JP6019214B2 - Conductive particles and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、導電性粒子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to conductive particles and a method for producing the same.

従来、非導電性材料、例えばプラスチックに導電性を付与する方法として、プラスチックに導電性を付与する材料を添加する方法が知られている。このような導電性を付与する材料としては、例えば、界面活性剤、金属粉末、カーボンブラック、ドーパント元素を含有しない酸化スズ粉末等が知られている。しかし、界面活性剤は、その導電性が温度及び湿度によってばらつくことがある。金属粉末やカーボンブラックは、これらをプラスチックに添加すると、得られるプラスチックが黒色になり、プラスチックの用途が限定されることがある。ドーパント元素を含有しない酸化スズ粉末は、長期間使用する間に導電性が変動することがある。   Conventionally, as a method of imparting conductivity to a non-conductive material, for example, plastic, a method of adding a material imparting conductivity to plastic is known. As materials that impart such conductivity, for example, surfactants, metal powders, carbon black, tin oxide powders that do not contain dopant elements, and the like are known. However, the conductivity of a surfactant may vary depending on temperature and humidity. When metal powder or carbon black is added to a plastic, the resulting plastic becomes black, and the use of the plastic may be limited. The tin oxide powder that does not contain a dopant element may vary in conductivity during long-term use.

これらの材料とは別に、アンチモン等のドーパント元素を含有する酸化スズ粉末も知られている。ドーパント元素を含有する酸化スズ粉末は抵抗が低く、導電性が経時的に安定しやすい。しかしドーパント元素を含有する酸化スズ粉末は、ドーパント元素を使用することに起因して、経済的に有利とはいえず、また環境負荷の問題がある。更に、アンチモンをドープした酸化スズ粉末をプラスチックに添加すると、得られるプラスチックが青黒色になり、カーボンブラック等と同様にやはりプラスチックの用途が限定されることがある。ドーパント元素を含有する酸化スズ粉末としては、例えば、特許文献1に記載されているとおり、塩化スズの溶液を中和して酸化スズの水和物を生成させ、次いで該酸化スズの水和物を含む液に塩化アンチモンを添加後、中和して酸化スズの水和物の表面に酸化アンチモンの水和物を生成させ、その後焼成することによって製造されるものが挙げられる。また特許文献2に記載されているとおり、基材を水に分散させ、これにアンチモンを含有するスズ源を加え、低pH下で加水分解して基材表面にアンチモン含有スズ化合物を析出させ、これを熱処理することによって製造されるものが挙げられる。   Apart from these materials, tin oxide powder containing a dopant element such as antimony is also known. A tin oxide powder containing a dopant element has a low resistance, and the conductivity tends to be stable over time. However, tin oxide powder containing a dopant element is not economically advantageous due to the use of the dopant element, and has a problem of environmental burden. Furthermore, when tin oxide powder doped with antimony is added to the plastic, the resulting plastic becomes bluish black, and the use of the plastic may be limited as in the case of carbon black. As a tin oxide powder containing a dopant element, for example, as described in Patent Document 1, a solution of tin chloride is neutralized to produce a tin oxide hydrate, and then the tin oxide hydrate. An antimony chloride hydrate is added to the liquid containing the above, followed by neutralization to form an antimony oxide hydrate on the surface of the tin oxide hydrate, followed by firing. Moreover, as described in Patent Document 2, the base material is dispersed in water, an antimony-containing tin source is added thereto, and hydrolyzed under a low pH to precipitate an antimony-containing tin compound on the surface of the base material. The thing manufactured by heat-processing this is mentioned.

特開平08−319118号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-319118 特開2009−199776号公報JP 2009-199776 A

しかし、特許文献1に記載の粉末は、ドーパント元素であるアンチモンの一部が粒子表面において単独で存在しているため、導電性が不十分となりやすい。特許文献1に記載の粉末の導電性を高めるためには、ドーパント元素の使用量を多くしたり、製造工程における焼成温度を高めて、ドーパント元素を酸化スズ中に拡散させたりする必要がある。焼成温度を高めた場合、得られる導電性粒子の樹脂への分散性が低下しやすい。また、特許文献2に記載の粉末は、青みを抑制したり経済性を高めたりするためにドーパント元素の含有量を低減させた場合、粒子の最表面の抵抗が高くなるために、導電性が不十分なものとなりやすい。   However, the powder described in Patent Document 1 tends to have insufficient conductivity because part of antimony, which is a dopant element, exists alone on the particle surface. In order to increase the conductivity of the powder described in Patent Document 1, it is necessary to increase the amount of the dopant element used or to increase the firing temperature in the manufacturing process to diffuse the dopant element into the tin oxide. When the firing temperature is increased, the dispersibility of the obtained conductive particles in the resin tends to decrease. Moreover, since the powder of patent document 2 reduces the content of a dopant element in order to suppress bluishness or improve economy, the resistance of the outermost surface of the particles is increased, so that the conductivity is high. It tends to be insufficient.

本発明は、芯材の表面に、ドーパント元素を含む導電性酸化スズからなる被覆層を有する導電性粒子であって、
被覆層において、ドーパント元素が被覆層の表面側に偏在しており、
ドーパント元素が少なくともアンチモン、ニオブ又はタンタルである導電性粒子を提供するものである。
The present invention is a conductive particle having a coating layer made of conductive tin oxide containing a dopant element on the surface of a core material,
In the coating layer, the dopant element is unevenly distributed on the surface side of the coating layer ,
Dopant element is intended to provide at least antimony, niobium or tantalum der Ru conductive particles.

また本発明は、前記の導電性粒子の好適な製造方法として、
スズ源を含有し、かつ芯材を分散させたスラリーを中和することによって、該芯材の表面にスズ化合物を被覆させる第1工程と、
第1工程後のスラリーにスズ源が存在する状態で、ドーパント元素源を添加するとともに該スラリーを中和することによって、前記のスズ化合物上に、ドーパント元素を含むスズ化合物を被覆させる第2工程と、
第2工程で得られた粒子を焼成する第3工程と、を有し、
ドーパント元素が少なくともアンチモン、ニオブ又はタンタルである導電性粒子の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a method for producing the conductive particles as described above.
A first step of coating the surface of the core material with a tin compound by neutralizing a slurry containing a tin source and in which the core material is dispersed;
Second step of coating the tin compound containing the dopant element on the tin compound by adding the dopant element source and neutralizing the slurry in a state where the tin source is present in the slurry after the first step. When,
A third step of firing the particles obtained in the second step, the possess,
Dopant element is intended to provide at least antimony, a method for manufacturing niobium or tantalum der Ru conductive particles.

更に本発明は、前記の導電性粒子を含む導電性組成物を提供するものである。   Furthermore, this invention provides the electroconductive composition containing the said electroconductive particle.

以下、本発明の導電性粒子を、その好ましい実施形態に基づき説明する。なお以下の説明において、導電性粒子とは、文脈に応じて個々の粒子を指す場合と、粒子の集合体としての粉体を指す場合とがある。本発明の導電性粒子は、非導電性材料からなる芯材の表面に、ドーパント元素を含む導電性酸化スズからなる被覆層を有するものである。芯材は、本発明の導電性粒子における容積の大部分を占める部位であり、導電性粒子の中心域に位置する。一方、被覆層は、本発明の導電性粒子の最表面に位置する。芯材を有する本発明の導電性粒子は、特許文献1記載の芯材を有しない粉末に比して樹脂中へ分散しやすいという利点を有する。   Hereinafter, the electroconductive particle of this invention is demonstrated based on the preferable embodiment. In the following description, the conductive particles may refer to individual particles depending on the context, or may refer to powder as an aggregate of particles. The conductive particles of the present invention have a coating layer made of conductive tin oxide containing a dopant element on the surface of a core material made of a non-conductive material. A core material is a site | part which occupies most volume in the electroconductive particle of this invention, and is located in the center area | region of electroconductive particle. On the other hand, a coating layer is located in the outermost surface of the electroconductive particle of this invention. The conductive particles of the present invention having a core material have the advantage of being easily dispersed in the resin as compared with the powder not having the core material described in Patent Document 1.

