JPH03134068A - 導電性顔料複合体 - Google Patents
導電性顔料複合体Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導電性顔料材料に関する。特に本発明は、非
導電性無機金属酸化物からなる基体材料と、その基体材
料に接着した導電性重合体からなる導電性顔料複合体に
関する。
導電性無機金属酸化物からなる基体材料と、その基体材
料に接着した導電性重合体からなる導電性顔料複合体に
関する。
導電性顔料材料は、一般に以前から知られている。その
ような顔料材料には、本来導電性のものと、通常非導電
性であるが、それらを導電性にするようなやり方で表面
処理した顔料材料の両方が含まれる0本来導電性の材料
の例には、例えばランプ(lamp)ブラック、ファー
ネスブラック、チャンネルブラック、サーマル(the
rmal)ブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の如
き種々の顔料カーボンブラックが含まれる0通常非導電
性材料の例には、二酸化チタン、シリカ、アルミナ等の
如き顔料無機金属及びメタロイド酸化物が含まれ、それ
らは金又は銀又はアンチモンをドープした酸化錫の如き
材料で表面処理することによってこれらの材料を導電性
にしてきた。 1989年2月7日公告された米国特許
第4,803,096号明細書に記載されているように
、従来上記顔料材料の粉末を用いて、種々の導電性繊維
及びそれから作られた織物が製造されてきた。しかし、
その特許によれば、そのような粉末を用いた場合、合理
的な導電性を得るために必要な粉末の量は比較的高く、
この多量の充填剤は得られる繊維の性質に悪影響を与え
ることがある。
ような顔料材料には、本来導電性のものと、通常非導電
性であるが、それらを導電性にするようなやり方で表面
処理した顔料材料の両方が含まれる0本来導電性の材料
の例には、例えばランプ(lamp)ブラック、ファー
ネスブラック、チャンネルブラック、サーマル(the
rmal)ブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の如
き種々の顔料カーボンブラックが含まれる0通常非導電
性材料の例には、二酸化チタン、シリカ、アルミナ等の
如き顔料無機金属及びメタロイド酸化物が含まれ、それ
らは金又は銀又はアンチモンをドープした酸化錫の如き
材料で表面処理することによってこれらの材料を導電性
にしてきた。 1989年2月7日公告された米国特許
第4,803,096号明細書に記載されているように
、従来上記顔料材料の粉末を用いて、種々の導電性繊維
及びそれから作られた織物が製造されてきた。しかし、
その特許によれば、そのような粉末を用いた場合、合理
的な導電性を得るために必要な粉末の量は比較的高く、
この多量の充填剤は得られる繊維の性質に悪影響を与え
ることがある。
上記導電性粉末を使用することの他に、上で引用した特
許には、絶縁材料又はせいぜい半導体として知られる種
々の合成重合体から作られた繊維、フィルム、及び織物
に導電性を賦与するために、成る導電性重合体材料、即
ちポリ(ピロール)及びポリ(アニリン)を使用するこ
とも開示されている。
許には、絶縁材料又はせいぜい半導体として知られる種
々の合成重合体から作られた繊維、フィルム、及び織物
に導電性を賦与するために、成る導電性重合体材料、即
ちポリ(ピロール)及びポリ(アニリン)を使用するこ
とも開示されている。
そのような繊維、フィルム及び織物に導電性を賦与する
ためのその特許に開示されている方法は、例えばピロー
ル及び酸化剤をフィルム及び繊維に含浸させ、然る後そ
のとロールを化学的酸化重合条件にかけるか、繊維複合
体中へ酸化剤触媒を配合し、然る後その繊維複合体を溶
液又は蒸気状のピロールに曝すか、又は例えば、ガラス
繊維織物の如き多孔質織物の内部に介在する気孔中に導
電性ポリピロールを沈殿させることにより導電性にする
ことが含まれている。
ためのその特許に開示されている方法は、例えばピロー
ル及び酸化剤をフィルム及び繊維に含浸させ、然る後そ
のとロールを化学的酸化重合条件にかけるか、繊維複合
体中へ酸化剤触媒を配合し、然る後その繊維複合体を溶
液又は蒸気状のピロールに曝すか、又は例えば、ガラス
繊維織物の如き多孔質織物の内部に介在する気孔中に導
電性ポリピロールを沈殿させることにより導電性にする
ことが含まれている。
本発明は、導電性顔料材料に関し、特に非導電性顔料金
属酸化物からなる基体材料と、その基体゛材料の表面に
接着した導電性重合体材料からなる導電性顔料複合体に
関する。
属酸化物からなる基体材料と、その基体゛材料の表面に
接着した導電性重合体材料からなる導電性顔料複合体に
関する。
本発明の導電性顔料複合体は、顔料基体材料が、金属成
