JPH03115122A - 導電性酸化亜鉛の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性酸化亜鉛、つまり静電記録、通電記録
及び放電記録によるファクシミリ用記録紙やその他の情
報記録用紙、産業用記録用紙を製造する際のコーティン
グ剤、樹脂や塗料に導電性や帯電防止性を付与できる導
電性酸化亜鉛の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

導電性酸化亜鉛の製造方法としては種々の方法が知られ
ている。例えば、米国特許第３．５３８．０２２号及び
第３．５３８．０２３号には、容器内でアルミニウム、
ガリウム、インジウム、スズ等の酸化物を酸化亜鉛と共
に、還元性ガスを流通しながら６００〜９００℃の温度
に加熱焼成する方法が開示されている。しかし、この方
法では還元性ガスとして水素や一酸化炭素を用いるので
爆発の危険性があり、これを避けるためには、還元性ガ
スを窒素等の不活性ガスと混合して、所定の非爆発性の
組成を有する還元性雲囲気下で焼成しなければならず、
工程の管理が煩雑となるほか、装置が複雑化し、結局、
製品が高価になるという欠点がある。

そこで、上記問題を解決するために還元性ガスを使用す
る代りに固体炭紫を存在させ、８００〜１１００℃に加
熱して固体炭素を一酸化炭素にして還元性雲囲気をつく
る方法を用いる技術が特開昭５４−１６１５９８号に開
示されている。しかしながら、この方法では炭素の量が
多くなると導電性は向上するものの未燃焼炭素が残存し
て全体が黒っぽくなる傾向があり、一方炭素の量を少く
すると黒っぽさは解決できるものの所望の導電性が得ら
れないという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は十分な導電性が得られるとともに生成
物が黒っぽくならず、本来の白色を保持できる導電性酸
化亜鉛を製造することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、酸化亜鉛に炭素粉末を混合する際に、高分子
分散剤を共存させ、次いで焼成すると上記課題を効率よ
く解決できるとの知見に基づいてなされたのである。

すなわち、本発明は、酸化亜鉛又は酸化亜鉛前駆体１０
０重量部、炭素粉末０．１〜１０重量部及び高分子分散
剤の混合物を、３価及び／又は４価の金属原子の存在下
、６００〜１１００℃で焼成することを特徴とする導電
性酸化亜鉛の製造方法を提供する。

本発明でＺｎＯ前駆体とは焼成により２ｎＯに変化する
ものをいい、例えば水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、塩基
性塩化亜鉛、塩基性硝酸亜鉛、塩基性硫酸亜鉛、炭酸亜
鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛などの鉱酸塩及び酢
酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、ギ酸亜鉛などの有機酸塩等があ
げられる。

本発明では、酸化亜鉛又はその前駆体に、３価及び／又
は４価の金属原子（Ｕ　Ｓ　Ｐ　３．５３８．０２２号
公報や同３．５３８．０２３号公報参照）、好ましくは
Ａβ、Ｇａ５Ｇｅ、　Ｓｎ又はＩｎをあらかじめドープ
したものを用いることができるが、該金属原子を含む化
合物を酸化亜鉛又はその前駆体と混合したものを用いる
こともできる。ここで、３価及び／又は４価の金属原子
を２ｎ原子１モル当り０．０００１〜０．１モル、好ま
しくは０．００１〜０．０５モル用いるのがよい。尚、
前記金属原子をあらかじめドープする方法としては、 （ｉ）ＺｎＯ粉末又は２ｎＯ前駆体にＡ　Ｉ！　、　Ｇ
ａ、　Ｇｅ。

Ｓｎ、　Ｉｎなどの酸化物やこれらの硫酸塩、塩酸塩、
硝酸塩、有機酸塩等を湿式又は乾式で混合する方法（例
えば、［１，Ｓ、Ｐ　３．０８９．８５６号公報、同３
．５３８．０２２号公報、同３．５３８．０２３号公報
に記載の方法）により行うことかでき、また必要に応じ
て侵蝕剤を使用することもできる（特開昭５８−１６１
９２３号公報参照）。