芯材を構成する非導電性材料としては、無機物及び有機物のどちらを用いてもよい。ここでいう非導電性とは、抵抗率が例えば10Ω・cm以上であることをいう。無機物としては、例えば、各種元素の酸化物、窒化物、炭化物などを用いることができる。また例えば各種元素の塩を用いることができる。各種元素としては例えば各種の金属元素を挙げることができる。有機物としては、例えば各種の高分子材料を用いることができる。芯材は、水不溶性のものでもよく、あるいは水溶性のものでもよい。後述する導電性粒子の製造方法を考慮すると、芯材は水不溶性のものであることが有利である。好ましく用いられる芯材としては無機物が挙げられ、具体的には金属酸化物である酸化チタン、アルミナ及びシリカや、金属塩である硫酸バリウム等が挙げられる。As the nonconductive material constituting the core material, either an inorganic material or an organic material may be used. The term “non-conductive” as used herein means that the resistivity is, for example, 10 5 Ω · cm or more. As the inorganic substance, for example, oxides, nitrides, carbides, or the like of various elements can be used. Further, for example, salts of various elements can be used. Examples of various elements include various metal elements. As the organic substance, for example, various polymer materials can be used. The core material may be water-insoluble or water-soluble. Considering the method for producing conductive particles described later, the core material is advantageously water-insoluble. Examples of the core material that is preferably used include inorganic substances, and specific examples include titanium oxide, which is a metal oxide, alumina and silica, and barium sulfate, which is a metal salt.

芯材の形状は、その表面に導電性酸化スズ層を形成することが可能な形状であればよく、導電性粒子の用途に応じて、球状、多面体状、フレーク状、針状等の種々の形状のものが用いられる。本発明において、被覆層の厚みは芯材の大きさに比べて非常に小さいので、通常、芯材と導電性粒子の形状は概ね同じであるとみなすことができる。   The shape of the core material only needs to be a shape capable of forming a conductive tin oxide layer on the surface, and various shapes such as a spherical shape, a polyhedral shape, a flake shape, and a needle shape are used depending on the use of the conductive particles. A shape is used. In the present invention, since the thickness of the coating layer is very small compared to the size of the core material, it can be generally regarded that the shape of the core material and the conductive particles are substantially the same.

芯材は、BET比表面積が5.0m/g以上20.0m/g以下であることが好ましく、6.0m/g以上18.0m/g以下であることが更に好ましい。芯材のBET比表面積がこの範囲であると、芯材表面に被覆層を形成して得られる導電性粒子が、樹脂中に分散しやすいことや酸化スズからなる被覆層のコート均一性の観点から好ましい。芯材のBET比表面積は例えば、ユアサアイオニクス社製モノソープを用いて測定することができる。The core material, BET specific surface area is preferably at most 5.0 m 2 / g or more 20.0 m 2 / g, more preferably not more than 6.0 m 2 / g or more 18.0m 2 / g. When the BET specific surface area of the core is within this range, the conductive particles obtained by forming the coating layer on the surface of the core are easily dispersed in the resin and the coating uniformity of the coating layer made of tin oxide To preferred. The BET specific surface area of the core material can be measured using, for example, a mono soap manufactured by Yuasa Ionics.

被覆層は、芯材の表面が全く露出しないように該表面を満遍なく連続して被覆していることが、導電性粒子の導電性を高める点から好ましい。しかし、本発明の効果を損なわない範囲において、芯材の表面が一部露出するように該表面を不連続に被覆していてもよい。   The coating layer preferably covers the surface evenly and continuously so that the surface of the core material is not exposed at all, from the viewpoint of increasing the conductivity of the conductive particles. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, the surface of the core material may be coated discontinuously so that a part of the surface of the core material is exposed.

被覆層の厚みは、本発明の導電性粒子の被覆層の導電性が十分に発現する程度であれば、過度に厚くする必要はない。被覆層の厚みを酸化スズの量に換算して表すと、本発明の導電性粒子に占める酸化スズの割合が20質量%以上60質量%以下、特に25質量%以上50質量%以下となるような厚みであることが好ましい。導電性粒子中のスズの量は、導電性粒子の被覆層をアルカリで溶解させて得られる溶液について、ICP発光分光測定器で測定することによっても求めることができる。   The coating layer need not be excessively thick as long as the conductivity of the coating layer of the conductive particles of the present invention is sufficiently developed. When the thickness of the coating layer is expressed in terms of the amount of tin oxide, the proportion of tin oxide in the conductive particles of the present invention is 20% by mass to 60% by mass, particularly 25% by mass to 50% by mass. A preferable thickness is preferable. The amount of tin in the conductive particles can also be determined by measuring the solution obtained by dissolving the coating layer of the conductive particles with an alkali with an ICP emission spectrometer.

上述したように、本発明の導電性粒子は、被覆層を構成する酸化スズに、ドーパント元素が含まれる。ドーパント元素は、それを添加した後の酸化スズの導電性を、添加前の酸化スズに比べて高めることができる元素である。具体的にはドーパント元素としては、アンチモン(Sb)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、リン(P)、フッ素(F)、塩素(Cl)、ビスマス(Bi)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、モリブデン(Mo)、窒素(N)、亜鉛(Zn)などを挙げることができる。ドーパント元素は、これらのうちの1種又は2種以上を用いることができる。特に、ドーパント元素がアンチモン(Sb)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、リン(P)、フッ素(F)及びタングステン(W)のうちの少なくとも1種以上であり、とりわけアンチモン(Sb)であることが、導電性の環境安定性の点から好ましい。特に本発明の導電性粒子は、ドーパント元素としてアンチモンを含む場合、従来のアンチモンドープ酸化スズ粒子に比して白色性に優れるという利点を有する。また被覆層に、本発明の効果を損なわない範囲において、不可避不純物が少量含まれることは許容される。   As described above, the conductive particles of the present invention contain a dopant element in the tin oxide that constitutes the coating layer. The dopant element is an element that can increase the conductivity of the tin oxide after the dopant element is added as compared with the tin oxide before the addition. Specifically, as the dopant element, antimony (Sb), niobium (Nb), tantalum (Ta), tungsten (W), phosphorus (P), fluorine (F), chlorine (Cl), bismuth (Bi), aluminum (Al), boron (B), molybdenum (Mo), nitrogen (N), zinc (Zn), and the like can be given. One or more of these dopant elements can be used. In particular, the dopant element is at least one of antimony (Sb), niobium (Nb), tantalum (Ta), phosphorus (P), fluorine (F), and tungsten (W), particularly antimony (Sb). It is preferable from the viewpoint of conductive environmental stability. In particular, when the conductive particles of the present invention contain antimony as a dopant element, the conductive particles have an advantage of excellent whiteness as compared with conventional antimony-doped tin oxide particles. In addition, the coating layer is allowed to contain a small amount of inevitable impurities as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明者は、導電性粒子の被覆層におけるドーパント元素の位置と導電性粒子の導電性との関係を鋭意検討した結果、ドーパント元素を被覆層の表面側に偏在させることにより、粒子中のドーパント元素の含有量を低減しても高い導電性が得られることを見出した。特に、アンチモンを被覆層の表面側に偏在させることにより、従来のアンチモン含有酸化スズ粉末の課題であった、導電性と白色性との両立が可能であることを見出した。ドーパント元素が表面側に偏在している状態とは、被覆層の表面側の部位(以下、「表面側部位」ともいう。)に存在するドーパント元素が、芯材側の部位(以下、「芯材側部位」ともいう。)に存在するドーパント元素よりも多いことをいう。表面側部位とは、被覆層をその表面から徐々に溶解させたときに、被覆層全体の質量の5%まで溶解した部位をいう。芯材側部位とは、被覆層全体の質量の5%超から100%まで溶解した部位をいう。具体的には、各部位に含まれるスズ1molに対する、各部位に含まれるドーパント元素のモル数を算出したとき、その値が、芯材側部位よりも表面側部位の方が大きいことをいう。   As a result of intensive investigations on the relationship between the position of the dopant element in the coating layer of the conductive particles and the conductivity of the conductive particles, the present inventor made the dopant in the particles unevenly distributed on the surface side of the coating layer. It has been found that high conductivity can be obtained even if the element content is reduced. In particular, it has been found that by making antimony unevenly distributed on the surface side of the coating layer, it is possible to achieve both conductivity and whiteness, which has been a problem of conventional antimony-containing tin oxide powders. The state in which the dopant element is unevenly distributed on the surface side means that the dopant element present in the surface side portion of the coating layer (hereinafter also referred to as “surface side portion”) is the portion on the core material side (hereinafter referred to as “core”). It is also referred to as “material side part”.) A surface side site | part means the site | part melt | dissolved to 5% of the mass of the whole coating layer, when a coating layer is gradually dissolved from the surface. A core material side site | part means the site | part melt | dissolved from more than 5% to 100% of the mass of the whole coating layer. Specifically, when the number of moles of the dopant element contained in each part with respect to 1 mol of tin contained in each part is calculated, the value indicates that the surface side part is larger than the core side part.

