity after standing at high temperature by the volume resistivity before standing at high temperature was used as an index of the change over time in volume resistivity.

【0068】(5)粒度分布の測定 試料をイオン交換水に分散して超音波をかけながら、マ
ルバーン(MALVERN)社製のレーザー回折・散乱
式粒度分布測定装置マスターサイザーにより粒度分布を
測定し、D90の粒径を求めた。
(5) Measurement of Particle Size Distribution While dispersing the sample in ion-exchanged water and applying ultrasonic waves, the particle size distribution was measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device Master Sizer manufactured by Malvern, Inc. The particle size of D90 was determined.

【0069】(6)色調の観察 試料の色調を目視にて観察した。(6) Observation of Color Tone The color tone of the sample was visually observed.

【0070】(7)摩擦帯電量 摩擦帯電量は、装置として東芝ケミカル社製ブローオフ
帯電量測定装置TB−200型、またキャリアとしてパ
ウダーテック社製キャリア用鉄粉TEFV−200/3
00を用いて測定した。試料を予めキャリアと混合し、
該混合物を35℃、85%湿度下で調湿を行った後、日
本画像学会標準トナー帯電量測定法(ブローオフ法)に
準じて行った。
(7) Amount of triboelectric charge The amount of triboelectric charge was measured by using a blow-off charge amount measuring device TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd., and an iron powder TEFV-200 / 3 manufactured by Powder Tech as a carrier.
00 was measured. Premix the sample with the carrier,
After the mixture was conditioned at 35 ° C. and 85% humidity, the mixture was subjected to a measurement according to a standard method for measuring toner charge amount (blow-off method) of the Imaging Society of Japan.

【0071】実施例1 メタノール150mlに無水塩化第一錫(SnCl2
36.7g、塩化リチウム(LiCl)0.43gを添
加した後、乾燥空気を液中に導入して攪拌を行い、溶解
性酸化錫前駆体溶液を調製した。別途メタノール600
mlとアンモニア水(28wt%品)の混合溶液を作製
し、攪拌しながら上記前駆体溶液を徐々に添加した。添
加とともに混合溶液中に析出物が生成し、白濁した。該
析出物をろ過によって分離し、得られたケーキ状の析出
物を真空乾燥機を用いて乾燥を行い、乾燥ゲル粉末を得
た。市販の電気炉を用いて該乾燥ゲルを空気中にて80
0℃で焼成し、粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化
物について前記の各評価を行なったところ、結晶相はS
nO2であり、体積抵抗率は1.4×105(Ωcm)、
体積抵抗率の経時変化は0.9であり、D90は8.4
μmであり、色調は極薄茶色であり、摩擦帯電量は+1
5(μC/g)であった。評価結果を表1にまとめて示
す。
Example 1 Anhydrous stannous chloride (SnCl 2 ) was added to 150 ml of methanol.
After adding 36.7 g and 0.43 g of lithium chloride (LiCl), dry air was introduced into the liquid and stirred to prepare a soluble tin oxide precursor solution. Separately methanol 600
A mixed solution of the precursor solution and ammonia water (28 wt% product) was prepared, and the above-mentioned precursor solution was gradually added with stirring. A precipitate was formed in the mixed solution with the addition, and the mixture became cloudy. The precipitate was separated by filtration, and the obtained cake-like precipitate was dried using a vacuum drier to obtain a dried gel powder. The dried gel was air-dried in a commercial electric furnace for 80 hours.
The powder was fired at 0 ° C. to obtain a powdery tin-based oxide. When the above evaluations were performed on the tin-based oxide, the crystal phase was found to be S
nO 2 , a volume resistivity of 1.4 × 10 5 (Ωcm),
The change with time of the volume resistivity is 0.9, and D90 is 8.4.
μm, the color tone is very light brown, and the triboelectric charge is +1
5 (μC / g). The evaluation results are summarized in Table 1.

【0072】[0072]

【表1】 [Table 1]

【0073】実施例2 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化ナトリ
ウム(NaCl)0.59gを用いた他は全て実施例1
と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化物
について前記の各評価を行なったところ、結晶相はSn
2であり、体積抵抗率は5.1×104(Ωcm)、体
積抵抗率の経時変化は1.0であり、D90は3.9μ
mであり、色調は極薄茶色であり、摩擦帯電量は+11
(μC/g)であった。評価結果を表1に示す。
Example 2 Example 1 was repeated except that 0.59 g of sodium chloride (NaCl) was used in place of lithium chloride.
In the same manner as described above, a powdery tin-based oxide was obtained. When each of the above-mentioned evaluations was performed on the tin-based oxide, the crystal phase was Sn.
O 2 , the volume resistivity was 5.1 × 10 4 (Ωcm), the temporal change of the volume resistivity was 1.0, and D90 was 3.9 μm.
m, the color tone is very light brown, and the triboelectric charge is +11.
(ΜC / g). Table 1 shows the evaluation results.

