JP7490895B2 - 複合金属酸化合物分酸液、複合金属酸化合物粉末、複合金属酸化合物膜、及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の複合金属酸化合物分散液は、チタンと、Nb,Ta,W,Mo,Si,Zn,Al,Y,La,Ce,Zr,Nd,Sm,Eu,Dy,Hfからなる群より選択される1種以上の元素Mと分散媒とを含有するものであって、チタンと元素Mとが複合化した複合物や、チタンと元素Mとが混合した混合物が、分散媒中に分散された状態で、当該複合物や、当該混合物は結晶構造をとらず、アモルファスとして存在している。さらに、分散媒は、極性溶媒であり、当該複合物や、当該混合物が均一なるように分散されるものであれば良く、例えば水、水及びアルコールの混合溶媒、またはアルコールでよい。アルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、及びそれらの混合溶媒が挙げられ、好ましくはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、及びそれらの混合溶媒が挙げられる。
前記チタンと前記元素Mとの総和に対する前記元素Mのモル比は、0.01-0.8であると、優れた導電性能を有する点で好ましい。さらに、当該モル比は、0.05-0.5であるとより好ましい。なお、本明細書において「X-Y」(X、Yは任意の数字)と表現する場合、特段の説明がない限り「X以上/超、Y以下/未満」全ての組み合わせを意味する。
本発明の複合金属酸化合物分散液は、元素Mが、Nb,Ta,W,Moからなる群より選択される1種以上であると、その透明度が高く、また安定性にも優れている点で好ましい。
本発明の複合金属酸化合物分散液中に、4級アンモニウム化合物が含まれると、可溶化剤として機能し、当該分散液のゲル化が抑制されることから好適である。さらに、4級アンモニウム化合物は、揮発性が高く、除去しやすく好適である。
4級アンモニウム化合物は、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)や、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)であると、溶解性が高いだけではなく、高い結晶化抑制や、高いゾル化抑制を有する点で好ましく、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)であるとより好ましい。
後述するように調製したチタン酸水溶液と、元素Mの酸化物を含む元素M化合物とを、混合し、撹拌することにより、本発明の複合金属酸化合物分散液を生成することができる。なお、元素Mは、Nb,Ta,W,Moからなる群より選択される1種以上であり、前記元素M化合物が前記
元素Mの酸化物を含む元素M酸化物分散液であると好ましい。
チタン中和工程では、チタン塩溶液、例えば硫酸チタニル水溶液とアンモニア水とを混合して反応させることにより、中和反応液を生成することができる。ここで、硫酸チタニル水溶液を、アンモニア水に添加して反応させる、いわゆる逆中和を実施すると好ましい。
逆中和で得られた中和反応液中のチタン含有沈殿物のスラリーを洗浄することにより、不純物が除去され、チタン含有沈殿物が得られる。逆中和で得られたチタン含有沈殿物のスラリーには、不純物として、硫酸アンモニウムなどの硫酸化合物など、チタン乃至チタン酸化物の水和物乃至イオン及びアンモニア以外の不要な成分が存在するため、これらを除去することが好ましい。
そして、チタン洗浄工程で不純物が除去して得られたチタン含有沈殿物は、水などの分散媒を加えると共に、4級アンモニウム塩を加えて、必要に応じて撹拌して反応を促進させることにより、チタン酸分散液を作成することができる。
ニオブ中和工程では、フッ化物イオンを含有する酸性ニオブ溶液を所定濃度のアンモニア水中に添加、すなわち逆中和法により、ニオブを含有する沈殿スラリーを得るのが好ましい。
ニオブ洗浄工程では、逆中和法により得られたニオブを含有する沈殿スラリーからフッ化アンモニウムなどのフッ素化合物を除去し、当該フッ素化合物が除去されたニオブ含有沈殿を生成する。逆中和法により得られたニオブを含有する沈殿スラリーには、不純物として、フッ化アンモニウムなどのフッ素化合物が存在するため、これらを除去することが好ましい。
ニオブ溶解工程では、ニオブ含有沈殿をスラリー状としたニオブ含有沈殿スラリーに有機窒素化合物を添加することにより、ニオブ酸分散液を生成する。ここで、ニオブ含有沈殿スラリーは、上述したようにフッ化物イオンが除去されたニオブ含有沈殿を純水などで希釈し、スラリー状としたものである。なお、当該ニオブ含有沈殿スラリーのニオブ濃度は、当該スラリーの一部を採取し、110℃で24時間乾燥させた後、1,000℃で4時間焼成し、Nb2O5を生成する。このように生成したNb2O5の重量を測定し、その重量から当該スラリーのニオブ濃度を算出することができる。
タンタル塩溶液とアミン水溶液とを反応させた後(一次中和)、アンモニア水と反応させる処理(二次中和)を行うことが重要である。