被覆層全体におけるスズに対するドーパント元素のモル比は、アルカリ溶液に懸濁させて、被覆層を全溶解させた後、ICP発光分光測定器による測定で求めることができる。その他の方法としては導電性粒子の断面を切り出し、この断面をTEM及びEDXを用いて元素分析することによって導電性粒子中のドーパント元素量及びスズの量を求め、このドーパント元素量(mol)を、スズの量(mol)に対する比に換算することにより求めることができる。   The molar ratio of the dopant element to tin in the entire coating layer can be obtained by measurement with an ICP emission spectrometer after suspending the coating layer in an alkaline solution and completely dissolving the coating layer. As another method, a cross section of the conductive particles is cut out, and the cross section of the cross section is subjected to elemental analysis using TEM and EDX to obtain the amount of dopant element and the amount of tin in the conductive particles. It can be determined by converting the ratio to the amount (mol) of tin.

表面側部位及び芯材側部位におけるスズ1molに対するドーパント元素のモル数は次の方法で測定する。すなわち、導電性粒子を140℃のオートクレーブ中にてアルカリ溶液に懸濁させて、粒子の表面側から被覆層を徐々に溶解させていく。溶解しにくい場合には、更に温度を高めてもよい。被覆層の溶解率が5%までに溶出したスズ及びドーパント元素のモル数をICP発光分光測定器で測定し、スズの量(mol)に対する比に換算して、この値を表面側部位におけるスズ1molに対するドーパント元素のモル数とする。また、被覆層の溶解率が5%超100%までの間に溶出したスズ及びドーパント元素のモル数をICP発光分光測定器で測定し、スズの量(mol)に対する比に換算して、この値を芯材側部位におけるスズ1molに対するドーパント元素のモル数とする。 The number of moles of the dopant element with respect to 1 mol of tin in the surface side part and the core material side part is measured by the following method. That is, the conductive particles are suspended in an alkali solution in an autoclave at 140 ° C., and the coating layer is gradually dissolved from the surface side of the particles. If it is difficult to dissolve, the temperature may be further increased. The number of moles of tin and dopant elements eluted up to 5% dissolution rate of the coating layer was measured with an ICP emission spectrophotometer, converted into a ratio to the amount (mol) of tin, and this value was converted to tin at the surface side site. The number of moles of dopant element relative to 1 mol. Further, the number of moles of tin and dopant element eluted while the dissolution rate of the coating layer was more than 5% and up to 100% was measured with an ICP emission spectrophotometer, and converted into a ratio to the amount (mol) of tin. The value is defined as the number of moles of the dopant element with respect to 1 mol of tin at the core side portion.

導電性粒子の白色性や経済性を一層高いものとする観点から、被覆層を、その厚み方向に沿ってみたとき、ドーパント元素の量が、該被覆層の表面側から芯材側に向けて漸減していることが好ましい。「漸減している」とは、ドーパント元素の量が、連続的に変化して減少している場合、及びドーパント元素の量が、不連続にステップ状に変化して減少している場合の双方を包含する。   From the viewpoint of further improving the whiteness and economic efficiency of the conductive particles, when the coating layer is viewed along the thickness direction, the amount of the dopant element is directed from the surface side of the coating layer toward the core material side. The taper is preferably gradually reduced. “Decreased” means both when the amount of the dopant element continuously decreases and when the amount of the dopant element discontinuously changes stepwise. Is included.

ドーパント元素は、表面側部位においてスズ1molに対し0.01mol以上0.7mol以下含まれていることが好ましく、0.02mol以上0.6mol以下含まれていることが更に好ましい。一方、芯材側部位においては、表面側部位よりも少ないことを条件として、スズ1molに対し0.005mol以上0.4mol以下含まれていることが好ましく、0.01mol以上0.3mol以下含まれていることが更に好ましい。このような割合でドーパント元素が含まれていることによって、粒子中のドーパント元素の含有量を低減しても一層高い導電性が得られる。   The dopant element is preferably contained in an amount of 0.01 mol or more and 0.7 mol or less, and more preferably 0.02 mol or more and 0.6 mol or less with respect to 1 mol of tin in the surface side portion. On the other hand, the core side portion preferably contains 0.005 mol or more and 0.4 mol or less, and 0.01 mol or more and 0.3 mol or less, with respect to 1 mol of tin, on condition that it is less than the surface side portion. More preferably. By containing the dopant element in such a ratio, even higher conductivity can be obtained even if the content of the dopant element in the particles is reduced.

表面側部位及び芯材側部位の双方を含めた被覆層全体では、ドーパント元素は、スズ1molに対し0.01mol以上0.60mol以下含まれていることが好ましい。0.01mol以上であることは、導電性粒子の導電性を高める観点から好ましい。0.60mol以下であることは、導電性粒子の経済性を高める観点から好ましい。これらの観点から、ドーパント元素は、スズ1molに対して0.01mol以上0.50mol以下含まれていることが更に好ましい。導電性粒子中のドーパント元素量は、先に述べたとおり、導電性粒子の被覆層をアルカリで溶解させて得られる溶液についてICP発光分光測定器で測定することによって求めることができる。導電性粒子の導電性及び経済性等を両立させる観点から、導電性粒子中のドーパント元素の割合は、0.5質量%以上10質量%以下、特に0.5質量%以上7.0質量%以下であることが好ましい。   In the entire coating layer including both the surface side portion and the core material side portion, the dopant element is preferably contained in an amount of 0.01 mol to 0.60 mol with respect to 1 mol of tin. It is preferable that it is 0.01 mol or more from a viewpoint of improving the electroconductivity of electroconductive particle. It is preferable that it is 0.60 mol or less from a viewpoint of improving the economical efficiency of electroconductive particle. From these viewpoints, the dopant element is more preferably contained in an amount of 0.01 mol to 0.50 mol with respect to 1 mol of tin. As described above, the amount of the dopant element in the conductive particles can be determined by measuring the solution obtained by dissolving the coating layer of the conductive particles with an alkali with an ICP emission spectrometer. From the viewpoint of achieving both conductivity and economic efficiency of the conductive particles, the proportion of the dopant element in the conductive particles is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, particularly 0.5% by mass or more and 7.0% by mass. The following is preferable.