【0074】実施例3 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化カリウ
ム(KCl)0.76gを用いた他は全て実施例1と同
様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化物につ
いて体積抵抗率を測定したところ、1.1×105(Ω
cm)であった。また、他の評価結果は表1に示す通り
であった。
Example 3 A powdery tin oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.76 g of potassium chloride (KCl) was used instead of lithium chloride. The volume resistivity of the tin-based oxide was measured to be 1.1 × 10 5
cm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0075】実施例4 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化セシウ
ム(CsCl)1.71gを用いた他は全て実施例1と
同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化物に
ついて体積抵抗率を測定したところ、7.1×10
4(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に示
す通りであった。
Example 4 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.71 g of cesium chloride (CsCl) was used instead of lithium chloride. The volume resistivity of the tin-based oxide was measured to be 7.1 × 10
4 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0076】実施例5 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化マグネ
シウム(MgCl2)0.38gを用いた他は全て実施
例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸
化物について体積抵抗率を測定したところ、1.3×1
6(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に
示す通りであった。
Example 5 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.38 g of magnesium chloride (MgCl 2 ) was used instead of lithium chloride. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 1.3 × 1
0 6 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0077】実施例6 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化マグネ
シウム(MgCl2)0.97gを用いた他は全て実施
例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸
化物について体積抵抗率を測定したところ、2.3×1
6(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に
示す通りであった。
Example 6 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.97 g of magnesium chloride (MgCl 2 ) was used instead of lithium chloride. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 2.3 × 1
0 6 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0078】実施例7 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化マグネ
シウム(MgCl2)1.60gを用いた他は全て実施
例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸
化物について体積抵抗率を測定したところ、1.9×1
6(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に
示す通りであった。
Example 7 A powdered tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.60 g of magnesium chloride (MgCl 2 ) was used instead of lithium chloride. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 1.9 × 1
0 6 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0079】実施例8 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化カルシ
ウム(CaCl2)1.13gを用いた他は全て実施例
1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化
物について体積抵抗率を測定したところ、4.5×10
4(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に示
す通りであった。なお、結晶相において第2相として観
測されたCaSnO3相は極微量であった。
Example 8 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.13 g of calcium chloride (CaCl 2 ) was used instead of lithium chloride. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 4.5 × 10
4 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1. The CaSnO 3 phase observed as the second phase in the crystal phase was extremely small.

【0080】実施例9 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化ストロ
ンチウム(SrCl2)1.61gを用いた他は全て実
施例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系
酸化物について体積抵抗率を測定したところ、1.6×
105(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1
に示す通りであった。なお、結晶相において第2相とし
て観測されたSrCl26H2O相は極微量であった。
Example 9 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.61 g of strontium chloride (SrCl 2 ) was used instead of lithium chloride. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 1.6 ×
It was 10 5 (Ωcm). The other evaluation results are shown in Table 1.
As shown in FIG. The SrCl 2 6H 2 O phase observed as the second phase in the crystal phase was extremely small.

【0081】実施例10 実施例1において、塩化リチウムの代わりに硝酸イット
リウム6水和物〔Y(NO33・6H2O〕3.90g
を用いた他は全て実施例1と同様にして粉末状の錫系酸
化物を得た。該錫系酸化物について体積抵抗率を測定し
たところ、3.1×106(Ωcm)であった。また、
他の評価結果は表1に示す通りであった。
Example 10 In Example 1, 3.90 g of yttrium nitrate hexahydrate [Y (NO 3 ) 3 .6H 2 O] was used in place of lithium chloride.
In the same manner as in Example 1 except for using, a powdery tin-based oxide was obtained. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 3.1 × 10 6 (Ωcm). Also,
The other evaluation results were as shown in Table 1.

