JP2005330163A - 導電性酸化錫粉末、その製造方法、導電性ペースト及び導電性塗料 - Google Patents
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Abstract
導電性、透明性、撥水性、流動性、及び樹脂や有機溶剤との濡れ性が高く、毒性の危惧がなく、経時変化による抵抗値の上昇が起こり難い導電性酸化錫粉末を提供すること。
【解決手段】
酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層が形成された実質的にアンチモンを含まない導電性酸化錫粉末であって、前記有機表面処理層が脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤を乾燥させて形成されるものであり、前記酸化錫粉末は粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである導電性酸化錫粉末。前記有機表面処理層は、前記酸化錫粉末100重量部に対して0.05重量部〜10重量部形成されることが好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明に係る導電性酸化錫粉末は、酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層が形成された粉末であって、導電性酸化錫粉末中に実質的にアンチモンを含まないものである。本発明において導電性酸化錫粉末が実質的にアンチモンを含まないとは、導電性酸化錫粉末中のいずれの部分、すなわち、導電性酸化錫粉末中を構成する酸化錫粉末及び有機表面処理層のいずれの部分にもアンチモンを不純物として含まないことを意味し、具体的には導電性酸化錫粉末中のアンチモンの含有量が重量基準で1000ppm未満であることを意味する。なお、本発明に係る導電性酸化錫粉末は、導電性を付与するためにアンチモン以外のドーパントを含んでいてもよい。該ドーパントとしては、例えば、インジウム等が挙げられる。
本発明で用いられる酸化錫粉末は、少なくともその粒子表面全体に酸化錫(SnO2)が存在するものであり、粒子が実質的に粒状、フレーク状又は針状の粉末である。ここで、少なくともその粒子表面全体に酸化錫が存在するとは、酸化錫以外の芯材を有し該芯材粒子表面全体に酸化錫微粒子が付着したもの又は該芯材粒子表面全体に酸化錫を含む被覆層が形成されたもの、及び、該芯材を有さず粒子全体が酸化錫そのものであるものを含む意味で用いる。本発明では、上記芯材を有する酸化錫粉末を「第1の酸化錫粉末」と称し、上記芯材を有さない酸化錫粉末を「第2の酸化錫粉末」と称する。第1の酸化錫粉末及び第2の酸化錫粉末については後で詳細に説明する。
第1の酸化錫粉末は、酸化錫以外の芯材を有し該芯材粒子表面全体に酸化錫微粒子が付着したもの又は該芯材粒子表面全体に酸化錫を含む被覆層が形成されたものである。このうち、第1の酸化錫粉末が、芯材粒子表面全体に酸化錫を含む被覆層が形成されたものであり、且つ、粒子表面が略平滑なものは、流動性に優れるため好ましい。
第1の酸化錫粉末の製造方法は、芯材を水中に分散させたスラリーに、水溶性錫化合物を添加後、酸又はアルカリを用いて中和反応を行い、前記芯材の粒子表面に酸化錫水和物が存在する酸化錫粉末の前駆体を生成し、該前駆体を洗浄し、乾燥した後、非酸化性雰囲気中600℃を超え且つ1200℃以下で5分〜60分焼成するものである。
第2の酸化錫粉末は、全体が実質的に酸化錫のみからなるものである。第2の酸化錫粉末は、芯材を含まないこと以外は第1の酸化錫粉末と同様である。この第2の酸化錫粉末は、例えば、下記の第2の酸化錫粉末の製造方法により製造することができる。
第2の酸化錫粉末の製造方法は、水中に溶解させた水溶性錫化合物について、酸又はアルカリを用いて中和反応を行い、酸化錫水和物の前駆体を生成し、該前駆体を洗浄し、乾燥した後、非酸化性雰囲気中600℃を超え且つ1200℃以下で5分〜60分焼成するものである。
本発明に係る導電性酸化錫粉末は、上記酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層が形成される。該有機表面処理層は有機表面処理成分を含むコーティング剤を乾燥させて形成されるものであり、該有機表面処理成分としては、脂肪酸、該脂肪酸の塩、エステル等の脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。なお、本発明において、ゼラチンとはニカワを含む意味で用いる。