本発明の導電性粒子は、BET比表面積が15m/g以上50m/g以下であることが好ましい。BET比表面積がこの範囲である導電性粒子は、粒径が小さく樹脂への充填性がよく、また樹脂への分散性もよいため、この粒子を用いて形成した導電膜の導電性が高くなる。また粒径の小さな導電性粒子は、光との相互作用が小さいため、これを用いて形成した導電膜の青みを低減しやすい。これらの観点から、導電性粒子のBET比表面積は20m/g以上45m/g以下であることが更に好ましい。導電性粒子のBET比表面積は例えば、ユアサアイオニクス社製モノソープを用いて測定することができる。The conductive particles of the present invention preferably have a BET specific surface area of 15 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less. Conductive particles having a BET specific surface area in this range have a small particle size, good filling properties into the resin, and good dispersibility in the resin, so that the conductivity of the conductive film formed using these particles is high. . In addition, since conductive particles having a small particle size have a small interaction with light, it is easy to reduce blueness of a conductive film formed using the conductive particles. From these viewpoints, the BET specific surface area of the conductive particles is more preferably 20 m 2 / g or more and 45 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the conductive particles can be measured, for example, using a mono soap manufactured by Yuasa Ionics.

本発明の導電性粒子は粒子そのものの体積抵抗が低いものである。具体的には、本発明の導電性粒子の体積抵抗は25℃において好ましくは1.0×10Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下であり、更に好ましくは1.0×10Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下である。体積抵抗は、例えば次の方法で測定する。5gの試料を油圧ジャッキによって500kgf/cmの圧力で0.5分間プレスして直径25mmのペレットを作製する。得られたペレットの抵抗値を、ダイヤインスツルメンツ製のPD−1(商品名)を用い、四端針法により測定する。The conductive particles of the present invention have a low volume resistance. Specifically, the volume resistance of the conductive particles of the present invention is preferably 1.0 × 10 0 Ω · cm or more and 1.0 × 10 3 Ω · cm or less at 25 ° C., more preferably 1.0 × It is 10 0 Ω · cm or more and 1.0 × 10 2 Ω · cm or less. The volume resistance is measured by, for example, the following method. A 5 g sample is pressed with a hydraulic jack at a pressure of 500 kgf / cm 2 for 0.5 minutes to produce a 25 mm diameter pellet. The resistance value of the obtained pellet is measured by a four-end needle method using PD-1 (trade name) manufactured by Dia Instruments.

本発明の導電性粒子は、従来のアンチモンドープ酸化スズに比べて、色相が改善されたものである。具体的には、導電性粒子は、L*a*b*系表色系色座標におけるL値が70以上、特に75以上であることが好ましい。a値は−5.5以上−3.0以下、特に−5.0以上−3.5以下であることが好ましい。b値は−9.0以上0以下、特に−8.0以上−1.0以下であることが好ましい。上記のL値、a値及びb値は、例えば、日本電色工業(株)製の分光色差計SE600を用いて測定することができる。   The conductive particles of the present invention have improved hue as compared with conventional antimony-doped tin oxide. Specifically, the conductive particles preferably have an L value of 70 or more, particularly 75 or more in the L * a * b * color system color coordinates. The a value is preferably −5.5 or more and −3.0 or less, particularly preferably −5.0 or more and −3.5 or less. The b value is preferably from -9.0 to 0, particularly preferably from -8.0 to -1.0. Said L value, a value, and b value can be measured, for example using the Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. product spectral color difference meter SE600.

本発明の導電性粒子は、粒子の体積抵抗だけでなく、該導電性粒子を含む塗工液を用いて成膜された導電膜の表面抵抗も低いものである。この表面抵抗は好ましくは1.0×10Ω/□以下であり、更に好ましくは1.0×10Ω/□以上1.0×10Ω/□以下である。表面抵抗の測定に供される導電膜は以下の方法で成膜される。容積50mLのプラスチック製容器を用意し、その中に導電性粒子7.41gを入れる。次に、この容器内にトルエンとn−ブタノールとの混合溶媒を9.64g入れる。トルエンとn−ブタノールとの容積比は7:3とする。更に、この容器内に三菱レイヨン製のアクリル系コーティング樹脂であるダイヤナールLR−167を6.41g入れる。LR−167は樹脂成分が約46質量%であり、残部がトルエンとn−ブタノールとの混合溶媒である。トルエンとn−ブタノールとの容積比は7:3である。次いでペイントシェーカー(浅田鉄鋼製)を用い、1時間分散を行う。ペイントシェーカーの運転条件は、60Hz環境下の標準運転条件とする。分散によって得られた塗工液を、ポリエチレンテレフタレート製のOHPフィルム(株式会社内田洋行製のトランスペアレンシー OHP用フィルム)に塗工する。塗工にはバーコーター#10( テスター産業株式会社製のROD No.10)を用い、使用液量約1mLで塗膜を形成する。塗膜形成後、大気下に80℃で15分間にわたり乾燥を行い、導電膜を得る。The conductive particles of the present invention are low in not only the volume resistance of particles but also the surface resistance of a conductive film formed using a coating solution containing the conductive particles. The surface resistance is preferably 1.0 × 10 7 Ω / □ or less, more preferably 1.0 × 10 4 Ω / □ or more and 1.0 × 10 6 Ω / □ or less. The conductive film used for measuring the surface resistance is formed by the following method. A plastic container having a volume of 50 mL is prepared, and 7.41 g of conductive particles are put therein. Next, 9.64 g of a mixed solvent of toluene and n-butanol is placed in the container. The volume ratio of toluene and n-butanol is 7: 3. Further, 6.41 g of Dainar LR-167, which is an acrylic coating resin manufactured by Mitsubishi Rayon, is placed in this container. LR-167 has a resin component of about 46% by mass, and the balance is a mixed solvent of toluene and n-butanol. The volume ratio of toluene to n-butanol is 7: 3. Next, dispersion is performed for 1 hour using a paint shaker (manufactured by Asada Steel). The operating conditions of the paint shaker are standard operating conditions in a 60 Hz environment. The coating liquid obtained by the dispersion is applied to an OHP film made of polyethylene terephthalate (transparency OHP film made by Uchida Yoko Co., Ltd.). For coating, a bar coater # 10 (ROD No. 10 manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) is used, and a coating film is formed with a use liquid amount of about 1 mL. After forming the coating film, the film is dried at 80 ° C. for 15 minutes in the air to obtain a conductive film.

このようにして得られた導電膜の表面抵抗は、三菱アナリテック製のハイレスタを用いて測定される。測定にはUPプローブを用いる。測定電圧は10Vとする。   The surface resistance of the conductive film thus obtained is measured using a Hiresta made by Mitsubishi Analitec. An UP probe is used for the measurement. The measurement voltage is 10V.

本発明の導電性粒子は、これを含む塗工液を用いて成膜された導電膜のヘイズが低いことが好ましい。具体的には、導電膜のヘイズは20%以下であることが好ましく、17%以下であることが更に好ましい。ヘイズの測定に供される導電膜は前記の方法で成膜される。導電膜のヘイズは例えば、以下の方法で測定することができる。 日本電色工業(株)製のヘイズメータであるMODEL 1001DP(商品名)によって測定する。測定はJIS K7105に準拠し、積分球式測定法により行う。ヘイズは(散乱光/全光線透過光)×100から算出される。   It is preferable that the electroconductive particle of this invention has the low haze of the electrically conductive film formed into a film using the coating liquid containing this. Specifically, the haze of the conductive film is preferably 20% or less, and more preferably 17% or less. The conductive film used for haze measurement is formed by the method described above. The haze of the conductive film can be measured, for example, by the following method. It measures with MODEL 1001DP (brand name) which is a haze meter by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The measurement is carried out according to JIS K7105 by an integrating sphere measurement method. The haze is calculated from (scattered light / total light transmitted light) × 100.