【0082】実施例11 実施例1において、塩化リチウムの代わりに硝酸ランタ
ン6水和物〔La(NO33・6H2O〕4.40gを
用いた他は全て実施例1と同様にして粉末状の錫系酸化
物を得た。該錫系酸化物について体積抵抗率を測定した
ところ、4.5×106(Ωcm)であった。また、他
の評価結果は表1に示す通りであった。
Example 11 The procedure of Example 1 was repeated, except that 4.40 g of lanthanum nitrate hexahydrate [La (NO 3 ) 3 .6H 2 O] was used in place of lithium chloride. A powdery tin-based oxide was obtained. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 4.5 × 10 6 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0083】実施例12 実施例1において、塩化リチウムの量を0.17gと
し、更に塩化二オブ(NbCl5)1.07gを添加し
たこと以外は全て実施例1と同様にして粉末状の錫系酸
化物を得た。該錫系酸化物について体積抵抗率を測定し
たところ、1.2×105(Ωcm)であった。また、
他の評価結果は表1に示す通りであった。
Example 12 The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of lithium chloride was changed to 0.17 g and 1.07 g of diobium chloride (NbCl 5 ) was further added. A system oxide was obtained. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was 1.2 × 10 5 (Ωcm). Also,
The other evaluation results were as shown in Table 1.

【0084】実施例13 実施例1において、塩化リチウムを塩化マグネシウムに
代え、その量を0.97gとし、更に塩化モリブデン
(MoCl5)1.08gを添加したこと以外は全て実
施例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系
酸化物について体積抵抗率を測定したところ、2.0×
106(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1
に示す通りであった。
Example 13 Example 1 was repeated except that lithium chloride was replaced with magnesium chloride, the amount was changed to 0.97 g, and 1.08 g of molybdenum chloride (MoCl 5 ) was further added. As a result, a powdery tin-based oxide was obtained. The volume resistivity of the tin-based oxide was measured to be 2.0 ×
It was 10 6 (Ωcm). The other evaluation results are shown in Table 1.
As shown in FIG.

【0085】実施例14 実施例1において、塩化リチウムを塩化カルシウムに代
え、その量を1.13gとし、更に塩化タンタル(Ta
Cl5)1.41gを添加したこと以外は全て実施例1
と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫系酸化物
について体積抵抗率を測定したところ、9.3×103
(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表1に示す
通りであった。なお、結晶相において第2相として観測
されたCa(OH)2相は極微量であった。
Example 14 In Example 1, lithium chloride was replaced with calcium chloride, the amount was changed to 1.13 g, and tantalum chloride (Ta) was further added.
Example 1 except that 1.41 g of Cl 5 was added.
In the same manner as described above, a powdery tin-based oxide was obtained. The volume resistivity of the tin-based oxide was measured to be 9.3 × 10 3
(Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1. The Ca (OH) 2 phase observed as the second phase in the crystal phase was extremely small.

【0086】実施例15 実施例1において、塩化リチウムを塩化マグネシウムに
代え、その量を0.97gとし、更に塩化タンタル(T
aCl5)1.41g及びテトラエトキシシラン〔Si
(OC254〕0.82gを添加したこと以外は全て
実施例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。該錫
系酸化物について体積抵抗率を測定したところ、2.0
×107(Ωcm)であった。また、他の評価結果は表
1に示す通りであった。
Example 15 In Example 1, lithium chloride was replaced with magnesium chloride, the amount was changed to 0.97 g, and tantalum chloride (T
aCl 5 ) 1.41 g and tetraethoxysilane [Si
(OC 2 H 5 ) 4 ] A powdery tin oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.82 g was added. When the volume resistivity of the tin-based oxide was measured, it was found to be 2.0
× 10 7 (Ωcm). Other evaluation results are as shown in Table 1.

【0087】比較例1 関東化学製の二酸化錫試薬(SnO2)を実施例1と同
様の電気炉を用いて800℃で焼成し、二酸化錫粉末を
得た。該二酸化錫について前記の各評価を行なったとこ
ろ、結晶相はSnO2であり、体積抵抗率は4.0×1
7(Ωcm)、体積抵抗率の経時変化は1.0であ
り、D90は35μmであり、色調は薄黄色であり、摩
擦帯電量は−1.0(μC/g)であった。評価結果を
表2にまとめて示す。
Comparative Example 1 Tin dioxide reagent (SnO 2 ) manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was fired at 800 ° C. in the same electric furnace as in Example 1 to obtain tin dioxide powder. When each of the above evaluations was performed on the tin dioxide, the crystal phase was SnO 2 and the volume resistivity was 4.0 × 1.
0 7 (Ωcm), the change over time in volume resistivity was 1.0, D90 was 35 μm, the color tone was light yellow, and the triboelectric charge was −1.0 (μC / g). The evaluation results are shown in Table 2.

