JP6559595B2 - Production method of titanium dioxide composite powder and conductive composite powder, titanium dioxide composite powder and conductive composite powder - Google Patents

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Description

本発明は、二酸化チタン複合粉末及び導電性複合粉末の製造方法並びに二酸化チタン複合粉末及び導電性複合粉末に関する。   The present invention relates to a titanium dioxide composite powder, a method for producing a conductive composite powder, a titanium dioxide composite powder, and a conductive composite powder.

導電性粉末は、帯電防止、帯電制御、防塵等の用途に広く用いられている。例えば、導電性粉末を塗料に配合して、絶縁性材料に塗布すれば、絶縁性材料に導電性を付与することができる。このことから、導電性粉末を含有する塗料は、自動車車体、家電筐体に広く利用されている静電塗装法の下塗り塗料(プライマー)に用いられている。   Conductive powders are widely used in applications such as antistatic, charge control, and dustproof. For example, if conductive powder is blended in a paint and applied to an insulating material, conductivity can be imparted to the insulating material. For this reason, the coating material containing conductive powder is used as an undercoat (primer) for electrostatic coating that is widely used in automobile bodies and home appliance housings.

一般に導電性粉末を含有する塗料は、結合材を含む溶液中に導電性粉末を分散して塗料とされ、この塗料が種々のフィルム、シート、支持体、さらには筐体等の被処理体上に塗布して用いられる。この場合、導電性粉末を構成する粒子同士が密に接触することで良好な導電性を得ることができるが、球状粒子からなる導電性粉末を用いる場合は多量の導電性粉末を配合する必要がある。一方、針状粒子からなる導電性粉末は、より少ない配合割合で良好な導電性を得ることができることが知られている。そこで、特許文献1では、単斜晶系針状二酸化チタンの表面に酸化錫及び酸化アンチモンを被覆した導電性針状二酸化チタンが開示されている。   In general, a coating containing conductive powder is formed by dispersing conductive powder in a solution containing a binder, and this coating is applied to various films, sheets, supports, and objects to be processed such as housings. Used by applying to. In this case, good conductivity can be obtained when the particles constituting the conductive powder are in close contact with each other, but when using conductive powder made of spherical particles, it is necessary to blend a large amount of conductive powder. is there. On the other hand, it is known that a conductive powder composed of acicular particles can obtain good conductivity with a smaller blending ratio. Therefore, Patent Document 1 discloses conductive acicular titanium dioxide in which the surface of monoclinic acicular titanium dioxide is coated with tin oxide and antimony oxide.

しかし、針状粒子からなる導電性粉末は、塗料への配合量が増加すると塗料中において針状粒子同士の絡み合いが部分的に生じるため、塗膜厚さより大きい凝集体が生じ易く、塗膜の表面性状又は表面平坦性が劣化するという問題がある。また、凝集した針状粒子を分散させるため又は針状粒子を凝集させないために、塗料を強いせん断力で攪拌したとしても、粒子の形状が崩れることで良好な導電性を得ることができなくなる問題がある。   However, the conductive powder composed of needle-like particles is entangled between the needle-like particles partially in the paint when the blending amount in the paint is increased. There is a problem that surface properties or surface flatness deteriorates. In addition, in order to disperse the agglomerated needle-like particles or not to agglomerate the needle-like particles, even if the paint is stirred with a strong shearing force, it becomes impossible to obtain good conductivity due to the collapse of the particle shape. There is.

特開平6−183737号公報JP-A-6-183737

本発明の目的は、分散性に優れた二酸化チタン複合粉末の製造方法、及び分散性、導電性に優れた導電性複合粉末の製造方法並びに二酸化チタン複合粉末及び導電性複合粉末を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a titanium dioxide composite powder excellent in dispersibility, a method for producing a conductive composite powder excellent in dispersibility and conductivity, a titanium dioxide composite powder, and a conductive composite powder. is there.

本発明は、以下の二酸化チタン複合粉末及び導電性複合粉末の製造方法並びに二酸化チタン複合粉末及び導電性複合粉末を提供する。   The present invention provides the following titanium dioxide composite powder and conductive composite powder production method, and titanium dioxide composite powder and conductive composite powder.

項1 チタン源とカリウム源とを酸化物換算モル比でTiO/KO=2.9〜3.3の割合で混合した原料混合物を準備する工程と、前記原料混合物を焼成することにより、針状4チタン酸カリウム粒子と非針状2チタン酸カリウム粒子とが一体化したチタン酸カリウム複合粉末を調製する工程と、前記チタン酸カリウム複合粉末を酸処理して水和チタン酸複合粉末を調製する工程と、前記水和チタン酸複合粉末を熱処理することにより、針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末を製造する工程とを備える、二酸化チタン複合粉末の製造方法。 Item 1: A step of preparing a raw material mixture in which a titanium source and a potassium source are mixed in a molar ratio of TiO 2 / K 2 O = 2.9 to 3.3 in terms of oxide, and by firing the raw material mixture A step of preparing a potassium titanate composite powder in which acicular 4 potassium titanate particles and non-acicular 2 potassium titanate particles are integrated; and hydrated titanate composite powder by acid treatment of the potassium titanate composite powder. And a step of producing a titanium dioxide composite powder in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles are integrated by heat-treating the hydrated titanic acid composite powder. A method for producing a composite powder.

項2 項1に記載の方法により製造された二酸化チタン複合粉末の表面に導電層を形成する工程を備える、導電性複合粉末の製造方法。   Item 2. A method for producing a conductive composite powder, comprising a step of forming a conductive layer on the surface of the titanium dioxide composite powder produced by the method according to Item 1.

項3 前記導電層が、酸化錫層からなる導電層である、項2に記載の導電性複合粉末の製造方法。   Item 3. The method for producing a conductive composite powder according to Item 2, wherein the conductive layer is a conductive layer made of a tin oxide layer.

項4 前記酸化錫層が、アンチモン成分を含有しない酸化錫層である、項3に記載の導電性複合粉末の製造方法。   Item 4. The method for producing a conductive composite powder according to Item 3, wherein the tin oxide layer is a tin oxide layer containing no antimony component.

項5 項2〜4のいずれか一項に記載の方法で製造された導電性複合粉末。   Item 5. A conductive composite powder produced by the method according to any one of Items 2 to 4.

項6 項5に記載の導電性複合粉末を含有する、導電性組成物。   Item 6 A conductive composition comprising the conductive composite powder according to Item 5.

項7 項6に記載の導電性組成物を塗布してなる、塗膜。   Item 7 A coating film obtained by applying the conductive composition according to Item 6.

項8 平均繊維長3〜50μmであり、アスペクト比20〜100である針状二酸化チタン粒子と、平均粒子径3〜30μmであり、アスペクト比1〜5である非針状二酸化チタン粒子とが一体化したことを特徴とする、二酸化チタン複合粉末。   Item 8 Acicular titanium dioxide particles having an average fiber length of 3 to 50 μm and an aspect ratio of 20 to 100 and non-acicular titanium dioxide particles having an average particle diameter of 3 to 30 μm and an aspect ratio of 1 to 5 are integrated. Titanium dioxide composite powder, characterized in that

項9 前記針状二酸化チタン粒子の少なくとも一部が、前記非針状二酸化チタン粒子により結束している、項8に記載の二酸化チタン複合粉末。   Item 9 The titanium dioxide composite powder according to Item 8, wherein at least a part of the acicular titanium dioxide particles are bound by the non-acicular titanium dioxide particles.