次に、本発明の導電性粒子の好ましい製造方法について説明する。
本製造方法は、スズ源を含有し、かつ芯材を分散させたスラリーを中和することによって、該芯材の表面にスズ化合物を被覆させる第1工程と、
第1工程後のスラリーにスズ源が存在する状態で、ドーパント元素源を添加するとともに該スラリーを中和することによって、前記のスズ化合物上に、ドーパント元素を含むスズ化合物を被覆させる第2工程と、第2工程で得られた粒子を焼成する第3工程と、を有する。
Next, the preferable manufacturing method of the electroconductive particle of this invention is demonstrated.
The manufacturing method includes a first step of coating the surface of the core material with a tin compound by neutralizing a slurry containing a tin source and in which the core material is dispersed;
Second step of coating the tin compound containing the dopant element on the tin compound by adding the dopant element source and neutralizing the slurry in a state where the tin source is present in the slurry after the first step. And a third step of firing the particles obtained in the second step.

通常、第1工程では、芯材を媒体に分散させることによってスラリーを調製した後、このスラリーを、スズ源の存在する状態で中和する。第1工程では、スラリーにドーパント元素源を添加しない。   Usually, in a 1st process, after preparing a slurry by disperse | distributing a core material to a medium, this slurry is neutralized in the state in which a tin source exists. In the first step, no dopant element source is added to the slurry.

芯材としては、先に説明したものを用いることができる。また、媒体としては、芯材の種類や、第1工程及び第2工程の中和反応の条件等に応じて適切な液体が選択される。一般的には水が用いられる。   As the core material, those described above can be used. Moreover, as a medium, a suitable liquid is selected according to the kind of core material, the conditions of the neutralization reaction of a 1st process and a 2nd process, etc. In general, water is used.

スズ源を添加前のスラリーにおいて、媒体と芯材との配合比率は、媒体1リットルに対して芯材が50g以上240g以下、特に60g以上200g以下であることが好ましい。両者の配合比率がこの範囲内にあると、芯材の表面にスズ化合物の均一な被覆層が容易に形成されるからである。   In the slurry before adding the tin source, the mixing ratio of the medium and the core material is preferably 50 g or more and 240 g or less, particularly 60 g or more and 200 g or less, with respect to 1 liter of the medium. This is because a uniform coating layer of a tin compound is easily formed on the surface of the core material when the blending ratio of both is within this range.

スズ源は、芯材を被覆するスズ化合物の層を形成するために用いられる。スズ化合物としては、水酸化スズや酸化スズ水和物等が挙げられる。スズ源としては、芯材の表面にこのようなスズ化合物の層を形成し得るものが用いられる。スズ源は水溶性化合物であることが好ましい。そのようなスズ源としては、水への溶解が容易な化合物であるスズ酸ナトリウム及び四塩化スズ等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The tin source is used to form a layer of a tin compound that covers the core material. Examples of the tin compound include tin hydroxide and tin oxide hydrate. As the tin source, one capable of forming such a tin compound layer on the surface of the core material is used. The tin source is preferably a water-soluble compound. Examples of such a tin source include sodium stannate and tin tetrachloride which are compounds that are easily dissolved in water. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

第1工程のスラリーにおける芯材とスズ源との配合比率は、芯材100質量部に対するスズ源中のSn量が10質量部以上90質量部以下、特に15質量部以上85質量部以下であることが好ましい。両者の配合比率がこの範囲内にあると、芯材の表面にスズ化合物の均一な層を形成しやすい。   The mixing ratio of the core material and the tin source in the slurry of the first step is such that the Sn amount in the tin source with respect to 100 parts by mass of the core material is 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, particularly 15 parts by mass or more and 85 parts by mass or less. It is preferable. When the blending ratio of the two is within this range, a uniform layer of a tin compound is easily formed on the surface of the core material.

スラリーの中和には通常、酸又はアルカリを用いる。酸としては、例えば硫酸、硝酸、酢酸などの水溶液が用いられる。硫酸を用いる場合、希硫酸、特に濃度が10容量%以上50容量%以下の希硫酸を用いると、スズ化合物の均一な層が得られやすいため好ましい。アルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水などが用いられる。スラリーの中和において、スラリーへのスズ源の添加と酸又はアルカリの添加とは、どちらが先でもよく、同時でもよい。   An acid or alkali is usually used for neutralization of the slurry. As the acid, for example, an aqueous solution of sulfuric acid, nitric acid, acetic acid or the like is used. When sulfuric acid is used, it is preferable to use dilute sulfuric acid, particularly dilute sulfuric acid having a concentration of 10% by volume or more and 50% by volume or less because a uniform layer of a tin compound is easily obtained. As the alkali, for example, an aqueous sodium hydroxide solution or ammonia water is used. In the neutralization of the slurry, either the addition of the tin source to the slurry or the addition of the acid or alkali may be performed first or simultaneously.

中和を行う際のスラリーのpHは、好ましくは0.5以上6.0以下、更に好ましくは1.5以上4.0以下とする。中和の際のpHをこの範囲内とすることにより、芯材の表面にスズ化合物の層を容易に形成することができる。   The pH of the slurry at the time of neutralization is preferably 0.5 or more and 6.0 or less, more preferably 1.5 or more and 4.0 or less. By setting the pH during neutralization within this range, a tin compound layer can be easily formed on the surface of the core material.

第1工程では、特に、スズ源を添加した後のスラリーに酸を添加することによって中和を行う場合、酸の添加に先立ちアルカリを用いてスラリーのpHを9以上13以下、特に10以上12以下に上げておいてもよい。このようにすると、芯材上に酸化スズ均一に析出しやすくなり、均一なコート層形成するのでとなるので好ましい。このアルカリとしては、水酸化ナトリウム水溶液や炭酸ナトリウム、アンモニアなどを用いることができる。   In the first step, in particular, when neutralization is performed by adding an acid to the slurry after adding the tin source, the pH of the slurry is 9 to 13 and particularly 10 to 12 using an alkali prior to the addition of the acid. You may raise it below. This is preferable because it facilitates uniform deposition of tin oxide on the core material and forms a uniform coating layer. As this alkali, sodium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate, ammonia, etc. can be used.

第1工程では、スラリーの中和を行った後、液の攪拌を継続させてエージングを行うことが好ましい。熟成は30分以上180分以下、特に60分以上120分以下行うことが好ましい。熟成は、一般に70℃以上80℃以下で行うことができる。熟成によって芯材表面に均一にスズ化合物が形成されやすくなる。このスズ化合物は、ドーパント元素を含有していない。以上の第1工程によって、芯材表面がスズ化合物で被覆される。   In the first step, after neutralizing the slurry, it is preferable to perform aging by continuing the stirring of the liquid. The aging is preferably performed for 30 minutes to 180 minutes, particularly 60 minutes to 120 minutes. Aging can be generally performed at 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. By aging, a tin compound is easily formed uniformly on the surface of the core material. This tin compound does not contain a dopant element. By the above first step, the core material surface is coated with the tin compound.