【0088】[0088]

【表2】 [Table 2]

【0089】比較例2 実施例1において、塩化リチウムを加えない点以外は全
て実施例1と同様にして粉末状の二酸化錫を得た。評価
結果を表2に示す。
Comparative Example 2 Powdered tin dioxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that lithium chloride was not added. Table 2 shows the evaluation results.

【0090】比較例3 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化二オブ
(NbCl5)2.75gを用いた以外は全て実施例1
と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。評価結果を表
2に示す。
Comparative Example 3 Example 1 was repeated except that 2.75 g of niobium chloride (NbCl 5 ) was used in place of lithium chloride.
In the same manner as described above, a powdery tin-based oxide was obtained. Table 2 shows the evaluation results.

【0091】比較例4 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化タンタ
ル(TaCl5)3.64gを用いた以外は全て実施例
1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。評価結果を
表2に示す。
Comparative Example 4 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3.64 g of tantalum chloride (TaCl 5 ) was used instead of lithium chloride. Table 2 shows the evaluation results.

【0092】比較例5 実施例1において、塩化リチウムの代わりに塩化モリブ
デン(MoCl5)2.78gを用いた以外は全て実施
例1と同様にして粉末状の錫系酸化物を得た。評価結果
を表2に示す。
Comparative Example 5 A powdery tin-based oxide was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2.78 g of molybdenum chloride (MoCl 5 ) was used instead of lithium chloride. Table 2 shows the evaluation results.

【0093】比較例6 実施例1において、塩化リチウムの代わりにリン酸(H
3PO4)1.00gを用いた以外は全て実施例1と同様
にして粉末状の錫系酸化物を得た。評価結果を表2に示
す。
Comparative Example 6 In Example 1, phosphoric acid (H) was used instead of lithium chloride.
3 PO 4) was except for using 1.00g in the same manner as in Example 1 to obtain a powdery tin oxide. Table 2 shows the evaluation results.

【0094】比較例7 関東化学製の二酸化錫試薬(SnO2)29.1gと酸
化マグネシウム(MgO)試薬を0.16gを乳鉢で混
合し、二酸化錫及び酸化マグネシウム混合粉末を得た。
評価結果を表2に示す。
Comparative Example 7 29.1 g of tin dioxide reagent (SnO 2 ) manufactured by Kanto Chemical Co. and 0.16 g of magnesium oxide (MgO) reagent were mixed in a mortar to obtain a mixed powder of tin dioxide and magnesium oxide.
Table 2 shows the evaluation results.

【0095】表1に示したデータから明らかなように、
実施例1〜15に示す本発明の錫系酸化物は、二酸化錫
の結晶相が生成しており、有害性ドーパントが100p
pm以下であり、体積抵抗率は102〜109Ωcmの範
囲内にあり、体積抵抗率の経時変化は非常に小さいこと
がわかる。また色調は何れも薄色系を呈しており、D9
0の粒径は0.1〜30μmの範囲内にあり、各種プラ
スチックやトナーに添加する導電性フィラーとして好適
な色調と大きさを有する。更に、摩擦帯電量は何れもプ
ラスの値を有しており、何れも本発明の錫系酸化物であ
ることが分かる。
As is clear from the data shown in Table 1,
In the tin-based oxides of the present invention shown in Examples 1 to 15, a tin dioxide crystal phase was formed, and the harmful dopant was 100 p.
pm or less, the volume resistivity is in the range of 10 2 to 10 9 Ωcm, and it can be seen that the change with time of the volume resistivity is very small. In addition, all color tones are light-colored, and D9
The particle size of 0 is in the range of 0.1 to 30 μm, and has a suitable color tone and size as a conductive filler to be added to various plastics and toners. Further, each of the triboelectric charges has a positive value, which indicates that each is a tin-based oxide of the present invention.