項10 項8又は9に記載の二酸化チタン複合粉末の表面に導電層が形成された、導電性複合粉末。   Item 10 A conductive composite powder in which a conductive layer is formed on the surface of the titanium dioxide composite powder according to Item 8 or 9.

項11 項10に記載の導電性複合粉末を含有する、導電性組成物。   Item 11 A conductive composition comprising the conductive composite powder according to Item 10.

項12 項11に記載の導電性組成物を塗布してなる、塗膜。   Item 12 A coating film obtained by applying the conductive composition according to Item 11.

本発明によれば、分散性に優れた二酸化チタン複合粉末、及び分散性、導電性に優れた導電性複合粉末を得ることができる。   According to the present invention, a titanium dioxide composite powder excellent in dispersibility, and a conductive composite powder excellent in dispersibility and conductivity can be obtained.

本発明の導電性複合粉末を塗料に用いることにより、平坦性に優れ、かつ表面抵抗値の低い塗膜を形成することができる。   By using the conductive composite powder of the present invention for a paint, a coating film having excellent flatness and a low surface resistance value can be formed.

本発明の実施例1で得られた二酸化チタン複合粉末を示す走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph which shows the titanium dioxide composite powder obtained in Example 1 of this invention. 比較例1で得られた二酸化チタン複合粉末を示す走査型電子顕微鏡写真である。3 is a scanning electron micrograph showing the titanium dioxide composite powder obtained in Comparative Example 1. FIG.

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments.

<二酸化チタン複合粉末の製造方法>
本発明の二酸化チタン複合粉末の製造方法は、チタン源とカリウム源とを酸化物換算モル比でTiO/KO=2.9〜3.3の割合で混合した原料混合物を準備する工程と、原料混合物を焼成することにより、針状4チタン酸カリウム粒子と非針状2チタン酸カリウム粒子とが一体化したチタン酸カリウム複合粉末を調製する工程と、チタン酸カリウム複合粉末を酸処理して水和チタン酸複合粉末を調製する工程と、水和チタン酸複合粉末を熱処理することにより、針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末を製造する工程とを備えることを特徴とする。
<Method for producing titanium dioxide composite powder>
The method for producing a titanium dioxide composite powder of the present invention is a step of preparing a raw material mixture in which a titanium source and a potassium source are mixed in a molar ratio of TiO 2 / K 2 O = 2.9 to 3.3. And a step of preparing a potassium titanate composite powder in which acicular potassium titanate particles and non-acicular potassium dititanate particles are integrated by firing the raw material mixture, and acid treatment of the potassium titanate composite powder And preparing a hydrated titanic acid composite powder and heat treating the hydrated titanic acid composite powder to produce a titanium dioxide composite powder in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles are integrated. And a process.

本発明において原料として用いるチタン源としては、二酸化チタンを含有するもの、又は加熱により二酸化チタンを生じる化合物が挙げられる。かかるチタン源の化合物としては、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の二酸化チタン;ルチル鉱石;含水チタニア、水酸化チタンウェットケーキ;等が挙げられ、これらの中でも二酸化チタンが好ましい。チタン源の粒子径は、目的とする粒子の大きさにより適宜選択することができる。   Examples of the titanium source used as a raw material in the present invention include those containing titanium dioxide or compounds that produce titanium dioxide by heating. Examples of the titanium source compound include rutile, anatase, and brookite titanium dioxide; rutile ore; hydrous titania, titanium hydroxide wet cake; and the like. Among these, titanium dioxide is preferable. The particle size of the titanium source can be appropriately selected depending on the size of the target particles.

本発明において原料として用いるカリウム源としては、酸化カリウムを含有するもの、又は加熱により酸化カリウムを生じる化合物が挙げられる。かかるカリウム源の化合物としては、炭酸カリウム、水酸化カリウム、硝酸カリウム等が挙げられ、これらの中でも炭酸カリウムが好ましい。   Examples of the potassium source used as a raw material in the present invention include those containing potassium oxide or compounds that generate potassium oxide by heating. Examples of the potassium source compound include potassium carbonate, potassium hydroxide, and potassium nitrate. Among these, potassium carbonate is preferable.

チタン源とカリウム源の混合割合は、酸化物換算モル比でTiO/KO=2.9〜3.3の割合であり、好ましくは2.9〜3.2であり、より好ましくは3.0〜3.1である。混合比率を2.9〜3.3の範囲とすることで、針状の4チタン酸カリウム粒子と非針状の2チタン酸カリウム粒子とが生成し、異形状の粒子同士が複合化した粉末を得ることができる。チタン源とカリウム源の混合割合が2.9未満となると2チタン酸カリウム粒子の比率が多くなり、混合割合が3.3を超えると4チタン酸カリウム粒子の比率が多くなり、目的とする性能を有する粉末を得ることができないため好ましくない。 The mixing ratio of the titanium source and the potassium source is a ratio of TiO 2 / K 2 O = 2.9 to 3.3 in terms of oxide equivalent molar ratio, preferably 2.9 to 3.2, more preferably It is 3.0-3.1. By setting the mixing ratio in the range of 2.9 to 3.3, a powder in which needle-like potassium titanate particles and non-needle-like potassium dititanate particles are formed, and irregularly shaped particles are combined with each other. Can be obtained. When the mixing ratio of the titanium source and the potassium source is less than 2.9, the ratio of the potassium dititanate particles increases, and when the mixing ratio exceeds 3.3, the ratio of the 4 potassium titanate particles increases, and the target performance. This is not preferable because it is impossible to obtain a powder having the following.

原料混合物に、必要に応じて反応の均一化や結晶成長の目的でフラックスを添加して焼成してもよく、フラックスとしては、塩化カリウム、フッ化カリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸カリウム等を例示することができ、これらの中でも塩化カリウムが好ましい。フラックスの添加割合は、チタン源とカリウム源の合計量100質量部に対して5〜30質量部であることが好ましく、10〜20質量部であることがより好ましい。   If necessary, flux may be added to the raw material mixture for the purpose of homogenizing the reaction and crystal growth, and firing may be performed. Examples of the flux include potassium chloride, potassium fluoride, potassium molybdate, and potassium tungstate. Of these, potassium chloride is preferred. It is preferable that the addition ratio of a flux is 5-30 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of a titanium source and a potassium source, and it is more preferable that it is 10-20 mass parts.

チタン源とカリウム源の混合は、任意の方法により行うことができ、例えば各種ミキサー、タンブラー、ブレンダー等の混合装置を用いて混合する方法を例示できる。また、湿式混合した後、スプレードライ法により混合物を造粒する方法等を採用することもできる。   Mixing of the titanium source and the potassium source can be performed by an arbitrary method, and examples thereof include a method of mixing using a mixing apparatus such as various mixers, tumblers, blenders and the like. Moreover, after wet-mixing, the method of granulating a mixture by the spray-dry method etc. can also be employ | adopted.

原料混合物の焼成は、ガス、電気等を用いて行われ、原料混合物を好ましくは800〜1100℃、より好ましくは900〜1100℃の温度範囲において、好ましくは1〜24時間保持、より好ましくは2〜6時間保持することで焼成反応を完結することができる。必要に応じて、焼成反応後に解砕処理を行ってもよい。前記焼成により、針状4チタン酸カリウム粒子と非針状2チタン酸カリウム粒子とが一体化したチタン酸カリウム複合粉末を得ることができる。   The firing of the raw material mixture is performed using gas, electricity, etc., and the raw material mixture is preferably held at a temperature range of 800 to 1100 ° C., more preferably 900 to 1100 ° C., preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 The firing reaction can be completed by holding for ˜6 hours. If necessary, crushing treatment may be performed after the firing reaction. By the firing, a potassium titanate composite powder in which acicular potassium tetratitanate particles and non-acicular potassium dititanate particles are integrated can be obtained.