続いて第2工程を行う。第2工程では、第1工程後のスラリーにスズ源が存在する状態でドーパント元素源を添加するとともに該スラリーを中和する。第2工程で用いるスズ源としては、第1工程で用いるスズ源として挙げたものと同様のものを用いることができる。第1工程と第2工程とでは、用いるスズ源の種類が異なっていてもよいし、同じであってもよい。通常、中和完了後の第1工程後の液中にはスズ源はほとんど存在していないので、第2工程で用いるスズ源は、第1工程後のスラリーに新たに添加することが好ましい。しかし、第1工程後の液中に未反応のスズ源が残存している場合等、スズ源を新たに添加しなくてもよい場合もある。第2工程で用いるスズ源を、第1工程後のスラリーに新たに添加する場合、このスズ源とドーパント源とは、第1工程後のスラリーに同時に添加してもよいし、添加の時期を前後にずらしてもよい。また、第2工程で添加するスズ源中のスズ量は、第1工程で添加したスズ源のスズ1molに対して0.01mol以上0.35mol以下であることが好ましく、0.02mol以上0.30mol以下であることが更に好ましい。この範囲であると、本発明の効果を有する導電性粒子を容易に得ることができる。   Subsequently, the second step is performed. In the second step, the dopant element source is added while the tin source is present in the slurry after the first step, and the slurry is neutralized. As the tin source used in the second step, the same tin source as mentioned in the first step can be used. In the first step and the second step, the types of tin sources used may be different or the same. Usually, since the tin source is hardly present in the liquid after the first step after completion of neutralization, it is preferable to newly add the tin source used in the second step to the slurry after the first step. However, in some cases, such as when an unreacted tin source remains in the liquid after the first step, it may not be necessary to add a new tin source. When the tin source used in the second step is newly added to the slurry after the first step, the tin source and the dopant source may be added to the slurry after the first step at the same time. You may shift back and forth. Moreover, it is preferable that it is 0.01 mol or more and 0.35 mol or less with respect to 1 mol of tin of the tin source added at the 1st process, and the tin amount in the tin source added at the 2nd process is 0.02 mol or more and 0.00. More preferably, it is 30 mol or less. Within this range, conductive particles having the effects of the present invention can be easily obtained.

ドーパント元素源としては、先に述べたドーパント元素の酸化物、ハロゲン化物、水酸化物、水溶性塩等を用いることができる。具体的には、アンチモン源としては、例えば亜アンチモン酸、亜アンチモン酸カリウム、亜アンチモン酸ナトリウム、酸化アンチモン、三塩化アンチモン、三臭化アンチモン、酢酸アンチモン、フッ化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム等を用いることができる。ニオブ源としては、例えばニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、五塩化ニオブ、ヘプタフルオロニオブ酸及びその塩、フッ化ニオブ等を用いることができる。タンタル源としては、例えばタンタル酸カリウム、タンタル酸ナトリウム、五塩化タンタル、ヘプタフルオロタンタル酸及びその塩、フッ化タンタル等を用いることができる。タングステン源としては、例えばタングステン酸アンモニウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、メタタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸カリウム、メタタングステン酸ナトリウム、パラタングステン酸アンモニウム、パラタングステン酸カリウム、パラタングステン酸ナトリウム、オキシ塩化タングステン等を用いることができる。リン源としては、例えば例えばオルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、亜リン酸、次亜リン酸及びこれらのアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等を用いることができる。フッ素源としてはフッ化スズ(II)フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ酸等を用いることができる。塩素源としては、塩化スズ(II)、塩化スズ(IV)、塩化ナトリウム、塩化カリウムを用いることができる。ビスマス源としては、炭酸二酸化二ビスマス、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、硫酸ビスマス等を用いることができる。ドーパント元素源は、2種以上を組み合わせて用いることができる。ドーパント元素源の具体的な種類は、第2工程の中和の条件等に基づいて適宜選択される。また、ドーパント元素源の添加量は、第1及び第2の両工程のスズ源の合計スズ量1molに対して0.01mol以上0.60mol以下であることが好ましく、0.01mol以上0.50mol以下であることが更に好ましい。この範囲であると、本発明の効果を有する導電性粒子を容易に得ることができる。   As the dopant element source, the oxides, halides, hydroxides, water-soluble salts, and the like of the dopant elements described above can be used. Specifically, as the antimony source, for example, antimony acid, potassium antimonite, sodium antimonite, antimony oxide, antimony trichloride, antimony tribromide, antimony acetate, antimony fluoride, sodium antimonate and the like are used. be able to. As the niobium source, for example, potassium niobate, sodium niobate, niobium pentachloride, heptafluoroniobic acid and its salt, niobium fluoride and the like can be used. As the tantalum source, for example, potassium tantalate, sodium tantalate, tantalum pentachloride, heptafluorotantalic acid and its salt, tantalum fluoride, or the like can be used. Examples of the tungsten source include ammonium tungstate, potassium tungstate, sodium tungstate, ammonium metatungstate, potassium metatungstate, sodium metatungstate, ammonium paratungstate, potassium paratungstate, sodium paratungstate, and sodium oxychloride. Tungsten or the like can be used. As the phosphorus source, for example, orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid and their ammonium salts, sodium salts, potassium salts, calcium salts and the like can be used. As the fluorine source, tin (II) sodium fluoride, potassium fluoride, hydrofluoric acid, or the like can be used. As the chlorine source, tin (II) chloride, tin (IV) chloride, sodium chloride and potassium chloride can be used. As the bismuth source, dibismuth carbonate, bismuth chloride, bismuth nitrate, bismuth sulfate and the like can be used. Two or more dopant element sources can be used in combination. The specific kind of dopant element source is appropriately selected based on the neutralization conditions in the second step. Moreover, it is preferable that the addition amount of a dopant element source is 0.01 mol or more and 0.60 mol or less with respect to 1 mol of total tin amounts of the tin source of both the first and second steps, and 0.01 mol or more and 0.50 mol. More preferably, it is as follows. Within this range, conductive particles having the effects of the present invention can be easily obtained.

第2工程での中和には、酸又はアルカリを用いることができる。酸及びアルカリとしては、第1工程の中和で用いるものと同様のものを挙げることができる。第1工程後のスラリーに酸又はアルカリを添加して中和を行う場合、酸又はアルカリの添加と、ドーパント元素源の添加又はドーパント元素源及びスズ源の添加とは、いずれか一方を先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。   An acid or an alkali can be used for neutralization in the second step. Examples of the acid and alkali include the same ones used in neutralization in the first step. When neutralization is performed by adding acid or alkali to the slurry after the first step, either addition of acid or alkali and addition of dopant element source or addition of dopant element source and tin source is performed first. You may go at the same time.

中和を行う際のスラリーのpHは、好ましくは0.5以上6.0以下、更に好ましくは1.5以上4.0以下とする。中和の際のpHをこの範囲内とすることにより、第1工程で形成したスズ化合物の上に、ドーパント元素を含むスズ化合物を容易に形成することができる。このスズ化合物としては、第1工程で生成されるスズ化合物と同じものを挙げることができる。   The pH of the slurry at the time of neutralization is preferably 0.5 or more and 6.0 or less, more preferably 1.5 or more and 4.0 or less. By setting the pH during neutralization within this range, a tin compound containing a dopant element can be easily formed on the tin compound formed in the first step. As this tin compound, the same thing as the tin compound produced | generated at a 1st process can be mentioned.

第2工程においてスラリーの中和を行った後、液の攪拌を継続させてエージングを行うことが好ましい。熟成は30分以上180分以下、特に60分以上120分以下行うことが好ましい。熟成によってドーパント元素を含むスズ化合物の均一な層が形成されやすくなる。熟成は、一般に70℃以上80℃以下で行うことができる。   After neutralizing the slurry in the second step, it is preferable to perform aging by continuing stirring of the liquid. The aging is preferably performed for 30 minutes to 180 minutes, particularly 60 minutes to 120 minutes. A uniform layer of a tin compound containing a dopant element is easily formed by aging. Aging can be generally performed at 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.

以上の第2工程によって、芯材表面を被覆したスズ化合物の上に、更にドーパント元素を含むスズ化合物を被覆させた粒子を得ることができる。   By the above second step, particles in which a tin compound containing a dopant element is further coated on the tin compound covering the core material surface can be obtained.