分が元素の周期律表第1IA、II[A、IVA、及び
■B族からなる群から選択されている非導電性金属酸化
物からなり、前記顔料基体材料に接着した導電性重合体
材料が、ピロール、チオフェン、及びアニリンの単量体
、及びそれらの置換誘導体又はその類似体(analo
gue)からなる群から選択された少なくとも一種類の
環式単量体材料力)ら誘導された少なくとも一種類の化
学的酸化重合した単独重合体又は共重合体からなる導電
性複合体であるのが好ましい、広義には、基体材料に接
着した導電性重合体材料の量は、顔料複合体の全重量に
基づいて約0.1〜約50重量%の範囲にある。これら
の量の導電性重合体材料が顔料基体材料に接着すると、
約1×10−IO〜約txto2Ω−’CI−吻範囲の
導電率を有する顔料複合体を与える。
分が元素の周期律表第1IA、II[A、IVA、及び
■B族からなる群から選択されている非導電性金属酸化
物からなり、前記顔料基体材料に接着した導電性重合体
材料が、ピロール、チオフェン、及びアニリンの単量体
、及びそれらの置換誘導体又はその類似体(analo
gue)からなる群から選択された少なくとも一種類の
環式単量体材料力)ら誘導された少なくとも一種類の化
学的酸化重合した単独重合体又は共重合体からなる導電
性複合体であるのが好ましい、広義には、基体材料に接
着した導電性重合体材料の量は、顔料複合体の全重量に
基づいて約0.1〜約50重量%の範囲にある。これら
の量の導電性重合体材料が顔料基体材料に接着すると、
約1×10−IO〜約txto2Ω−’CI−吻範囲の
導電率を有する顔料複合体を与える。
上で簡単に述べた如く、本発明の導電性顔料複合体は、
広義には非導電性顔料無機金属酸化物からなる基体材料
と、その顔料無機金属酸化物基体に接着した後に述べる
ような導電性重合体とを有する複合体材料からなる。一
般に、基体材料は、今まで極めて多種類の用途で顔料、
充填剤、増量剤等としての用いられてきたどのような非
導電性無機金属酸化物からなっていてもよい、しかし典
型的には、本発明の顔料複合体で基体材料として有用な
非導電性無機金属酸化物は、金属成分が元素周期律表第
UA、II[A、■A、及びl’l/B族から選択され
た無機金属酸化物である。これら無機金属酸化物中の金
属成分の代表的な例には、例えばストロンチウム、チタ
ン、ジルコニウム、アルミニウム、ガリウム、珪素、ゲ
ルマニウム等が含まれるがそれらに限定されるものでは
ない、好ましい基体材料は、金属成分が金属酸化物、チ
タニア(即ち二酸化チタン)、シリカ及びアルミナによ
って代表されるようなチタン、珪素又はアルミニウムで
ある無機金属酸化物である。
広義には非導電性顔料無機金属酸化物からなる基体材料
と、その顔料無機金属酸化物基体に接着した後に述べる
ような導電性重合体とを有する複合体材料からなる。一
般に、基体材料は、今まで極めて多種類の用途で顔料、
充填剤、増量剤等としての用いられてきたどのような非
導電性無機金属酸化物からなっていてもよい、しかし典
型的には、本発明の顔料複合体で基体材料として有用な
非導電性無機金属酸化物は、金属成分が元素周期律表第
UA、II[A、■A、及びl’l/B族から選択され
た無機金属酸化物である。これら無機金属酸化物中の金
属成分の代表的な例には、例えばストロンチウム、チタ
ン、ジルコニウム、アルミニウム、ガリウム、珪素、ゲ
ルマニウム等が含まれるがそれらに限定されるものでは
ない、好ましい基体材料は、金属成分が金属酸化物、チ
タニア(即ち二酸化チタン)、シリカ及びアルミナによ
って代表されるようなチタン、珪素又はアルミニウムで
ある無機金属酸化物である。
本発明の導電性顔料複合体中の基体材料として用いるの
に特に好ましい非導電性無機金属酸化物は、顔料二酸化
チタン、特にルチル結晶構造を有する二酸化チタンであ
る。結晶構造がアナターゼでも、ルチルでも、二酸化チ
タンは、ペイント、紙及び紙被覆、プラスチック、ゴム
、床板等を含めた現代の工業的用途で用いられている一
つの最も重要な白色剤であることは知られている。
に特に好ましい非導電性無機金属酸化物は、顔料二酸化
チタン、特にルチル結晶構造を有する二酸化チタンであ
る。結晶構造がアナターゼでも、ルチルでも、二酸化チ
タンは、ペイント、紙及び紙被覆、プラスチック、ゴム
、床板等を含めた現代の工業的用途で用いられている一
つの最も重要な白色剤であることは知られている。
本発明の導電性顔料複合体中の基体材料として用いられ
る特別な非導電性無機金属酸化物とけ無関係に、そのよ
うな無機金属酸化物は顔料用の大きさをもっているであ
ろう0例えば、無機金属酸化物基体は、約0.1〜約0
.4μ、好ましくは約0.2〜約0.3μの粒径範囲の
粒子又は結晶子からなるのが典型的である。
る特別な非導電性無機金属酸化物とけ無関係に、そのよ