【0096】これに対し、比較例1〜比較例6では、帯
電量制御ドーパントを含有していないため、摩擦帯電量
が何れもマイナスの値を有しており、本発明の錫系酸化
物には該当しないことがわかる。また比較例7では、二
酸化錫粉末とアルカリ土類金属元素の酸化物粉末を単純
に混合しても、摩擦帯電量はマイナスの値を有してお
り、本発明の錫系酸化物には該当しないことがわかる。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, since no charge amount controlling dopant was contained, each of the triboelectric charges had a negative value. Is not applicable. Further, in Comparative Example 7, even if the tin dioxide powder and the oxide powder of the alkaline earth metal element were simply mixed, the triboelectric charge amount had a negative value, and thus the tin oxide of the present invention was not applicable. It turns out that it does not.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明の錫系酸化物は、アンチモンやフ
ッ素などの有害な導電性向上用ドーパントを含んでいな
いので、安全性が高く、102〜109Ωcmの範囲内で
体積抵抗率を制御することができ、体積抵抗率の経時変
化や着色といった問題が無く、且つ摩擦帯電量がゼロか
らプラスの範囲内にある新規な錫系酸化物である。した
がって本発明の錫系酸化物は、導電性フィラーとして様
々な用途に使用可能である。
The tin-based oxide of the present invention has high safety because it does not contain harmful conductivity improving dopants such as antimony and fluorine, and has a high volume resistivity within the range of 10 2 to 10 9 Ωcm. Is a novel tin-based oxide having no problems such as a change in volume resistivity with time and coloring, and a triboelectric charge in the range of zero to plus. Therefore, the tin-based oxide of the present invention can be used for various uses as a conductive filler.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素欠陥を有していてもよい二酸化錫結
晶を含み、実質的にアンチモン、フッ素、ヒ素、ビスマ
ス、セレン、テルル、バナジウム、及びクロムを含ま
ず、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、及び希
土類元素の中から選ばれる少なくとも1種類の元素を含
む錫系酸化物であって、該錫系酸化物の粉末を5.6×
107Paのプレス圧で圧粉法により測定したときの体
積抵抗率が102〜109Ωcmであり、且つ摩擦帯電量
がゼロ又はプラスの値を有することを特徴とする錫系酸
化物。
1. An alkali metal element or an alkaline earth element, comprising tin dioxide crystals optionally having oxygen deficiency, substantially free of antimony, fluorine, arsenic, bismuth, selenium, tellurium, vanadium and chromium. A tin-based oxide containing at least one element selected from a metal element and a rare-earth element, wherein the tin-based oxide powder is 5.6 ×
A tin-based oxide having a volume resistivity of 10 2 to 10 9 Ωcm as measured by a powder compaction method at a press pressure of 10 7 Pa, and having a triboelectric charge of zero or a positive value.
【請求項2】 請求項1に記載の錫系酸化物からなる粉
末状の錫系酸化物であって、粒度分布におけるD90の
粒径が0.1〜30μmであることを特徴とする錫系酸
化物。
2. A powdery tin-based oxide comprising the tin-based oxide according to claim 1, wherein the particle diameter of D90 in the particle size distribution is 0.1 to 30 μm. Oxides.
【請求項3】 溶解性酸化錫前駆体、並びにアルカリ金
属元素、アルカリ土類金属元素、及び希土類元素の中か
ら選ばれる少なくとも1種類の元素を含む有機溶媒系溶
液又は水系溶液を濃縮してゲル状物を得た後、該ゲル状
物を加熱処理することを特徴とする請求項1又は2に記
載の錫系酸化物の製造方法。
3. An organic solvent-based solution or an aqueous solution containing a soluble tin oxide precursor and at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element, an alkaline earth metal element, and a rare earth element. The method for producing a tin-based oxide according to claim 1, wherein the gel-like substance is subjected to a heat treatment after obtaining the substance.
【請求項4】 溶解性酸化錫前駆体、並びにアルカリ金
属元素、アルカリ土類金属元素、及び希土類元素の中か
ら選ばれる少なくとも1種類の元素を含む有機溶媒系溶
液又は水系溶液と、塩基又は酸とを混合し、前記有機溶
媒系溶液又は水系溶液の一部又は全部を中和して不溶性
の酸化錫前駆体を析出させ、析出した不溶性酸化錫前駆
体を加熱処理することを特徴とする請求項1又は2に記
載の錫系酸化物の製造方法。
4. An organic solvent-based solution or aqueous solution containing a soluble tin oxide precursor and at least one element selected from an alkali metal element, an alkaline earth metal element, and a rare earth element, and a base or an acid. And neutralizing part or all of the organic solvent-based solution or the aqueous solution to precipitate an insoluble tin oxide precursor, and heating the deposited insoluble tin oxide precursor. Item 3. The method for producing a tin-based oxide according to item 1 or 2.
JP2000331867A 2000-10-31 2000-10-31 Tin-based oxide and method for producing the same Expired - Fee Related JP4540213B2 (en)

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