チタン酸カリウム複合粉末の酸処理は、チタン酸カリウムのKO成分を抽出し水和チタン酸複合粉末とすることができれば公知の方法を用いることができる。例えば、前記焼成物を水中で分散させて水性スラリーとし、水性スラリーに酸を添加して攪拌することにより行うことができ、酸処理後は、必要により水洗し、また濾過、遠心分離等により固形分を該スラリーから分離してもよい。酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸等を例示することができる。酸は必要に応じて2種以上を併用してもよい。チタン酸カリウム複合粉末を酸処理することにより、水和チタン酸複合粉末を調製することができる。 For the acid treatment of the potassium titanate composite powder, a known method can be used if the K 2 O component of potassium titanate can be extracted to obtain a hydrated titanate composite powder. For example, the fired product can be dispersed in water to form an aqueous slurry, and an acid can be added to the aqueous slurry and stirred. After the acid treatment, the product is washed with water if necessary, and solidified by filtration, centrifugation, or the like. Minutes may be separated from the slurry. Examples of the acid include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid. Two or more acids may be used in combination as required. Hydrated titanic acid composite powder can be prepared by acid treatment of potassium titanate composite powder.

水和チタン酸複合粉末の熱処理においては、好ましくは、水和チタン酸化合物を80〜350℃で熱処理して単斜晶系8チタン酸とし、次いで得られた8チタン酸を500〜700℃で熱処理を行うことで二酸化チタン複合粉末を製造する。このように熱処理を行うことで、水和チタン酸化合物を製造する前の粒子形状を維持しつつ、結晶化度の高い針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末を製造することができる。   In the heat treatment of the hydrated titanic acid composite powder, preferably, the hydrated titanic acid compound is heat-treated at 80 to 350 ° C. to obtain monoclinic 8 titanic acid, and then the obtained 8 titanic acid is heated at 500 to 700 ° C. A titanium dioxide composite powder is produced by heat treatment. By performing heat treatment in this way, titanium dioxide in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles having a high degree of crystallinity are integrated while maintaining the particle shape before producing the hydrated titanate compound. A composite powder can be produced.

単斜晶系8チタン酸を得るための熱処理の時間は特に制限はないが、通常0.5〜24時間、好ましくは0.5〜12時間、より好ましくは0.5〜2時間とすればよい。二酸化チタン粒子を得るための熱処理の時間は特に制限はないが、通常0.5〜8時間、好ましくは0.5〜4時間、より好ましくは1〜2時間とすればよい。   The heat treatment time for obtaining monoclinic 8 titanic acid is not particularly limited, but is usually 0.5 to 24 hours, preferably 0.5 to 12 hours, more preferably 0.5 to 2 hours. Good. The heat treatment time for obtaining titanium dioxide particles is not particularly limited, but is usually 0.5 to 8 hours, preferably 0.5 to 4 hours, more preferably 1 to 2 hours.

本発明の二酸化チタン複合粉末の製造方法によれば、針状粒子と非針状粒子とが同時に生成する。このため、針状粒子の一部が非針状粒子により結束して一体化した複合粒子にすることができる。針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末とすることにより、分散性に優れた複合粉末にすることができる。   According to the method for producing a titanium dioxide composite powder of the present invention, acicular particles and non-acicular particles are generated simultaneously. For this reason, it can be set as the composite particle which a part of acicular particle | grains united by the non-acicular particle | grain and integrated. By using a titanium dioxide composite powder in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles are integrated, a composite powder having excellent dispersibility can be obtained.

<二酸化チタン複合粉末>
本発明の二酸化チタン複合粉末は、平均繊維長3〜50μmであり、アスペクト比20〜100である針状二酸化チタン粒子と、平均粒子径3〜30μmであり、アスペクト比1〜5である非針状二酸化チタン粒子とが一体化したことを特徴としている。針状二酸化チタン粒子におけるアスペクト比は、繊維長と繊維径の比である。非針状二酸化チタン粒子におけるアスペクト比は、長径と短径の比である。本発明の二酸化チタン複合粉末は、針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した構造を有しているので、分散性に優れている。
<Titanium dioxide composite powder>
The titanium dioxide composite powder of the present invention has acicular titanium dioxide particles having an average fiber length of 3 to 50 μm and an aspect ratio of 20 to 100, and non-needle having an average particle diameter of 3 to 30 μm and an aspect ratio of 1 to 5 It is characterized in that the titanium dioxide particles are integrated. The aspect ratio in acicular titanium dioxide particles is the ratio of fiber length to fiber diameter. The aspect ratio of the non-acicular titanium dioxide particles is the ratio of the major axis to the minor axis. Since the titanium dioxide composite powder of the present invention has a structure in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles are integrated, it is excellent in dispersibility.

本発明の二酸化チタン複合粉末においては、針状二酸化チタン粒子の少なくとも一部が、非針状二酸化チタン粒子により結束して一体化していることが好ましい。このように一体化することにより、いわゆるテトラポット状やウニ状のような粒子構造を有していることが好ましい。このような粒子構造を有することで、塗膜形成時に、結束一体化した部分が互いの重なりを排除するので凝集物は発生を抑制し、より分散性に優れた二酸化チタン複合粒子にすることができる。また均一分散で導電経路の形成が、比較例よりも少量添加で実現できる。   In the titanium dioxide composite powder of the present invention, it is preferable that at least a part of the acicular titanium dioxide particles are bound and integrated by non-acicular titanium dioxide particles. By integrating in this way, it is preferable to have a so-called tetrapot-like or sea urchin-like particle structure. By having such a particle structure, at the time of coating film formation, the united and integrated parts eliminate mutual overlap, so that aggregates can be suppressed, and titanium dioxide composite particles with better dispersibility can be obtained. it can. Moreover, the formation of the conductive path with uniform dispersion can be realized by adding a smaller amount than in the comparative example.

本発明の二酸化チタン複合粉末は、上記本発明の二酸化チタン複合粉末の製造方法により製造することができる。   The titanium dioxide composite powder of the present invention can be produced by the above-described method for producing a titanium dioxide composite powder of the present invention.

<導電性複合粉末及びその製造方法>
本発明の導電性複合粉末は、上記本発明の二酸化チタン複合粉末の表面に導電層が形成されてなることを特徴とする。本発明の導電性複合粉末の製造方法は、上記本発明の二酸化チタン複合粉末の製造方法によって製造された二酸化チタン複合粉末の表面に導電層を形成する工程を備えることを特徴とする。
<Conductive composite powder and method for producing the same>
The conductive composite powder of the present invention is characterized in that a conductive layer is formed on the surface of the titanium dioxide composite powder of the present invention. The method for producing a conductive composite powder of the present invention comprises a step of forming a conductive layer on the surface of the titanium dioxide composite powder produced by the method for producing a titanium dioxide composite powder of the present invention.

本発明の導電性複合粉末は、吸油量が100ml/100g以下であることが好ましく、下限値は60ml/100gであることが好ましい。上記吸油量が小さすぎると針状粒子が減少し、導電性の低下を招く場合がある。上記吸油量が大きすぎると針状粒子が多くなり、塗料中において針状粒子同士の絡み合いが部分的におきて塗膜厚さより大きい凝集体が生じる場合がある。   The conductive composite powder of the present invention preferably has an oil absorption of 100 ml / 100 g or less, and the lower limit is preferably 60 ml / 100 g. If the amount of oil absorption is too small, the acicular particles may be reduced, leading to a decrease in conductivity. If the oil absorption is too large, the number of acicular particles increases, and the entanglement between the acicular particles may partially occur in the paint, resulting in an aggregate larger than the coating thickness.