第2工程で生成した粒子は、反応系から分離され、好ましくは洗浄及び乾燥工程を経て、第3工程である焼成工程に付される。それによって酸化スズで被覆された導電性粒子が得られる。また、熱によってドーパント元素を被覆層の厚み方向にわたって拡散させ、該ドーパント元素を偏在させる。ドーパント元素は、熱拡散によって、被覆層の上面側から下面側(すなわち芯材側)に向けて拡散し、その結果、上面側から下面側に向けて存在濃度が漸次減少するような存在分布となる。その後、必要に応じて解砕工程に付され、所望の粒径に調整される。   The particles produced in the second step are separated from the reaction system, and are preferably subjected to a third step, a firing step, through washing and drying steps. Thereby, conductive particles coated with tin oxide are obtained. In addition, the dopant element is diffused over the thickness direction of the coating layer by heat, and the dopant element is unevenly distributed. The dopant element diffuses from the upper surface side to the lower surface side (that is, the core material side) of the coating layer by thermal diffusion, and as a result, the concentration of the dopant element gradually decreases from the upper surface side to the lower surface side. Become. Thereafter, it is subjected to a crushing step as necessary, and adjusted to a desired particle size.

焼成工程は、大気等の酸化性雰囲気中で行うこともできるが、非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性雰囲気としては、例えば窒素雰囲気やアルゴン雰囲気などの非酸化性かつ非還元性雰囲気、少量の水素を含有した窒素雰囲気等の弱還元性雰囲気等が挙げられる。これらのうち、弱還元性雰囲気を用いると、酸化スズ中に酸素欠損が適度に形成されるので好ましい。弱還元性雰囲気として水素を含有した窒素雰囲気を用いる場合、水素の含有量は、好ましくは0.1体積%以上10体積%以下、更に好ましくは1体積%以上3体積%以下である。水素の含有量がこの範囲内にあると、スズを金属に還元させることなく、適度な量の酸素欠損を有する導電性の酸化スズの被覆層を形成しやすい。   The firing step can be performed in an oxidizing atmosphere such as air, but is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere. Examples of the non-oxidizing atmosphere include a non-oxidizing and non-reducing atmosphere such as a nitrogen atmosphere and an argon atmosphere, and a weak reducing atmosphere such as a nitrogen atmosphere containing a small amount of hydrogen. Among these, it is preferable to use a weakly reducing atmosphere because oxygen vacancies are appropriately formed in tin oxide. When a nitrogen atmosphere containing hydrogen is used as the weakly reducing atmosphere, the hydrogen content is preferably 0.1 volume% or more and 10 volume% or less, more preferably 1 volume% or more and 3 volume% or less. When the hydrogen content is within this range, it is easy to form a conductive tin oxide coating layer having an appropriate amount of oxygen deficiency without reducing tin to metal.

焼成温度は、焼成雰囲気によらず、好ましくは400℃以上900℃以下、更に好ましくは500℃以上800℃以下である。焼成時間は、好ましくは20分以上120分以下、更に好ましくは40分以上100分以下である。焼成温度及び時間がこれらの範囲内にあると、焼成によって得られる導電性粒子が凝集を起こし難いからである。   The firing temperature is preferably 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, regardless of the firing atmosphere. The firing time is preferably 20 minutes to 120 minutes, more preferably 40 minutes to 100 minutes. This is because when the firing temperature and time are within these ranges, the conductive particles obtained by firing are less likely to agglomerate.

このようにして得られた導電性粒子は、これを含む導電性組成物の状態で好適に用いられる。例えば導電性粒子をビヒクル及びガラスフリット等と混合して導電ペーストとなすことができる。あるいは、導電性粒子を有機溶媒等と混合してインクとなすことができる。このようにして得られた導電ペーストやインクを適用対象物の表面に施すことで、所望のパターンを有する導電性膜を得ることができる。   Thus, the obtained electroconductive particle is used suitably in the state of the electroconductive composition containing this. For example, the conductive particles can be mixed with a vehicle and glass frit to form a conductive paste. Alternatively, the conductive particles can be mixed with an organic solvent or the like to form an ink. A conductive film having a desired pattern can be obtained by applying the conductive paste or ink thus obtained to the surface of the object to be applied.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「%」は「質量%」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to such examples. Unless otherwise specified, “%” means “mass%”.

〔実施例1〕
(1)導電性粒子の製造
芯材である酸化チタン粒子(BET比表面積15m/g)150gを、水1000mlに分散させ、75℃まで加熱してスラリーを得た。このスラリーに、10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してスラリーのpHを12程度に調整した。別にスズ酸ナトリウム三水和物(NaSnO・3HO、品位91%)150gを水300mlに溶解したスズ水溶液を用意した。スズ水溶液をスラリーに30分かけて添加した後30分間攪拌した。次いで10%硫酸水溶液を120分かけて滴下してスラリーのpHを2.5とした。このスラリーをpH2.5、75℃に維持しながら60分かけて攪拌して熟成した。 以上の操作とは別に、水300mlに四塩化スズ五水和物(SnCl・5HO、品位98%)50gと三塩化アンチモン(SbCl、品位98%)5gとを溶解させたアンチモン−スズ混合水溶液を用意した。この混合水溶液を熟成後のスラリーに、pHを2.5に維持しながら60分かけて添加した。次いで、スラリーをpH2.5、75℃に維持しながら60分かけて攪拌して熟成した。その後、スラリーをろ過し、固形分を水で洗浄した後、12時間、85℃で乾燥した。得られた乾燥物を、横型チューブ炉中で、2体積%H/N雰囲気下で500℃、2時間還元焼成して導電性粒子を得た。なお、芯材のBET比表面積は、上述の方法によって測定した(以下、実施例2ないし8及び比較例1で用いた芯材についても同様である。)。
[Example 1]
(1) Production of conductive particles 150 g of titanium oxide particles (BET specific surface area 15 m 2 / g) as a core material were dispersed in 1000 ml of water and heated to 75 ° C. to obtain a slurry. A 10% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to the slurry to adjust the pH of the slurry to about 12. Separately, an aqueous tin solution prepared by dissolving 150 g of sodium stannate trihydrate (Na 2 SnO 3 .3H 2 O, grade 91%) in 300 ml of water was prepared. The tin aqueous solution was added to the slurry over 30 minutes and then stirred for 30 minutes. Subsequently, 10% sulfuric acid aqueous solution was dropped over 120 minutes to adjust the pH of the slurry to 2.5. The slurry was aged by stirring for 60 minutes while maintaining the pH at 2.5 and 75 ° C. In addition to the above operations, antimony in which 50 g of tin tetrachloride pentahydrate (SnCl 4 .5H 2 O, grade 98%) and 5 g of antimony trichloride (SbCl 3 , grade 98%) were dissolved in 300 ml of water. A tin mixed aqueous solution was prepared. This mixed aqueous solution was added to the slurry after aging over 60 minutes while maintaining the pH at 2.5. The slurry was then aged by stirring for 60 minutes while maintaining the pH at 2.5 and 75 ° C. Thereafter, the slurry was filtered, and the solid content was washed with water, and then dried at 85 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was reduced and fired at 500 ° C. for 2 hours in a 2% by volume H 2 / N 2 atmosphere in a horizontal tube furnace to obtain conductive particles. The BET specific surface area of the core material was measured by the method described above (hereinafter, the same applies to the core materials used in Examples 2 to 8 and Comparative Example 1).

〔実施例2ないし4及び比較例1〕
芯材の種類(材質又はBET比表面積)、スズ酸ナトリウム三水和物添加量、四塩化スズ五水和物添加量又は三塩化アンチモン添加量について、以下の表1記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、導電性粒子を製造した。
[Examples 2 to 4 and Comparative Example 1]
Other than changing the type of core material (material or BET specific surface area), sodium stannate trihydrate addition amount, tin tetrachloride pentahydrate addition amount or antimony trichloride addition amount as shown in Table 1 below Produced conductive particles in the same manner as in Example 1.