本発明に係る導電性酸化錫粉末の製造方法は、第1の実施の形態が、実質的にアンチモンを含まず、粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである酸化錫粉末を、少なくとも脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤に浸漬した後、乾燥させて、前記酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層を形成する方法である。なお、本発明において該方法を「湿式法」ともいう。また、第2の実施の形態が、実質的にアンチモンを含まず、粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである酸化錫粉末に、少なくとも脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤に塗布した後、乾燥させて、前記酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層を形成する方法である。なお、本発明において該方法を「乾式法」ともいう。
第1の実施の形態で用いられる実質的にアンチモンを含まず、粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである酸化錫粉末としては、本発明に係る導電性酸化錫粉末について説明したものを用いることができる。
本発明に係る導電性酸化錫粉末の製造方法の第2の実施の形態と本発明に係る導電性酸化錫粉末の製造方法の第1の実施の形態との相違点は、第1の実施の形態において酸化錫粉末をコーティング剤に浸漬することを、第2の実施の形態において酸化錫粉末にコーティング剤に塗布することとする点にあり、他の点については一致するため、他の点については説明を省略し、相違点についてのみ以下に説明する。
本発明に係る導電性ペーストは、本発明に係る導電性酸化錫粉末と樹脂とを含むものである。本発明に係る導電性ペーストに用いられる樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
本発明に係る導電性塗料は、本発明に係る導電性酸化錫粉末と樹脂とを含むものである。本発明に係る導電性塗料に用いられる樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
水3.5lにSn含有量41重量%の錫酸ナトリウム576gを投入し、錫酸ナトリウムを溶解させた。該溶解液に20%希硫酸を溶解液のpHが2.5になるまで98分間かけて添加して中和した。該反応液を温水を用いて洗浄した。洗浄は、洗浄水の伝導度が2860μSになるまで繰り返した。洗浄終了後は、脱水濾過を行い、濾滓(ケーキ)を回収した。
次に、得られた濾滓を150℃の雰囲気中に15時間放置して、乾燥させた。得られた乾燥ケーキをアトマイザーを用いて解砕し、該解砕物について水素を2体積%含有した窒素ガスを流通させながら、700℃で20分間焼成を行い、導電性酸化錫粉末(導電性酸化錫粉末A)を得た。
該粉末について、以下のようにして、粉体pH、残留塩分、D50、比表面積、体積抵抗率、安息角、撥水性、ヘイズ、表面抵抗率及び塗料の粘度を測定した。粉体pHは3.6であり、残留塩分は163μmol/gであった。結果を表2〜表4に示す。
比較例1で作製した導電性酸化錫粉末A70gをミキサー(大阪ケミカル株式会社製小型強力粉砕機フォースミル)のチャンバー内で22000rpmで略水平方向に高速攪拌させ、チャンバー内にステアリン酸(コーティング剤A)0.7gを投入し、1分間攪拌を続けた後、チャンバー内から粒子表面に粉状のステアリン酸が付着した酸化錫粉末を取り出し、100℃で加熱処理することにより粒子表面に付着した粉状のステアリン酸を溶融し、放置して乾燥させ、導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
シリコーンオイル(信越化学株式会社製KF96L)3.5gとメタノールとを混合して、20mlのコーティング剤(コーティング剤B)を調製した。
比較例1で作製した導電性酸化錫粉末A70gをミキサーのチャンバー内で略水平方向に高速攪拌させ、チャンバー内にコーティング剤Bを滴下し、1分間攪拌を続けた後、粉末をチャンバー内から取り出し、100℃に加熱して乾燥させ、導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
メチルハイドロジェンシロキサン(信越化学株式会社製KF99)0.7gとメタノールとを混合して、20mlのコーティング剤(コーティング剤C)を調製した。
コーティング剤Bに代えてコーティング剤Cを用いた以外は、実施例2と同様にして導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
ニカワ(新田ゼラチン株式会社製UDB)50gと水450gとを混合して、コーティング剤(コーティング剤D)を調製した。
比較例1で作製した導電性酸化錫粉末A100gを、コーティング剤Dを満たしたバットに10分間浸漬し、導電性酸化錫粉末をヌッチェで濾過した後、濾滓を105℃に加熱して乾燥させ、導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