導電層は、安定した導電性と白色性の観点から、酸化錫層であることが好ましく、アンチモン成分を含有する酸化錫層であることがより好ましい。アンチモン成分を含有する酸化錫は、導電性において安定しているが、白色性に劣る問題がある。このため、導電層は、複数の導電層から形成されていてもよく、例えば、アンチモン成分を含有する酸化錫層上に、アンチモン成分を含有しない酸化錫層が形成されている導電層が挙げられる。白色性に優れることで、導電性だけでなく、外観や機能面から白色が求められる用途等に好適に用いることができる。   From the viewpoint of stable conductivity and whiteness, the conductive layer is preferably a tin oxide layer, and more preferably a tin oxide layer containing an antimony component. Tin oxide containing an antimony component is stable in conductivity, but has a problem of poor whiteness. For this reason, the conductive layer may be formed of a plurality of conductive layers, for example, a conductive layer in which a tin oxide layer not containing an antimony component is formed on a tin oxide layer containing an antimony component. . By being excellent in whiteness, it can be suitably used for applications where white is required not only from conductivity but also from the appearance and functional aspects.

本発明の導電性複合粉末において、導電層の割合は、二酸化チタン複合粉末100質量部に対して15〜35質量部であることが好ましく、20〜30質量部であることより好ましい。導電層の割合を15〜35質量部とすることで、優れた導電性と白色性を得ることできる。導電層がアンチモン成分を含有する酸化錫層の場合、アンチモン成分を含有する酸化錫層にアンチモン成分が5〜15質量%含まれていることが好ましい。   In the conductive composite powder of the present invention, the proportion of the conductive layer is preferably 15 to 35 parts by mass and more preferably 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium dioxide composite powder. By setting the proportion of the conductive layer to 15 to 35 parts by mass, excellent conductivity and whiteness can be obtained. When the conductive layer is a tin oxide layer containing an antimony component, the tin oxide layer containing the antimony component preferably contains 5 to 15% by mass of the antimony component.

導電層の形成方法としては、公知の導電層を形成する方法を用いることができ、例えば、二酸化チタン粒子の表面に湿式処理によってアンチモン成分を含有する錫化合物及び/又はアンチモン成分を含有しない錫化合物を形成し、これを熱処理してアンチモン成分を含有する酸化錫層及び/又はアンチモン成分を含有しない酸化錫層を形成する方法を挙げることができる。   As a method for forming the conductive layer, a known method for forming a conductive layer can be used. For example, a tin compound containing an antimony component and / or a tin compound containing no antimony component on the surface of titanium dioxide particles by wet treatment. And forming a tin oxide layer containing an antimony component and / or a tin oxide layer containing no antimony component.

具体的には、二酸化チタン複合粉末(基材)の水分散液に、第1段階として、第二錫化合物及びアンチモン化合物が添加される。この第二錫化合物及びアンチモン化合物は、水溶液の状態で添加されることが好ましい。水分散液に添加された第二錫化合物及びアンチモン化合物を、加水分解反応等により、例えば、第二錫水酸化物及びアンチモン水酸化物等の水不溶性物質とすることにより、基材の表面上に、水不溶性物質を付着し堆積させる。第二錫化合物及びアンチモン化合物の添加の際、添加と同時にアルカリ溶液を添加し、水分散液のpHを2〜5の酸性領域に保ちながら反応させることが好ましい。系内のpHを2〜5の酸性領域に保つことにより、析出する第二錫の水不溶性物質が均一に基材に被覆できる形態で析出するため、より均一な被覆が可能となる。   Specifically, a stannic compound and an antimony compound are added to the aqueous dispersion of the titanium dioxide composite powder (base material) as a first step. The stannic compound and antimony compound are preferably added in the form of an aqueous solution. By making the stannic compound and antimony compound added to the aqueous dispersion into a water-insoluble substance such as stannic hydroxide and antimony hydroxide by hydrolysis reaction or the like, A water-insoluble substance is deposited and deposited thereon. When adding the stannic compound and the antimony compound, it is preferable to add an alkaline solution simultaneously with the addition, and to react while maintaining the pH of the aqueous dispersion in the acidic region of 2-5. By maintaining the pH in the system in the acidic region of 2 to 5, the water-insoluble substance of precipitated stannic precipitates in a form that can be uniformly coated on the base material, so that more uniform coating is possible.

添加するアルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、アンモニア水等を使用することができる。添加する第二錫化合物及びアンチモン化合物は、同種の塩であることが好ましい。すなわち、第二錫化合物として塩化錫を用いる場合には、アンチモン化合物として三塩化アンチモンを用いることが好ましい。また、第二錫化合物及びアンチモン化合物は、混合溶液として添加することが好ましい。   As the alkaline solution to be added, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, aqueous ammonia and the like can be used. The stannic compound and antimony compound to be added are preferably the same type of salt. That is, when tin chloride is used as the stannic compound, it is preferable to use antimony trichloride as the antimony compound. Moreover, it is preferable to add a stannic compound and an antimony compound as a mixed solution.

上記第1段階の後、第2段階として、第一錫化合物を水分散液に添加する。水分散液に添加した第一錫化合物を加水分解等することによって、水酸化第一錫等の第一錫の水不溶性物質を析出させ、この第一錫の水不溶性物質を第二錫及びアンチモンの水不溶性物質の上に付着堆積させる。この第一錫化合物の添加の際にも、第一錫化合物の添加と同時に、アルカリ溶液を添加して、水分散液のpHを2〜5の酸性領域に保ちながら、第一錫化合物を反応させることが好ましい。   After the first stage, the stannous compound is added to the aqueous dispersion as the second stage. By hydrolyzing the stannous compound added to the aqueous dispersion, a water-insoluble substance of stannous such as stannous hydroxide is precipitated, and the water-insoluble substance of stannous is converted into stannic and antimony. Deposit on the water-insoluble material. During the addition of the stannous compound, the stannous compound is reacted while adding the alkaline solution simultaneously with the addition of the stannous compound and keeping the pH of the aqueous dispersion in the acidic region of 2-5. It is preferable to make it.

アルカリ溶液としては、上記第1段階で添加するアルカリ溶液と同様のものを使用することができる。一般に、塩化第一錫等の第一錫化合物溶液を添加し、酸性領域で水酸化物を析出させると、粘度が急上昇し、基材上への均一な被覆層の形成が困難である。しかし、基材上に既に第二錫及びアンチモンの水不溶性物質が均一に被覆しているため、系内の粘度上昇は殆ど見られず、第一錫の水不溶性物質をその上に均一に形成することができる。   As an alkaline solution, the thing similar to the alkaline solution added at the said 1st step can be used. In general, when a stannous compound solution such as stannous chloride is added and a hydroxide is precipitated in an acidic region, the viscosity rises rapidly and it is difficult to form a uniform coating layer on the substrate. However, since the water-insoluble substance of stannic and antimony is already uniformly coated on the base material, almost no increase in viscosity is observed in the system, and the water-insoluble substance of stannous is uniformly formed on it. can do.

上記第1段階及び第2段階における水分散液の液温は、室温でも可能であるが、好ましくは、50〜80℃に加温する。加温により、より均一な反応が可能である。   The liquid temperature of the aqueous dispersion in the first stage and the second stage may be room temperature, but is preferably heated to 50 to 80 ° C. By heating, a more uniform reaction is possible.