（ｉｉ）ＺｎＯ又はＺｎＯ前駆体を合成する時にＡｉｌ
。

Ｇａ、　Ｇｅ、　Ｓｎ、　Ｉｎを共沈させる方法（例え
ば、特開昭５６−６９２６６号公報など）により行うこ
ともできる。

本発明では、酸化亜鉛及びその前駆体として任意の大き
さのものを使用できるが、平均粒径２００μ以下のもの
が好ましく、より好ましくは１００μ以下である。又、
３価及び／又は４価の金属原子を含む化合物は水溶性の
ものか、水不溶性の場合には１μ以下の微粉末が好まし
い。

本発明で用いる炭素粉末としては、木炭、活性炭、グラ
ファイト等の炭素粉末、アセチレンブラック、ケッチエ
ンブラック等の炭素粉末ならいずれのものでも良いが、
平均粒径が１０μ以下、好ましくは１μ以下の微粉末が
好ましい。添加量は酸化亜鉛もしくは酸化亜鉛前駆体１
００重量部に対し、炭素粉末０．１〜１０重量部、好ま
しくは０．５〜５重量部である。これより少ないと還元
効果が十分発揮できず、一方多いと炭素粉末が焼成後も
残存して粉末が黒又は灰色となるからである。

本発明で用いる高分子分散剤としては、分子量５００〜
１００万、好ましくは１０００〜５０万のアニオン系、
カチオン系、ノニオン系、両性系のものがあげられるが
、アニオン系が特に好ましい。アニオン系分散剤として
は、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体などのカルボン酸系；ポ
リスチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物、スルホエチルメタクリレート−ポリオキシエ
チレンメタクリレート共重合体、スチレンスルホン酸−
無水マレイン酸共重合体などのスルホン酸系；ポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテルサルフェート、ポリ
オキシエチレンドデシルフォスフェートなどの硫酸エス
テルやリン酸エステル系；などの化合物の酸、またはア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、
有機アミン塩などが挙げられる。

特に、スルホン酸系、カルボン酸系分散剤が良好な性能
を示す。また焼成後、上記分散剤のイオンが粉末中に残
らないという点から酸およびアンモニウム塩が特に好ま
しい。

高分子分散剤の添加量は酸化亜鉛ないしは酸化亜鉛前駆
体１００重量部に対し、０．１〜５重量部が好ましく、
特に好ましくは、０．３〜２．０重量部である。

本発明において、ＺｎＯと炭素粉末と高分子分散剤の混
合方法は特に限定されないが、ＺｎＯ１００重量部に対
し、１０〜３００重量部の水に高分子分散剤を溶解し、
それにＺｎＯ及び炭素粉末を分散させる方法によるのが
よい。この際、液の量が多ければホモジナイザー等で分
散するのがよく、液の量が少なければ乳鉢等で混練する
のがよい。そして、その後ろ過もしくは液を蒸発させて
乾燥する。

本発明では、上記混合物を空気中６００〜１１００℃、
好ましくは７００〜９００℃で焼成するのがよいこの際
、適宜、窒素、アルゴン等の不活性ガスを使用してもよ
いが、還元性ガスを使用する必要はない。

また、冷却時は１００〜２００℃になるまで不活性ガス
を流すのが好ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、還元性ガスを用いることなく容易に白
色度の高い導電性粉末を製造することができる。また本
発明の粉末は白色なので他の着色材とともに樹脂に添加
して任意の色に着色できる。

従って、本発明の導電性粉末は各種樹脂や塗料に導電性
や帯電防止性を付与できるフィラーとして幅広く使用で
きる。また、静電記録、通電記録、放電記録によりファ
クシミリ用記録紙やその他情報記録用紙、産業用記録用
紙を製造する際のコーティング剤としても使用できる。