タンタル二次中和では、タンタル一次中和工程で得た一次反応液を、アンモニア水に加えて二次反応液を得るようにするのが好ましい。一次反応液をアンモニア水に加えると、水中に沈殿物(「タンタル含有沈殿物」と称する)が生じることになる。
タンタル二次中和で得られた二次反応液、中でもそのタンタル含有沈殿物には、不純物として、フッ化アンモニウムなどのフッ素化合物など、タンタル乃至タンタル酸の水和物乃至イオン及びアミン以外の不要成分が水中に存在するため、当該不要成分を除去するのが好ましい。
次に、タンタル洗浄工程で洗浄されて得たタンタル含有沈殿物、例えばフッ素除去して得られたタンタル含有沈殿物は、水などの分散媒を加えると共に、アミン、およびまたは、4級アンモニウム化合物を加えて、必要に応じて攪拌して反応を促進させることで、タンタル酸分散液を作製することができる。
アミンの添加量は、上述したように、アミンの量が多ければ、タンタル乃至タンタル酸の水に対する分散性乃至溶解性を高めることができる一方、アミンの量が多過ぎると、製膜性の障害になったり、触媒作用を阻害したりするなどの不具合を生じる可能性がある観点から、上述のように調整するのが好ましい。
タングステン中和工程では、硫酸タングステン水溶液をアンモニア水溶液に添加する際、いわゆる逆中和法では、硫酸タングステン水溶液を10質量%~30質量%のアンモニア水溶液中に添加し、すなわち逆中和法により、タングステン酸化合物水和物のスラリー、いわゆるタングステン含有沈殿物のスラリーを得るのが好ましい。
タングステン洗浄工程では、逆中和法により得られたタングステン含有沈殿物のスラリーから硫黄分を除去し、硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿を生成する。逆中和法により得られたタングステン含有沈殿物のスラリーには、不純物として、タングステン乃至タングステン酸化物と反応せず残った硫酸イオン、及び硫酸水素イオンの硫黄分が存在するため、これらを除去することが好ましい。
タングステン溶解工程では、タングステン含有沈殿をスラリー状としたタングステン含有沈殿スラリーに有機窒素化合物を添加し、タングステン酸溶液を生成する。ここで、タングステン含有沈殿スラリーは、上述したように硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿を純水などで希釈し、スラリー状としたものである。なお、硫黄分が除去された、タングステン含有沈殿スラリーのタングステン濃度は、当該スラリーの一部を採取し、110℃で24時間乾燥させた後、1,000℃で4時間焼成し、WO3を生成する。このように生成したWO3の重量を測定し、その重量から当該スラリーのタングステン濃度を算出することができる。
モリブデン中和工程では、硫酸モリブデン水溶液をアンモニア水溶液に添加する際、いわゆる逆中和法では、硫酸モリブデン水溶液を10質量%-30質量%のアンモニア水溶液中に添加し、すなわち逆中和法により、モリブデン酸化合物水和物のスラリー、いわゆるモリブデン含有沈殿物のスラリーを得るのが好ましい。
モリブデン洗浄工程では、逆中和法により得られたモリブデン含有沈殿物のスラリーから硫黄分を除去し、硫黄分が除去されたモリブデン含有沈殿を生成する。逆中和法により得られたモリブデン含有沈殿物のスラリーには、不純物として、モリブデン乃至モリブデン酸化物と反応せず残った硫酸イオン、及び硫酸水素イオンの硫黄分が存在するため、これらを除去することが好ましい。
モリブデン溶解工程では、モリブデン含有沈殿をスラリー状としたモリブデン含有沈殿スラリーに有機窒素化合物を添加することにより、モリブデン酸分散液を生成する。ここで、モリブデン含有沈殿スラリーは、上述したように硫黄分が除去されたモリブデン含有沈殿を純水などで希釈し、スラリー状としたものである。なお、硫黄分が除去された、モリブデン含有沈殿スラリーのモリブデン濃度は、当該スラリーの一部を採取し、110℃で24時間乾燥させた後、1,000℃で4時間焼成し、MoO3を生成する。このように生成したMoO3の重量を測定し、その重量から当該スラリーのモリブデン濃度を算出することができる。
本発明の複合金属酸化合物膜は、導電性膜として、スマートフォンのディスプレイや、タッチパネル、太陽電池などに利用可能である。
本発明の複合金属酸化合物膜中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むと、優れた導電性を有する点で好ましい。さらに、本発明の複合金属酸化合物膜中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造が、ルチル型とアナターゼ型とが混在した結晶構造を含むものである場合、後述するXRDピークから算出される各結晶構造の合計モル比に対するアナターゼ型のモル比の比率を示すアナターゼ率が100%未満であると好ましく、80%以下であるとより好ましく、60%以下であるとさらに好ましく、40%以下であると特に好ましく、20%以下であるとより特に好ましく、10%以下であるとまた特に好ましく、5%以下であるとさらに特に好ましい。アナターゼ率が0%であると最も好ましい。
・回折装置:X線回折装置SmartLab(株式会社リガク製)