上記第1段階及び第2段階における第二錫化合物、アンチモン化合物、及び第一錫化合物の添加量は、酸化錫層及び酸化錫層中のアンチモン成分が、所望の被覆量及び含有量となるような添加量が適宜選択される。   The addition amount of the stannic compound, the antimony compound, and the stannous compound in the first stage and the second stage is such that the antimony component in the tin oxide layer and the tin oxide layer has a desired coating amount and content. A suitable addition amount is appropriately selected.

上記第1段階及び第2段階の析出反応終了後は、水分散液を濾過し脱水した後、乾燥する。乾燥後、基材上に付着堆積させた水不溶性物質を熱処理し、酸化錫を主成分とする導電層を形成する。熱処理の温度は、基材上の被覆層が導電性を有する酸化錫とし得る温度であれば特に限定されないが、通常は350〜600℃である。また、熱処理の時間は処理温度等によって異なるが、通常0.5〜5時間である。熱処理の雰囲気は、2価の錫である第一錫の水不溶性物質を酸化して4価の酸化錫とする必要があるため、酸素が含まれた酸化性雰囲気で行う。従って、大気中の加熱処理を行うことができる。   After completion of the first stage and second stage precipitation reactions, the aqueous dispersion is filtered, dehydrated, and dried. After drying, the water-insoluble substance deposited and deposited on the substrate is heat-treated to form a conductive layer mainly composed of tin oxide. Although the temperature of heat processing will not be specifically limited if it is the temperature which can make the coating layer on a base material into the tin oxide which has electroconductivity, Usually, it is 350-600 degreeC. Moreover, although the time of heat processing changes with process temperature etc., it is 0.5 to 5 hours normally. The heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere containing oxygen because the water-insoluble substance of stannous, which is divalent tin, needs to be oxidized into tetravalent tin oxide. Therefore, heat treatment in the atmosphere can be performed.

<導電性組成物及びその製造方法>
本発明の導電性組成物は、上記本発明の導電性複合粉末を含有することを特徴とし、多様な形態で利用することができる。例えば、該導電性複合粉末を溶媒に分散した分散液、分散液にさらにバインダー樹脂(結合材)を配合した塗料、該導電性複合粉末と樹脂を溶融混練した樹脂組成物を挙げることができる。本発明の導電性複合粉末は、溶融混練のような強いせん断力を用いなくとも分散させるができる優れた分散性を有していることから、分散液、塗料として用いることが好ましい。
<Conductive composition and method for producing the same>
The conductive composition of the present invention is characterized by containing the conductive composite powder of the present invention, and can be used in various forms. For example, a dispersion in which the conductive composite powder is dispersed in a solvent, a paint in which a binder resin (binding material) is further blended in the dispersion, and a resin composition in which the conductive composite powder and a resin are melt-kneaded can be exemplified. The conductive composite powder of the present invention is preferably used as a dispersion or paint because it has excellent dispersibility that can be dispersed without using a strong shearing force such as melt kneading.

本発明の導電性組成物を該導電性複合粉末、バインダー樹脂(結合材)及び溶媒を含有する塗料として用いる場合、結合材としては、例えば、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、フッ素樹脂、変性シリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。溶媒としては、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、芳香族、脂肪族炭化水素等の非水溶媒、水、又はこれらの混合溶媒が挙げられる。必要に応じて着色材、充填材、分散剤、可塑剤、硬化助剤、消泡剤、増粘剤、乳化剤、紫外線吸収剤等から選ばれる1種を単独又は2種以上を配合することもできる。   When the conductive composition of the present invention is used as a paint containing the conductive composite powder, a binder resin (binder) and a solvent, examples of the binder include alkyd resins, acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, amino acids. Resins, fluororesins, modified silicone resins, urethane resins, vinyl resins and the like can be mentioned. Examples of the solvent include nonaqueous solvents such as alcohols, esters, ethers, ketones, aromatics and aliphatic hydrocarbons, water, and mixed solvents thereof. If necessary, one kind selected from colorants, fillers, dispersants, plasticizers, curing aids, antifoaming agents, thickeners, emulsifiers, ultraviolet absorbers and the like may be used alone or in combination of two or more. it can.

上記塗料における導電性複合粉末の配合量は、結合材100質量部に対し、10〜100質量部であることが好ましく、30〜70質量部であることがより好ましい。   The compounding amount of the conductive composite powder in the coating is preferably 10 to 100 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder.

本発明の導電性組成物を塗料として用いる場合、電気・電子機器、家電、自動車等の分野において広く用いられる合成樹脂、ガラス、セラミックス等の絶縁性被処理体に塗布することにより、表面平坦性が優れ、かつ表面抵抗値の低い塗膜を形成することができる。例えば、静電塗装法の下塗り塗料(プライマー)、クリーンルーム等の帯電防止塗料等に用いることができる。   When the conductive composition of the present invention is used as a paint, surface flatness is obtained by applying it to an insulating object such as synthetic resin, glass or ceramics widely used in the fields of electric / electronic equipment, home appliances, automobiles, etc. And a coating film having a low surface resistance value can be formed. For example, it can be used as an undercoat paint (primer) for electrostatic coating, an antistatic paint for clean rooms, and the like.

上記塗料を塗布して、塗膜を形成する被処理体としては、電気・電子機器、家電、自動車等の分野において広く用いられる各種の合成樹脂、ガラス、セラミックス等を挙げることができ、これはシート状、フィルム状、板状等の任意の形状をとり得る。合成樹脂の具体例としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、及びフェノール樹脂等を挙げることができるが、これらに制限されるものでない。   Examples of the object to be processed by applying the coating material to form a coating film include various synthetic resins, glass, ceramics and the like widely used in the fields of electric / electronic equipment, home appliances, automobiles, etc. Any shape such as a sheet shape, a film shape, and a plate shape may be taken. Specific examples of the synthetic resin include, but are not limited to, polyethylene resin, polypropylene resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyamide resin, and phenol resin. It is not something.

上記塗料の被処理体への塗布は、常法により、例えば、ロールコート、スピンコート等の手法で行うことができる。その後、必要により加熱して溶媒を蒸発させ、塗膜を乾燥させて硬化させる。このとき加熱又は紫外線等を照射してもよい。   Application of the coating material to the object to be treated can be performed by a conventional method, for example, by a method such as roll coating or spin coating. Thereafter, if necessary, the solvent is evaporated by heating, and the coating film is dried and cured. At this time, heat or ultraviolet rays may be irradiated.

本発明の導電性複合粉末は分散性に優れていることから、本発明の導電性複合粉末を使用した塗膜は、表面性状又は表面平坦性において優れている。さらに、本発明の導電性複合粉末は、非針状粒子が部分的に針状粒子を結束していることから、本発明の塗膜は、針状粒子のみの粉末や、針状粒子と非針状粒子を単に混合した粉末を使用した塗膜と比較し、導電性複合粉末の配合割合が少なくても優れた導電性を得ることができる。   Since the conductive composite powder of the present invention is excellent in dispersibility, the coating film using the conductive composite powder of the present invention is excellent in surface properties or surface flatness. Furthermore, since the conductive composite powder of the present invention has non-acicular particles partially binding the acicular particles, the coating film of the present invention is a powder containing only acicular particles or non-acicular particles. Compared with a coating film using a powder obtained by simply mixing needle-like particles, excellent conductivity can be obtained even if the blending ratio of the conductive composite powder is small.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples. The present invention is not limited to the following examples, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention.