〔実施例5ないし8〕
芯材の種類(材質又はBET比表面積)、スズ酸ナトリウム三水和物添加量、四塩化スズ五水和物添加量、ドーパント元素の種類又はドーパント元素の添加量を、以下の表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性粒子を製造した。なお、使用したドーパントのうち、五塩化ニオブの品位は95%、五塩化タンタルの品位は97%、オルトリン酸の品位は85%、フッ化カリウムの品位は100%であった。
[Examples 5 to 8]
Table 1 below shows the type of core material (material or BET specific surface area), sodium stannate trihydrate addition amount, tin tetrachloride pentahydrate addition amount, dopant element type or dopant element addition amount. The electroconductive particle was manufactured like Example 1 except having changed as follows. Of the dopants used, niobium pentachloride was 95%, tantalum pentachloride was 97%, orthophosphoric acid was 85%, and potassium fluoride was 100%.

〔評価〕
実施例及び比較例で得られた導電性粒子について、上述したICP発光分光測定器を用いた方法で、被覆層にドープされているアンチモン(Sb)等のドーパント元素の、スズ1molに対するモル数を測定した。
更に、導電性粒子のBET比表面積(m/g)、体積抵抗(Ω・cm)、L値、a値、b値を、上述した方法で測定した。また、得られた導電性粒子から上述した方法で導電膜を形成し、この導電膜について表面抵抗(Ω/□)を、上述した方法で測定した。それらの結果を以下の表2に示す。
[Evaluation]
About the electroconductive particle obtained by the Example and the comparative example, the number of moles with respect to 1 mol of tin of dopant elements, such as antimony (Sb) doped by the coating layer, by the method using the ICP emission spectrometer described above. It was measured.
Furthermore, the BET specific surface area (m 2 / g), volume resistance (Ω · cm), L value, a value, and b value of the conductive particles were measured by the method described above. Moreover, the electrically conductive film was formed from the obtained electroconductive particle by the method mentioned above, and surface resistance (ohm / square) was measured by the method mentioned above about this electrically conductive film. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0006019214
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Figure 0006019214
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表2に示す結果から明らかなとおり、実施例1ないし8の導電性粒子は、ドーパント元素が、被覆層における粒子表面側に偏在していることが判る。これに対し、比較例1の導電性粒子では、ドーパント元素が偏在していない。例えば、実施例1の導電性粒子と比較例1の導電性粒子とはドーパント元素であるアンチモン含有量が同程度に少ないが、前者は後者に比して、体積抵抗が低く、また塗膜にした場合の表面抵抗の値も低いことが判る。更に実施例3の導電性粒子と比較例2の導電性粒子とはドーパント元素であるアンチモン含有量が同程度であるが、前者は後者に比して、粒子のL値、a値及びb値がいずれも高く色相に優れ、体積抵抗値が低いことが判る。また、表には示していないが、各実施例で得られた導電性粒子においては、ドーパント元素の量が、粒子の表面側から芯材側に向けて連続的に減少していた。   As is apparent from the results shown in Table 2, it can be seen that in the conductive particles of Examples 1 to 8, the dopant element is unevenly distributed on the particle surface side in the coating layer. In contrast, in the conductive particles of Comparative Example 1, the dopant element is not unevenly distributed. For example, the conductive particles of Example 1 and the conductive particles of Comparative Example 1 have the same amount of antimony as a dopant element, but the former has a lower volume resistance than the latter, and the coating film It can be seen that the surface resistance is low. Further, the conductive particles of Example 3 and the conductive particles of Comparative Example 2 have the same content of antimony as a dopant element, but the former has an L value, a value, and b value of the particles as compared with the latter. Are both high and excellent in hue and low in volume resistance. Further, although not shown in the table, in the conductive particles obtained in each Example, the amount of the dopant element was continuously decreased from the surface side of the particle toward the core material side.

本発明の導電性粒子は、ドーパント元素の含有量を低減しても高い導電性を有するので、経済性に優れている。特に、本発明の導電性粒子がドーパント元素としてアンチモンを含む場合、従来のアンチモン含有酸化スズ粉末に比べて、白色性の向上したものとなる。   Since the electroconductive particle of this invention has high electroconductivity even if content of a dopant element is reduced, it is excellent in economical efficiency. In particular, when the conductive particles of the present invention contain antimony as a dopant element, the whiteness is improved as compared with the conventional antimony-containing tin oxide powder.

Claims (7)

芯材の表面に、ドーパント元素を含む導電性酸化スズからなる被覆層を有する導電性粒子であって、
被覆層において、ドーパント元素が被覆層の表面側に偏在しており、
ドーパント元素が少なくともアンチモン、ニオブ又はタンタルである導電性粒子。
Conductive particles having a coating layer made of conductive tin oxide containing a dopant element on the surface of the core material,
In the coating layer, the dopant element is unevenly distributed on the surface side of the coating layer ,
At least antimony, niobium or tantalum der Ru conductive particles dopant element.
被覆層において、ドーパント元素の量が、該被覆層の表面側から芯材側に向けて漸減している請求項1に記載の導電性粒子。   2. The conductive particle according to claim 1, wherein in the coating layer, the amount of the dopant element gradually decreases from the surface side of the coating layer toward the core material side. BET比表面積が15m/g以上50m/g以下であり、
体積抵抗が1.0×100Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下である請求項1又は2に記載の導電性粒子。
BET specific surface area is 15 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less,
The conductive particles according to claim 1, wherein the volume resistance is 1.0 × 10 0 Ω · cm or more and 1.0 × 10 3 Ω · cm or less.
L*a*b*系表色系色座標のL値が70以上であり、a値が−5.0以上−3.0以下であり、b値が−9.0以上−4.0以下である請求項1ないし3のいずれか一項に記載の導電性粒子。   L value of L * a * b * color system color coordinate is 70 or more, a value is -5.0 or more and -3.0 or less, b value is -9.0 or more and -4.0 or less The electroconductive particle according to any one of claims 1 to 3. スズ1molに対して、ドーパント元素が0.01mol以上0.60mol以下含まれている請求項1ないし4のいずれか一項に記載の導電性粒子。   5. The conductive particle according to claim 1, wherein a dopant element is contained in an amount of 0.01 mol to 0.60 mol with respect to 1 mol of tin. 請求項1に記載の導電性粒子の製造方法であって、
スズ源を含有し、かつ芯材を分散させたスラリーを中和することによって、該芯材の表面にスズ化合物を被覆させる第1工程と、
第1工程後のスラリーにスズ源が存在する状態で、ドーパント元素源を添加するとともに該スラリーを中和することによって、前記のスズ化合物上に、ドーパント元素を含むスズ化合物を被覆させる第2工程と、
第2工程で得られた粒子を焼成する第3工程と、を有し、
ドーパント元素が少なくともアンチモン、ニオブ又はタンタルである導電性粒子の製造方法。
It is a manufacturing method of the electroconductive particle of Claim 1, Comprising:
A first step of coating the surface of the core material with a tin compound by neutralizing a slurry containing a tin source and in which the core material is dispersed;
Second step of coating the tin compound containing the dopant element on the tin compound by adding the dopant element source and neutralizing the slurry in a state where the tin source is present in the slurry after the first step. When,
A third step of firing the particles obtained in the second step, the possess,
Method for producing a dopant element at least antimony, niobium or tantalum der Ru conductive particles.
請求項1ないしのいずれか一項に記載の導電性粒子を含む導電性組成物。
The electroconductive composition containing the electroconductive particle as described in any one of Claims 1 thru | or 5 .
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