・管電圧・管電流:40kV、30mA
・測定範囲:20~80(degree)
・測定ステップ:0.04deg
・測定スピード:5deg/min
・測定方法:汎用・中分解能PB/PSA(薄膜法)
*PB=Parallel Beam、PSA=Parallel Slit Analyzer
・X線解析ソフトウェア:PDXL2 Version2.9.1.0
(%)は、ASTM D 3720-90に準拠してX線回折測定を実施し、以下の式(1)により算出することができる。
Ti(1-x)MxOy …(1)
(組成式(1)中、xは元素Mの含有量の総和を示す。また、xは、0.05≦x≦0.5で表される不等式を満たす数値である。)
本発明の複合金属酸化合物粉末は、上記組成式(1)で表され、「x」は元素Mの含有量(モル)の総和を示し、0.05≦x≦0.5で表される不等式を満たす。また、「O」は、酸素元素を表し、元素Mの原子価を「a」とすると、y≦2+(a/2-2)xで表される不等式を満たす。
上述した本発明の複合金属酸化合物分散液から生成された本発明の複合金属酸化合物粉末から、本発明の複合金属酸化合物膜を形成してもよい。本発明の複合金属酸化合物膜は、導電性膜として、スマートフォンのディスプレイや、タッチパネル、太陽電池などに利用可能である。
本発明の複合金属酸化合物粉末中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むと、優れた導電性を有する点で好ましい。ここで、本発明の複合金属酸化合物粉末中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造は、以下の粉末X線回折測定条件に従い、実施するX線回折測定によるX線回折パターンで、2θ=25°±1にシャープなXRDピークが見られれば、アナターゼ型の結晶構造であると、また2θ=27°±1(2θ=26°を除く)にシャープなXRDピークが見られれば、ルチル型の結晶構造であると判断する。
・回折装置:MiniFlex2(株式会社リガク製)
・X線管球:Cu
・管電圧・管電流:30kV、15mA
・スリット:DS-SS;1.25度、RS;0.3mm
・モノクロメータグラファイト
・測定間隔:0.01度
・計数方法:定時計数法
・X線解析ソフトウェア:PDXL2 Version2.9.1.0
本発明の複合金属酸化合物粉末から形成された複合金属酸化合物膜中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むと、優れた導電性を有する点で好ましい。
本発明の帯電防止フィルムは、例えば基材フィルムと当該基材フィルム上に形成された本発明の複合金属酸化合物膜とを有する積層体の構造である。基材フィルムの材料は、特に限定されないが、種々の樹脂などを用いることができ、その用途に応じて適宜選択できる。
実施例1に係る複合金属酸化合物分散液は、後述するように調製したチタン酸分散液、ニオブ酸分散液を混合し得られた混合液を室温(25℃)で10分間撹拌することにより得られた。
実施例2に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、ニオブ酸分散液とを混合する際、モル比Nb/(Ti+Nb)で0.5となるように調製したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例2に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例2に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例2に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例1と同様に算出し、10質量%であった。また、実施例2に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例3に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、ニオブ酸分散液とを混合する際、モル比Nb/(Ti+Nb)で0.3となるように調製したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例3に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例3に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例3に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例1と同様に算出し、10質量%であった。