実施例及び比較例において、粉末の粒子形状は、電界放出型走査型電子顕微鏡(SEM)(商品名「S−4800」、日立ハイテクノロジーズ製)、及びフロー式粒子像分析装置(商品名「FPIA−3000」、シスメックス製)により確認した。   In the examples and comparative examples, the particle shape of the powder was determined by using a field emission scanning electron microscope (SEM) (trade name “S-4800”, manufactured by Hitachi High-Technologies) and a flow type particle image analyzer (trade name “FPIA”). -3000 ", manufactured by Sysmex).

粉末の吸油量は、JIS K−5101−13−1に準じ測定した。粉末の体積抵抗は、試料粉末を圧力容器に入れて14kg/cmで圧縮し、この圧粉を電気計測器(商品名「デジタルマルチメーター TR6871」アドバンテスト製)によって測定した。粉末のL値は、色彩色差計(商品名「CR−300」、コニカミノルタ製)を用いて測定した。 The oil absorption of the powder was measured according to JIS K-5101-13-1. The volume resistance of the powder was measured with an electric measuring instrument (trade name “Digital Multimeter TR6871” manufactured by Advantest) after putting the sample powder in a pressure vessel and compressing it at 14 kg / cm 2 . The L value of the powder was measured using a color difference meter (trade name “CR-300”, manufactured by Konica Minolta).

塗布膜の表面抵抗は、固形分全量中において粉末が35質量%となるように、粉末と樹脂固形分含有量40質量%のアクリル塗料(商品名「アクローゼスーパーECOクリヤー」、大日本塗料製)とを混合し、得られた導電性組成物を乾燥前の膜厚が200μmになるように塗布し、乾燥後、表面抵抗を抵抗測定器(商品名「ハイレスタ−AP MCP−T250」、三菱油化製)にて測定した。   The surface resistance of the coating film is an acrylic paint (trade name “Acroze Super ECO Clear”, manufactured by Dainippon Paint Co., Ltd.) with a powder and resin solid content of 40 mass% so that the powder is 35 mass% in the total solid content. ), And the resulting conductive composition was applied so that the film thickness before drying was 200 μm. After drying, the surface resistance was measured with a resistance meter (trade name “HIRESTA-AP MCP-T250”, Mitsubishi Measured by Yuka).

(実施例1)
<基材の製造>
アナターゼ型二酸化チタンと炭酸カリウムとを3.1:1(酸化物換算モル比)の割合で混合し、二酸化チタンと炭酸カリウムの合計100質量部に対してフラックスとして塩化カリウムを15質量部で加え混合した。得られた混合物を電気炉中にて1020℃で4時間焼成し、その後徐冷して白色の塊を得た。得られた塊を解砕し、水中で解きほぐし、水洗してフラックスを除去した後、乾燥し白色粉末を得た。得られた粉末は、X線回折より2チタン酸カリウム(KO・2TiO)と4チタン酸カリウム(KO・4TiO)とからなる複合物であることがわかった。また、走査型電子顕微鏡(SEM)観察より、針状4チタン酸カリウム粒子と非針状2チタン酸カリウム粒子とが一体化したチタン酸カリウム複合粉末であることを確認した。
(Example 1)
<Manufacture of base material>
Anatase-type titanium dioxide and potassium carbonate are mixed at a ratio of 3.1: 1 (molar ratio in terms of oxide), and potassium chloride is added at 15 parts by mass as a flux to a total of 100 parts by mass of titanium dioxide and potassium carbonate. Mixed. The obtained mixture was baked at 1020 ° C. for 4 hours in an electric furnace, and then gradually cooled to obtain a white lump. The obtained lump was crushed, thawed in water, washed with water to remove the flux, and then dried to obtain a white powder. The obtained powder was found to be a composite composed of potassium dititanate (K 2 O · 2TiO 2 ) and potassium tetratitanate (K 2 O · 4TiO 2 ) by X-ray diffraction. In addition, it was confirmed by scanning electron microscope (SEM) observation that the powder was a potassium titanate composite powder in which acicular potassium titanate particles and non-acicular potassium dititanate particles were integrated.

得られたチタン酸カリウム複合粒子100gを水3500ml中に分散させ、5分間撹拌しスラリーとした。70質量%硫酸溶液224gを投入し、20分攪拌しながらKO成分の抽出を行った後、濾過、水洗し、110℃にて10時間乾燥した。得られた粉末をX線回折より分析し、単斜晶HTi17相であることを確認した。これを600℃にて2時間加熱することで、導電層を形成するための基材とする粉末を得た。 100 g of the obtained potassium titanate composite particles were dispersed in 3500 ml of water and stirred for 5 minutes to form a slurry. 224 g of 70% by mass sulfuric acid solution was added, and the K 2 O component was extracted while stirring for 20 minutes, then filtered, washed with water, and dried at 110 ° C. for 10 hours. The obtained powder was analyzed by X-ray diffraction and confirmed to be a monoclinic H 2 Ti 8 O 17 phase. This was heated at 600 ° C. for 2 hours to obtain a powder as a base material for forming a conductive layer.

得られた粉末は、SEM観察及びX線回折より、KO成分抽出前のチタン酸カリウム複合粉末の形状を保った単斜晶系結晶構造の二酸化チタンであることを確認した。 It was confirmed by SEM observation and X-ray diffraction that the obtained powder was titanium dioxide having a monoclinic crystal structure maintaining the shape of the potassium titanate composite powder before extraction of the K 2 O component.

図1に得られた粉末のSEM写真を示す。図1に示すように、得られた粉末は、針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末であることが確認された。より具体的には、針状二酸化チタン粒子の一部(端部)が、非針状二酸化チタン粒子により結束して一体化した二酸化チタン複合粉末であった。したがって、二酸化チタン複合粉末は、いわゆるテトラポット状やウニ状のような粒子構造を有していることが確認された。   FIG. 1 shows an SEM photograph of the obtained powder. As shown in FIG. 1, it was confirmed that the obtained powder was a titanium dioxide composite powder in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles were integrated. More specifically, a part (end part) of acicular titanium dioxide particles was a titanium dioxide composite powder in which the acicular titanium dioxide particles were bound and integrated by non-acicular titanium dioxide particles. Therefore, it was confirmed that the titanium dioxide composite powder has a so-called tetrapot-like or sea urchin-like particle structure.

二酸化チタン複合粉末は、フロー式粒子像分析より、平均繊維長3〜50μmであり、アスペクト比20〜100である針状二酸化チタン粒子と、平均粒子径3〜30μmであり、アスペクト比1〜5である非針状二酸化チタン粒子とが一体化していることがわかった。また、化学分析より、二酸化チタン複合粉末のTiO純度は98.5質量%であった。 From the flow type particle image analysis, the titanium dioxide composite powder has an average fiber length of 3 to 50 μm, an acicular titanium dioxide particle having an aspect ratio of 20 to 100, an average particle diameter of 3 to 30 μm, and an aspect ratio of 1 to 5 It was found that the non-acicular titanium dioxide particles were integrated. From the chemical analysis, the TiO 2 purity of the titanium dioxide composite powder was 98.5% by mass.

<導電層の形成>
上記で得られた基材300gを水3600ml中に分散させ、水温を80℃にて10分間攪拌しスラリーとした。このスラリーに、塩化第二錫水溶液265g(Sn換算23質量%)と三塩化アンチモン15gを22質量%の塩酸に溶解させた溶液を合計384gとした混合溶液を1時間かけて滴下し、それと同時に25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を別個に滴下させ、反応液全体のpHを3〜4の範囲に保った。
<Formation of conductive layer>
300 g of the base material obtained above was dispersed in 3600 ml of water, and the water temperature was stirred at 80 ° C. for 10 minutes to form a slurry. To this slurry, 265 g of a stannic chloride aqueous solution (23% by mass in terms of Sn) and 15 g of antimony trichloride dissolved in 22% by mass of hydrochloric acid were added dropwise over a period of 1 hour, and at the same time. A 25% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise separately to maintain the pH of the entire reaction solution in the range of 3-4.