アミノシランカップリング剤(信越化学株式会社製KBM903)0.35gと水とを混合して、500mlのコーティング剤(コーティング剤E)を調製した。
コーティング剤Dに代えてコーティング剤Eを用いた以外は、実施例4と同様にして導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
アミノ基アルコキシ基含有シリコーンオイル(信越化学株式会社製KF862)0.7gとメタノールとを混合して、20mlのコーティング剤(コーティング剤F)を調製した。
コーティング剤Bに代えてコーティング剤Fを用いた以外は、実施例2と同様にして導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
洗浄水の伝導度が5300μSになるまで洗浄した以外は、比較例1と同様にして酸素欠損型の実質的に酸化錫のみからなる導電性酸化錫粉末(導電性酸化錫粉末B)を得た。
該粉末について、比較例1と同様にして、粉体pH及び残留塩分を測定した。粉体pHは3.0であり、残留塩分は380μmol/gであった。
導電性酸化錫粉末Aに代えて導電性酸化錫粉末Bを用い、且つ、コーティング剤Bに代えてコーティング剤Fを用いた以外は、実施例2と同様にして導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
洗浄水の伝導度が80μSになるまで洗浄した以外は、比較例1と同様にして酸素欠損型の実質的に酸化錫のみからなる導電性酸化錫粉末(導電性酸化錫粉末C)を得た。
該粉末について、比較例1と同様にして、粉体pH及び残留塩分を測定した。粉体pHは5.6であり、残留塩分は0.2μmol/gであった。
導電性酸化錫粉末Aに代えて導電性酸化錫粉末Cを用い、且つ、コーティング剤Bに代えてコーティング剤Fを用いた以外は、実施例2と同様にして導電性酸化錫粉末を得た。該導電性酸化錫粉末の酸化錫粉末に対する有機表面処理層の被覆量を表1に示す。
また、該導電性酸化錫粉末について、比較例1と同様にして、諸特性を測定した。結果を表2〜表4に示す。
Claims (8)
- 酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層が形成された実質的にアンチモンを含まない導電性酸化錫粉末であって、前記有機表面処理層が脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤を乾燥させて形成されるものであり、前記酸化錫粉末は粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gであることを特徴とする導電性酸化錫粉末。
- 前記酸化錫粉末中の酸化錫が、酸素欠損型の酸化錫であることを特徴とする請求項1記載の導電性酸化錫粉末。
- 前記酸化錫粉末中の酸化錫が、還元焼成により得られたものであることを特徴とする請求項2記載の導電性酸化錫粉末。
- 前記有機表面処理層が、前記酸化錫粉末100重量部に対して0.05重量部〜10重量部形成されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の導電性酸化錫粉末。
- 実質的にアンチモンを含まず、粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである酸化錫粉末を、少なくとも脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤に浸漬した後、乾燥させて、前記酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層を形成することを特徴とする導電性酸化錫粉末の製造方法。
- 実質的にアンチモンを含まず、粉体pHが1.5〜4且つ残留塩分が0.7μmol/g〜300μmol/gである酸化錫粉末に、少なくとも脂肪酸、脂肪酸化合物、油脂、ゼラチン、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機表面処理成分を含むコーティング剤に塗布した後、乾燥させて、前記酸化錫粉末の粒子表面に有機表面処理層を形成することを特徴とする導電性酸化錫粉末の製造方法。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の導電性酸化錫粉末と樹脂とを含み、前記導電性酸化錫粉末を50重量%〜98重量%含むことを特徴とする導電性ペースト。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の導電性酸化錫粉末と樹脂とを含み、前記導電性酸化錫粉末を0.1重量%以上50重量%未満含むことを特徴とする導電性塗料。
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