また、実施例3に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例4に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、ニオブ酸分散液とを混合する際、モル比Nb/(Ti+Nb)で0.01となるように調製したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例4に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例4に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例4に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例1と同様に算出し、10質量%であった。また、実施例4に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例5に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、ニオブ酸分散液とを混合する際、モル比Nb/(Ti+Nb)で0.8となるように調製したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例5に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例5に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例5に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例5に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例5に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例1と同様に算出し、10質量%であった。また、実施例5に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例6に係る複合金属酸化合物分散液は、後述するように調製したチタン酸分散液、タンタル酸分散液を混合し得られた混合液を室温(25℃)で10分間撹拌することにより得られた。
実施例7に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、タンタル酸分散液とを混合する際、モル比Ta/(Ti+Ta)で0.2となるように調製したこと以外は、実施例6と同様にして、実施例7に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例7に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例7に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外、実施例1と同様にして、実施例7に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例7に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例6と同様に算出し、10質量%であった。また、実施例7に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例8に係る複合金属酸化合物分散液は、後述するように調製したチタン酸分散液、モリブデン酸分散液を混合し得られた混合液を室温(25℃)で10分間撹拌することにより得られた。
実施例9に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、モリブデン酸分散液とを混合する際、モル比Mo/(Ti+Mo)で0.2となるように調製したこと以外は、実施例8と同様にして、実施例9に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例9に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例9に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外、実施例1と同様にして、実施例9に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例9に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例8と同様に算出し、2質量%であった。また、実施例9に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例10に係る複合金属酸化合物分散液は、後述するように調製したチタン酸分散液、タングステン酸分散液を混合し得られた混合液を室温(25℃)で10分間撹拌することにより得られた。
実施例11に係る複合金属酸化合物分散液は、チタン酸分散液と、タングステン酸分散液とを混合する際、モル比W/(Ti+W)で0.2となるように調製したこと以外は、実施例10と同様にして、実施例11に係る複合金属酸化合物分散液を得た。また、実施例11に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜は、実施例11に係る複合金属酸化合物分散液から生成したこと以外、実施例1と同様にして、実施例11に係る複合金属酸化合物粉末、及び複合金属酸化合物膜を得た。なお、実施例11に係る複合金属酸化合物分散液の酸化物濃度は、実施例10と同様に算出し、2質量%であった。また、実施例11に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