次に、塩化第一錫水溶液51g(Sn換算24質量%)を1時間かけて滴下し、第1段階と同様に、同時に25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を別個に滴下して、反応液全体のpHを3〜4の範囲に保った。第2段階の滴下反応が終了した後、そのままのpH及び液温を保ちながら30分攪拌した。その後pHを5に調整した。   Next, 51 g of stannous chloride aqueous solution (24 mass% in terms of Sn) was dropped over 1 hour, and 25 mass% of sodium hydroxide aqueous solution was dropped separately at the same time as in the first stage, and the entire reaction solution Was kept in the range of 3-4. After completion of the dropping reaction in the second stage, the mixture was stirred for 30 minutes while maintaining the pH and liquid temperature as they were. Thereafter, the pH was adjusted to 5.

その後、室温まで放冷した後、反応生成物を濾過、水洗し、乾燥した。得られた乾燥物を酸化雰囲気である大気中で550℃、1時間加熱処理して白色の導電性二酸化チタン粉末を得た。   Then, after standing to cool to room temperature, the reaction product was filtered, washed with water, and dried. The obtained dried product was heat-treated at 550 ° C. for 1 hour in the atmosphere of an oxidizing atmosphere to obtain white conductive titanium dioxide powder.

得られた導電性二酸化チタン粉末は、SEM観察より導電層形成前の形状を保っていることを確認した。したがって、得られた導電性二酸化チタン粉末は、平均繊維長3〜50μmであり、アスペクト比20〜100である針状粒子と平均粒子径3〜30μmであり、アスペクト比1〜5である非針状粒子とが一体化した導電性複合粉末であった。   It was confirmed that the obtained conductive titanium dioxide powder maintained the shape before the formation of the conductive layer by SEM observation. Therefore, the obtained conductive titanium dioxide powder has an average fiber length of 3 to 50 μm, an acicular particle having an aspect ratio of 20 to 100, an average particle diameter of 3 to 30 μm, and a non-needle having an aspect ratio of 1 to 5 The conductive composite powder was integrated with the particles.

導電性複合粉末の吸油量は95ml/100g、体積抵抗は9Ω・cm、L値は77であった。また、導電性複合粉末を用いた塗布膜の表面抵抗は2×10Ω/□であり、その塗布膜には凝集物がないことを目視で確認した。 The oil absorption amount of the conductive composite powder was 95 ml / 100 g, the volume resistance was 9 Ω · cm, and the L value was 77. Further, the surface resistance of the coating film using the conductive composite powder was 2 × 10 5 Ω / □, and it was visually confirmed that there was no aggregate in the coating film.

(比較例1)
<基材の製造>
アナターゼ型二酸化チタンと炭酸カリウムとを3.5:1(酸化物換算モル比)の割合で混合し、二酸化チタンと炭酸カリウムの合計100質量部に対してフラックスとして塩化カリウムを16質量部で加え混合した。得られた混合物を電気炉中にて1020℃で4時間焼成し、その後徐冷して白色の塊を得た。得られた塊を水中で解砕し、水洗してフラックスを除去した後、乾燥し白色粉末を得た。得られた粉末は、X線回折より4チタン酸カリウム(KO・4TiO)であり、SEM観察より針状であることを確認した。
(Comparative Example 1)
<Manufacture of base material>
Anatase-type titanium dioxide and potassium carbonate are mixed at a ratio of 3.5: 1 (molar ratio in terms of oxide), and potassium chloride is added at 16 parts by mass as a flux to a total of 100 parts by mass of titanium dioxide and potassium carbonate. Mixed. The obtained mixture was baked at 1020 ° C. for 4 hours in an electric furnace, and then gradually cooled to obtain a white lump. The obtained lump was crushed in water, washed with water to remove the flux, and then dried to obtain a white powder. The obtained powder was potassium tetratitanate (K 2 O · 4TiO 2 ) by X-ray diffraction, and was confirmed to be needle-shaped by SEM observation.

得られた粉末100gを、水3500ml中に分散させ、5分間撹拌しスラリーとした。70質量%硫酸溶液224gを投入し、20分攪拌しながらKO成分の抽出を行った後、濾過、水洗し、110℃にて10時間乾燥した。得られた粉末は、X線回折より単斜晶HTi17相であることを確認した。これを600℃にて2時間加熱することで、導電層を形成するための基材とする粉末を得た。 100 g of the obtained powder was dispersed in 3500 ml of water and stirred for 5 minutes to form a slurry. 224 g of 70% by mass sulfuric acid solution was added, and the K 2 O component was extracted while stirring for 20 minutes, then filtered, washed with water, and dried at 110 ° C. for 10 hours. The obtained powder was confirmed to be a monoclinic H 2 Ti 8 O 17 phase by X-ray diffraction. This was heated at 600 ° C. for 2 hours to obtain a powder as a base material for forming a conductive layer.

得られた粉末は、SEM観察及びX線回折より、KO成分抽出前の粒子形状を保った単斜晶系結晶構造の二酸化チタンであることを確認した。図2に得られた粉末のSEM写真を示す。図2に示すように、得られた粉末は、針状二酸化チタン粒子であることが確認された。粉末の粒子形状は、フロー式粒子像分析より平均繊維長3〜50μmかつアスペクト比20〜100の針状粒子であった。また、化学分析よりTiO純度は97.5質量%であった。 It was confirmed by SEM observation and X-ray diffraction that the obtained powder was titanium dioxide having a monoclinic crystal structure that maintained the particle shape before extraction of the K 2 O component. FIG. 2 shows an SEM photograph of the obtained powder. As shown in FIG. 2, it was confirmed that the obtained powder was acicular titanium dioxide particles. The particle shape of the powder was needle-like particles having an average fiber length of 3 to 50 μm and an aspect ratio of 20 to 100 from flow type particle image analysis. Further, TiO 2 purity than chemical analysis was 97.5 wt%.

<導電層の形成>
導電層の形成は、実施例1と同様の方法で行うことで導電性二酸化チタン粉末を得た。
<Formation of conductive layer>
The conductive layer was formed by the same method as in Example 1 to obtain a conductive titanium dioxide powder.

得られた導電性二酸化チタン粉末は、SEM観察より導電層形成前の形状を保っていることを確認した。   It was confirmed that the obtained conductive titanium dioxide powder maintained the shape before the formation of the conductive layer by SEM observation.

導電性二酸化チタン粉末の吸油量は109ml/100g、体積抵抗は208Ω・cm、L値は82であった。また、導電性二酸化チタン粉末を用いた塗布膜の表面抵抗は4×10Ω/□であり、その塗布膜に凝集物があることを目視で確認した。 The oil absorption of the conductive titanium dioxide powder was 109 ml / 100 g, the volume resistance was 208 Ω · cm, and the L value was 82. Moreover, the surface resistance of the coating film using the conductive titanium dioxide powder was 4 × 10 7 Ω / □, and it was visually confirmed that the coating film had aggregates.

(比較例2)
<基材の製造>
別々に製造した針状二酸化チタンと非針状二酸化チタンとを8:2の質量比で混合することで、導電層を形成するための基材とする粉末を得た。
(Comparative Example 2)
<Manufacture of base material>
By separately mixing acicular titanium dioxide and non-acicular titanium dioxide produced at a mass ratio of 8: 2, a powder serving as a base material for forming a conductive layer was obtained.