次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。

〔実施例〕

本実施例及び参考例において、導電性粉末の体積固有抵
抗と白色度は下記の方法により測定した。

体積固有抵抗値の測定 試料０．５ｇを内径１０闘の樹脂の円筒に入れ、１００
ｋｇ／ｃＩ１１の加圧を行い、テスターで抵抗を測定し
、下記の式にて粉末の体積固有抵抗を求めた。

体積固有抵抗（００ｍ）＝ 体積固有抵抗が１０５Ωｃｍ以下のものが導電性といわ
れ、好ましくは１１０４０Ｃ以下、より好ましくは１０
３０ｃｍ以下であり、１０５ΩＣｌ１１を越えると樹脂
、コーテイング膜、塗膜に充分な導電性を付与できない
。

粉末の白色度 測色色差計（日本電色工業製モデルＺ−１００１［］Ｐ
）を用いＬ値として測定した。Ｌ値が大きいほど白色度
は高い。

白色度は高ければ高いほど好ましいが実用上はＬ値６０
以上、好ましくは７０以上である。

参考例１ 塩化亜鉛９３５ｇ（６，８６モル）、塩化アルミニウム
の６水塩３３．８ｇ（０，１４モル）を水５．５１に溶
解し撹拌しながら１０重量％の炭酸す）　ＩＪウム水溶
液８０６０−ｇ　（７，６モル）を室温で滴下した。生
じた沈殿をろ過、水洗し、乾燥させ、Ａβを２モル％含
んだ塩基性炭酸亜鉛７２６ｇを得た。

この塩基性炭酸亜鉛を５００℃で焼成して酸化亜鉛とし
た。

参考例２ 参考例１で得られた酸化亜鉛１０ｇに、カーボンブラッ
ク　（ケッチエンブラックＥＣライオンアクゾ社製）を
０．０５〜１ｇ添加して乳鉢で充分に混合した。この粉
末を密閉容器に入れ、Ｎ２導入口を閉じ排気口を開けた
まま大気中で８００℃１時間焼成した。冷却開始ととも
にＮ２ガスを流し始め、１００℃まで冷却後、粉末を取
り出し、その粉末の体積固有抵抗と白色度を測定した。

結果を表−１に表す。

表−１ 表−１の結果からカーボンブラック添加量の増加に伴な
い体積固有抵抗が増加したが、粉末中に未焼成のカーボ
ンブラックが残存したため、白色度の低下が著しかった
。

実施例１ 参考例１で得られた酸化亜鉛１０ｇに、カーボンブラッ
ク　（ケッチエンブラックＥＣライオンアクゾ社製）を
０．３５　ｇ添加して充分混合したのち、表−２に示す
高分子分散剤を所定量添加した水溶液５ｇを加え、再び
充分に混練した。乾燥させたのち、参考例２と同様の方
法で８００℃で１時間焼成した。その粉末の体積固有抵
抗と白色度を測定した。結果を表−２に示す。

実施例２ 酸化亜鉛（１号亜鉛華、堺化学製）１０ｇに硝酸アルミ
ニウム９水塩０．９２ｇ、カーボンブラック　（ケッチ
エンブラックＥＣライオンアクゾ社製）を０．３５　ｇ
及びポリアクリル酸のアンモニウム塩を０．１ｇ含んだ
水溶液５ｇを混練し、ついで乾燥した後、参考例２と同
様の方法で８００℃、１時間焼成した。得られた粉末の
体積固有抵抗は２×１０２ΩＣｆ１Ｉであり、白色度は
７２であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化亜鉛又は酸化亜鉛前駆体１００重量部、炭素粉末０
   ．１〜１０重量部及び高分子分散剤の混合物を、３価及
   び／又は４価の金属原子の存在下、６００〜１１００℃
   で焼成することを特徴とする導電性酸化亜鉛の製造方法
   。