実施例12に係る複合金属酸化合物分散液は、後述するように調製したチタン酸分散液と、ニオブ酸分散液と、タンタル酸分散液と、モリブデン酸分散液と、タングステン酸分散液とを混合し得られた混合液を室温(25℃)で10分間撹拌することにより得られた。
比較例1は、元素Mの酸化物の分散液と混合せず、チタン酸分散液のみである。また、比較例1に係るチタン酸粉末、及びチタン酸膜は、比較例1に係るチタン酸分散液から生成したこと以外、実施例1と同様にして、比較例1に係るチタン酸化物粉末、及びチタン酸化物膜を得た。なお、比較例1に係るチタン酸分散液の酸化物濃度は、10質量%であった。また、比較例1に係る複合金属酸化合物の結晶構造は、ルチル型となり、アナターゼ率は0%であった。
比較例2は、酸化チタンと酸化ニオブとからなるチタン酸混合粉末である。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物分散液、及び比較例1に係るチタン酸分散液を、室温(25℃)に調整した各分散液を、光路長5.0mmの石英セルに入れて、分光光度計を用いて、透過率を測定した。
・測定装置:紫外可視近赤外分光光度計UH4150形(株式会社日立ハイテクサイエンス製)
・測定モード:波長スキャン
・データモード:%T(透過)
・測定波長範囲:200~2,600nm
・スキャンスピード:600nm/min
・サンプリング間隔:2nm
実施例1~12に係る複合金属酸化合物分散液、及び比較例1に係るチタン酸分散液の粒度分布の評価は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システム(大塚電子株式会社製:ELSZ-2000ZS)を用いて、JIS Z 8828:2019に準じた動的光散乱法により行った。また、2μm孔径のフィルタで濾過し、前述の超音波を用いた分散処理を行った。なお、粒子径(D50)は、積算分布曲線の50%積算値を示す粒子径であるメディアン径(D50)をいう。
25℃にした実施例1~12に係る複合金属酸化合物分散液、及び比較例1に係るチタン酸分散液を卓上型pHメータ(株式会社堀場製作所製:F-71S:スタンダードToupH電極)を用いて測定した。なお、比較例2は混合粉末であるため、測定していない。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物分散液、及び比較例1に係るチタン酸分散液を室温25℃に設定した恒温器内で1カ月間静置した後、経時粒度を測定し、初期粒度と比べることにより、著しい粒度の増加の有無を確認すると共に、沈殿物の有無を目視観察することにより行った。経時粒度が初期粒度と比べて10倍以下である場合、著しい粒度の増加が観察されなかったものとし、経時安定性を有するとして「○(GOOD)」と評価し、経時粒度が初期粒度と比べて10倍を超えた場合、著しい粒度の増加や、沈殿物が観察されたものとし、経時安定性を有しないとして「×(BAD)」と評価した。また、上述した通り、1カ月静置後の実施例1~12に係る複合金属酸化合物分散液中の複合金属酸化合物の経時粒子径(D50)、及び比較例1に係るチタン酸分散液中のチタン酸粒子の経時粒子径(D50)を、上述した動的光散乱法を用いて測定した。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物粉末、比較例1に係るチタン酸化物粉末、及び比較例2に係るチタン酸混合粉末の粒度分布の評価は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製:MT3300EXII)を用いて、JIS Z 8825:2013に準じたレーザ回折・散乱法により行った。図1中の「粒度(USあり)」は、前述の超音波を用いた分散処理を行った後、測定した粒度である。一方、図1中の「粒度(USなし)」は、前述の超音波を用いた分散処理を行なう前に、測定した粒度である。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物粉末、比較例1に係るチタン酸化物粉末、及び比較例2に係るチタン酸混合粉末(以下、「粉末試料」という。)の圧粉抵抗値は、抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック社製:MCP-PD51)を使用して測定した。具体的には、内径20mmの円筒状の測定容器内に5gの粉末試料を充填して粉末試料層を形成した後、当該粉末試料層の上面に4kNの荷重を加えて圧粉して圧粉体を得た。圧粉体を、温度25℃、湿度50%の条件下で圧粉された状態(4kNの荷重が加えられたまま)で厚さと抵抗値を測定し、これら及び前記測定容器の内径から圧粉体の体積抵抗率を算出し、これを圧粉抵抗値とした。