針状二酸化チタンは、比較例1と同様の方法で行うことで得た。   Acicular titanium dioxide was obtained by the same method as in Comparative Example 1.

非針状二酸化チタンは、 アナターゼ型二酸化チタンと炭酸カリウムとを2:1(酸化物換算モル比)の割合で振動ミルを用いて粉砕混合した。得られた混合物を電気炉中にて880℃で4時間焼成し、その後徐冷して白色の塊を得た。得られた塊を水中で解砕した後、乾燥し白色粉末を得た。得られた粉末は、X線回折より2チタン酸カリウム(KO・2TiO)であり、SEM観察より非針状であることを確認した。 Non-acicular titanium dioxide was obtained by pulverizing and mixing anatase-type titanium dioxide and potassium carbonate at a ratio of 2: 1 (molar ratio in terms of oxide) using a vibration mill. The obtained mixture was baked in an electric furnace at 880 ° C. for 4 hours and then gradually cooled to obtain a white lump. The obtained mass was crushed in water and then dried to obtain a white powder. The obtained powder was confirmed to be potassium dititanate (K 2 O.2TiO 2 ) by X-ray diffraction and non-needle shape by SEM observation.

得られた非針状2チタン酸カリウム粒子の粉末100gを、水3500ml中に分散させ、5分間撹拌しスラリーとした。70質量%硫酸溶液365gを投入し、20分攪拌しながらKO成分の抽出を行った後、水洗し、110℃にて10時間乾燥した。得られた粉末は、X線回折より単斜晶HTi相であることを確認した。これを600℃にて2時間加熱することで、非針状二酸化チタン粒子の粉末を得た。 100 g of the obtained powder of non-acicular potassium dititanate particles was dispersed in 3500 ml of water and stirred for 5 minutes to form a slurry. After adding 365 g of a 70% by mass sulfuric acid solution and extracting the K 2 O component with stirring for 20 minutes, it was washed with water and dried at 110 ° C. for 10 hours. The obtained powder was confirmed to be a monoclinic H 2 Ti 2 O 5 phase by X-ray diffraction. This was heated at 600 ° C. for 2 hours to obtain a powder of non-acicular titanium dioxide particles.

得られた非針状二酸化チタン粒子の粉末は、SEM観察及びX線回折より、KO成分抽出前の粒子形状を保った単斜晶系結晶構造の二酸化チタンであることを確認した。粉末の粒子形状は、フロー式粒子像分析より平均粒子径3〜30μmかつアスペクト比1〜5の非針状粒子であった。また、化学分析よりTiO純度は97.5質量%であった。 The obtained powder of non-acicular titanium dioxide particles was confirmed by SEM observation and X-ray diffraction to be titanium dioxide having a monoclinic crystal structure that maintained the particle shape before extraction of the K 2 O component. The particle shape of the powder was non-needle particles having an average particle diameter of 3 to 30 μm and an aspect ratio of 1 to 5 based on flow-type particle image analysis. Further, TiO 2 purity than chemical analysis was 97.5 wt%.

<導電層の形成>
導電層の形成は、実施例1と同様の方法で行うことで導電性二酸化チタン粉末を得た。導電性二酸化チタン粉末の吸油量は136ml/100gであった。また、導電性二酸化チタン粉末を用いた塗布膜は、導電性組成物に凝集物が多く発生し、製造することができなかった。
<Formation of conductive layer>
The conductive layer was formed by the same method as in Example 1 to obtain a conductive titanium dioxide powder. The oil absorption of the conductive titanium dioxide powder was 136 ml / 100 g. In addition, a coating film using conductive titanium dioxide powder could not be produced because many aggregates were generated in the conductive composition.

以上のことから、本発明に従う実施例1の導電性複合粉末を用いることにより、分散性及び導電性に優れ、かつ表面性状又は表面平坦性に優れた導電性塗膜を形成できることがわかる。   From the above, it can be seen that by using the conductive composite powder of Example 1 according to the present invention, a conductive coating film excellent in dispersibility and conductivity and excellent in surface properties or surface flatness can be formed.

Claims (9)

チタン源とカリウム源とを酸化物換算モル比でTiO/KO=2.9〜3.3の割合で混合した原料混合物を準備する工程と、
前記原料混合物を焼成することにより、針状4チタン酸カリウム粒子と非針状2チタン酸カリウム粒子とが一体化したチタン酸カリウム複合粉末を調製する工程と、
前記チタン酸カリウム複合粉末を酸処理して水和チタン酸複合粉末を調製する工程と、
前記水和チタン酸複合粉末を熱処理することにより、針状二酸化チタン粒子と非針状二酸化チタン粒子とが一体化した二酸化チタン複合粉末を製造する工程とを備える、二酸化チタン複合粉末の製造方法。
Preparing a raw material mixture in which a titanium source and a potassium source are mixed in a molar ratio of TiO 2 / K 2 O = 2.9 to 3.3 in terms of oxide;
Preparing a potassium titanate composite powder in which acicular potassium titanate particles and non-acicular potassium dititanate particles are integrated by firing the raw material mixture;
A step of acid-treating the potassium titanate composite powder to prepare a hydrated titanate composite powder;
And a step of producing a titanium dioxide composite powder in which acicular titanium dioxide particles and non-acicular titanium dioxide particles are integrated by heat-treating the hydrated titanic acid composite powder.
請求項1に記載の方法により製造された二酸化チタン複合粉末の表面に導電層を形成する工程を備える、導電性複合粉末の製造方法。   The manufacturing method of electroconductive composite powder provided with the process of forming a conductive layer in the surface of the titanium dioxide composite powder manufactured by the method of Claim 1. 前記導電層が、酸化錫層からなる導電層である、請求項2に記載の導電性複合粉末の製造方法。   The method for producing a conductive composite powder according to claim 2, wherein the conductive layer is a conductive layer made of a tin oxide layer. 前記酸化錫層が、アンチモン成分を含有しない酸化錫層である、請求項3に記載の導電性複合粉末の製造方法。   The method for producing a conductive composite powder according to claim 3, wherein the tin oxide layer is a tin oxide layer containing no antimony component. 平均繊維長3〜50μmであり、アスペクト比20〜100である針状二酸化チタン粒子と、平均粒子径3〜30μmであり、アスペクト比1〜5である非針状二酸化チタン粒子とが一体化したことを特徴とする、二酸化チタン複合粉末。   Acicular titanium dioxide particles having an average fiber length of 3 to 50 μm and an aspect ratio of 20 to 100 and non-acicular titanium dioxide particles having an average particle diameter of 3 to 30 μm and an aspect ratio of 1 to 5 are integrated. Titanium dioxide composite powder characterized by the above. 前記針状二酸化チタン粒子の少なくとも一部が、前記非針状二酸化チタン粒子により結束している、請求項に記載の二酸化チタン複合粉末。 The titanium dioxide composite powder according to claim 5 , wherein at least a part of the acicular titanium dioxide particles are bound by the non-acicular titanium dioxide particles. 請求項又はに記載の二酸化チタン複合粉末の表面に導電層が形成された、導電性複合粉末。 The electroconductive composite powder in which the electroconductive layer was formed in the surface of the titanium dioxide composite powder of Claim 5 or 6 . 請求項に記載の導電性複合粉末を含有する、導電性組成物。 The electroconductive composition containing the electroconductive composite powder of Claim 7 . 請求項に記載の導電性組成物を塗布してなる、塗膜。 The coating film formed by apply | coating the electrically conductive composition of Claim 8 .
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