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物粉末、比較例1に係るチタン酸化物粉末、及び比較例2に係るチタン酸混合粉末(以下、「粉末試料」という。)の流動性は、小型の粉末充填機(株式会社ナオミ製:RD703-T+SU01)に容量20Lのホッパーを取り付け、粉末試料を当該ホッパーに5kg/minで投入し、60分間連続運転時の詰まりの有無により評価した。具体的には、投入した粉末試料のホッパーからの排出速度が4kg/minを超える速度を保持し続けた場合を、ホッパーに詰まりが発生せず、粉末試料が流れ続けたと判断し「○(GOOD)」と評価した。一方、投入した粉末試料のホッパーからの排出速度が4kg/min以下となった場合を、ホッパーに詰まりが発生し、粉末試料に流動がなくなったと判断し「×(BAD)」と評価した。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物膜、比較例1に係るチタン酸化物膜、及び比較例2に係るチタン酸混合膜を、ガラス基板(15mm×15mm)の表面に形成し、それら塗膜の外観評価を光学顕微鏡で観察することによって行った。形成した塗膜を光学顕微鏡で100倍にて観察し、且つ当該塗膜中に粗粒子が存在せず、気泡、塗工ムラ、ひび割れが一つも観察されなかったものは、成膜性に優れているとして「○(GOOD)」と評価し、当該塗膜中に粗粒子が存在し、または気泡、塗工ムラ、ひび割れが少なくとも一つでも観察されたものを成膜性に優れていないとして「×(BAD)」と評価した。
実施例1~12に係る複合金属酸化合物膜、比較例1に係るチタン酸化物膜、及び比較例2に係るチタン酸混合膜の表面抵抗率は、それぞれJIS-K6911に準じて測定された値である。それらの表面抵抗率は、抵抗率計(三菱ケミカル株式会社製:Loresta-GX MCP-T700)を用いて、実施例1~12に係る複合金属酸化合物膜、比較例1に係るチタン酸化物膜、及び比較例2に係るチタン酸混合膜の各表面に4端子のプローブを当てて、各表面の表面抵抗率を測定した。そして、表面抵抗率が1.0Ω/□以下であれば、導電性が特に優れるものとして「〇〇(Very Good)」と評価し、表面抵抗率が1.0Ω/□超20.0Ω/□であれば、導電性が優れるものとして「〇(Good)」と評価し、表面抵抗率が20.0Ω/□超であれば、導電性が劣るものとして「×(Bad)」と評価した。なお、比較例2に係るチタン酸混合膜の表面抵抗率は、上述した通り、比較例2に係るチタン酸混合粉末を8.5質量%アクリル樹脂に練り込んだチタン酸含有混合樹脂を焼成し、成膜したものであり、実施例1~11に係る複合金属酸化合物膜や、比較例1に係るチタン酸化物膜とは、成膜条件が異なる。
Claims (21)
- チタンと、Nb,Ta,W,Mo,Zn,Al,Y,La,Ce,Nd,Sm,Eu,Dy,Hfからなる群より選択される1種以上の元素Mとを含む複合金属酸化合物と、分散媒と、を含有する複合金属酸化合物分散液の製造方法であって、
チタン塩溶液を中和して得られたチタン含有沈殿物と4級アンモニウム化合物とを混合し、チタン酸水溶液を得る工程と、前記チタン酸水溶液と前記元素Mの酸化物を含む元素M化合物とを混合し、複合金属酸化合物分散液を得る工程とを有し、
前記複合金属酸化合物分散液が、動的光散乱法を用いた粒子径分布測定による前記複合金属酸化合物分散液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下であることを特徴とする複合金属酸化合物分散液の製造方法。 - 前記チタンと前記元素Mとの和に対する前記元素Mのモル比が、0.01-0.8であることを特徴とする請求項1に記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 前記モル比が、0.05-0.5であることを特徴とする請求項2に記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 前記元素Mが、Nb,Ta,W,Moからなる群より選択される1種以上であることを特徴とする請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 前記4級アンモニウム化合物が、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)であることを特徴とする請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 前記分散媒が極性溶媒であることを特徴とする請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 前記極性溶媒は、水であることを特徴とする請求項6に記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法。
- 請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法により製造された、複合金属酸化合物分散液を塗布し、焼成することを特徴とする複合金属酸化合物膜の製造方法。
- 請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法により製造された、複合金属酸化合物分散液を、基材の表面に塗布する塗布工程と、
前記基材の表面に塗布された前記複合金属酸化合物分散液を乾燥し、塗膜を得る乾燥工程と、
前記塗膜を、大気下、焼成温度が600℃以上1,200℃以下で、焼成時間が30分以上10時間以下で焼成する塗膜焼成工程と、
焼成された前記塗膜を、還元雰囲気下、焼成温度が600℃以上1,200℃以下で、焼成時間が30分以上10時間以下で焼成し、複合金属酸化合物膜を得る酸化物膜還元工程と、
を有することを特徴とする複合金属酸化合物膜の製造方法。 - 前記塗膜焼成工程の焼成温度が900℃以上1,100℃以下で、焼成時間が3時間以上10時間以下であり、前記酸化物膜還元工程の焼成温度が900℃以上1,100℃以下で、焼成時間が3時間以上10時間以下であることを特徴とする請求項9に記載の複合金属酸化合物膜の製造方法。
- 前記複合金属酸化合物膜中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むことを特徴とする請求項8に記載の複合金属酸化合物膜の製造方法。
- 請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液の製造方法により製造された、複合金属酸化合物分散液を、基材フィルム上に塗布し、焼成することを特徴とする帯電防止フィルムの製造方法。
- チタンと、Nb,Ta,W,Mo,Zn,Al,Y,La,Ce,Zr,Nd,Sm,Eu,Dy,Hfのうちから選択される1種以上の元素Mとを含有する複合金属酸化合物粉末であって、
前記複合金属酸化合物粉末は、下記組成式(1)で表され、レーザ回折・散乱法を用いた粒子径分布測定による粒子径の小さい方からの累積10%粒子径(D10)が3μm以上、累積50%粒子径(D50)が50μm以上、累積90%粒子径(D90)が100μm以上、且つ累積粒子径の比〔(D90-D10)/D50〕が4以下であることを特徴とする複合金属酸化合物粉末。
Ti(1-x)MxOy …(1)
(組成式(1)中、xは元素Mの含有量の総和を示す。また、xは、0.05≦x≦0.5で表される不等式を満たす数値である。また、「O」は、酸素原子を表し、元素Mの原子価を「a」とすると、y≦2+(a/2-2)xで表される不等式を満たす。) - 前記元素Mは、Ta,W,Mo,Zn,Hfのうちから選択される1種以上の元素であることを特徴とする請求項13に記載の複合金属酸化合物粉末。
- チタンと、Nb,Ta,W,Mo,Si,Zn,Al,Y,La,Ce,Zr,Nd,Sm,Eu,Dy,Hfのうちから選択される1種以上の元素Mとを含有する複合金属酸化合物粉末であって、
前記複合金属酸化合物粉末は、下記組成式(1)で表され、レーザ回折・散乱法を用いた粒子径分布測定による粒子径の小さい方からの累積10%粒子径(D10)が3μm以上、累積50%粒子径(D50)が50μm以上、累積90%粒子径(D90)が100μm以上、且つ累積粒子径の比〔(D90-D10)/D50〕が4以下であり、
且つ前記複合金属酸化合物粉末は、複合金属酸化合物粉末中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むことを特徴とする複合金属酸化合物粉末。
Ti(1-x)MxOy …(1)
(組成式(1)中、xは元素Mの含有量の総和を示す。また、xは、0.05≦x≦0.5で表される不等式を満たす数値である。また、「O」は、酸素原子を表し、元素Mの原子価を「a」とすると、y≦2+(a/2-2)xで表される不等式を満たす。) - 請求項1~3の何れか1つに記載の複合金属酸化合物分散液を真空乾燥し、乾燥粉を得る乾燥工程と、
前記乾燥粉を大気下で、焼成温度が600℃以上1,200℃以下で、焼成時間が30分以上10時間以下で焼成する焼成工程と、
焼成した前記乾燥粉を還元雰囲気下で、焼成温度が600℃以上1,200℃以下で、焼成時間が30分以上10時間以下で焼成し、複合金属酸化合物粉末を得る還元工程と、
を有することを特徴とする複合金属酸化合物粉末の製造方法。 - 前記焼成工程の焼成温度が900℃以上1,100℃以下で、焼成時間が3時間以上10時間以下であり、前記還元工程の焼成温度が900℃以上1,100℃以下で、焼成時間が3時間以上10時間以下であることを特徴とする請求項16に記載の複合金属酸化合物粉末の製造方法。
- 請求項13~15の何れか1つに記載の複合金属酸化合物粉末を含有することを特徴とする複合金属酸化合物膜。
- 請求項13、又は14に記載された複合金属酸化合物粉末中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むことを特徴とする複合金属酸化合物粉末。
- 請求項18に記載された複合金属酸化合物膜中の複合金属酸化合物結晶粒子の結晶構造がルチル型を含むことを特徴とする複合金属酸化合物膜。
- 請求項18に記載の複合金属酸化合物膜を有することを特徴とする帯電防止フィルム。
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