うな無機金属酸化物は顔料用の大きさをもっているであ
ろう0例えば、無機金属酸化物基体は、約0.1〜約0
.4μ、好ましくは約0.2〜約0.3μの粒径範囲の
粒子又は結晶子からなるのが典型的である。
広義には、本発明の導電性顔料複合体中の基体材料を構
成する非導電性無機金属酸化物は、顔料複合体の全重量
の約50〜約99.9重量%を占めるであろう、しかし
、特に良好な電気伝導度は、無機金属酸化物基体材料が
複合体の全重量の約90〜約99重量%を占める顔料複
合体で観察されている。
成する非導電性無機金属酸化物は、顔料複合体の全重量
の約50〜約99.9重量%を占めるであろう、しかし
、特に良好な電気伝導度は、無機金属酸化物基体材料が
複合体の全重量の約90〜約99重量%を占める顔料複
合体で観察されている。
上で述べた如く、本発明の導電性顔料複合体は、顔料無
機金属酸化物の基体材料の他に更にその基体材料の表面
に接着した導電性重合体材料を含む。
機金属酸化物の基体材料の他に更にその基体材料の表面
に接着した導電性重合体材料を含む。
導電性重合体材料は、その重合体材料のバックボーン即
ち主鎖に沿った共役二重結合及びラジカルイオンを有す
ることを特徴とする数多くの既知の導電性有機重合体材
料の何れからなっていてもよい。これらの重合体材料は
、更にそれらのラジカルイオンに伴われた対イオン(c
ounter 1on)又はドープ剤(dopant)
イオンを任意に含んで〜することを特徴としていてもよ
い。
ち主鎖に沿った共役二重結合及びラジカルイオンを有す
ることを特徴とする数多くの既知の導電性有機重合体材
料の何れからなっていてもよい。これらの重合体材料は
、更にそれらのラジカルイオンに伴われた対イオン(c
ounter 1on)又はドープ剤(dopant)
イオンを任意に含んで〜することを特徴としていてもよ
い。
一般に、上述の特徴を有する導電性有機重合体材料は、
ピロール、チオフェン、アニリン、それらの置換誘導体
又は類似体からなる群から選択された五員環及び六員環
単量体の化学的酸化重合により製造された有機重合体か
らなるのが典型的である。置換誘導体又は類似体には、
炭素及び窒素位置が置換されたピロール及びアニリン単
量体、及び炭素位置が置換されたチオフェン単量体の両
方が含まれる。置換されたピロール、アニリン及びチオ
フェン誘導体又は類似体には、一つ以上のアルキル、ア
ルコキシ、アリール、アリールオキシ、アミノ、アルキ
ルアミノ、又はアリールアミノ置換基を有するピロール
、アニリン、及びチオフェンが含まれる1本発明の導電
性顔料複合体を製造するのに有用な前記ピロール、チオ
フェン、及びアニリン単量体の誘導体又は類似体の代表
的な例には、例えば次のものが含まれるが、それらに限
定されるものではない:2−メチルピロール、2−エチ
ルピロール、2−イソプロピルピロール、3メチルピロ
ール、3.4−ジメチルピロール、3.5−ジメチルピ
ロール、3−n−ブトキシピロール、2−フェニルピロ
ール、3−トリルピロール、3−メトキシピロール、3
−フェノキシピロール、3−アミノピロール、3−ジエ
チルアミノピロール等の如き炭素位置置換ピロール;N
−メチルピロール、N−フェニルピロール、N−メチル
−3−メチルピロール等の如き窒素位置置換ピロール;
メチルアニリン、n−プロピルアニリン、フェニルアニ
リン、アミノアニリン、ジフェニルアミノアニリン、メ
チルフェニルアミノアニリン、等の如き炭素位置置換ア
ニリン単量体;N−メチルアニリン、N、N−ジメチル
−アニリン、N−イソプロピルアニリン、エチルベンジ
ルアニリン等の如き窒素位置置換アニリン単量体;3−
メチルチオフェン、3−n−ブチルチオフェン、2−メ
トキシチオフェン、3−n〜ブトキシチオフェン、3−
フェニルチオフェン、3−アミノ−チオフェン、2−ジ
メチルアミノチオフェン、3−フェニル−アミノチオフ
ェン等の如き炭素位置置換チオフェン単量体0本発明の
顔料複合体の接着性外殻又は膜として用いるのに適した
上記代表的環式有機重合体材料の中で、置換されていな
いピロール及び置換されていないアニリン単量体が好ま
しい。
ピロール、チオフェン、アニリン、それらの置換誘導体
又は類似体からなる群から選択された五員環及び六員環
単量体の化学的酸化重合により製造された有機重合体か
らなるのが典型的である。置換誘導体又は類似体には、
炭素及び窒素位置が置換されたピロール及びアニリン単
量体、及び炭素位置が置換されたチオフェン単量体の両
方が含まれる。置換されたピロール、アニリン及びチオ
フェン誘導体又は類似体には、一つ以上のアルキル、ア
ルコキシ、アリール、アリールオキシ、アミノ、アルキ
ルアミノ、又はアリールアミノ置換基を有するピロール
、アニリン、及びチオフェンが含まれる1本発明の導電
性顔料複合体を製造するのに有用な前記ピロール、チオ
フェン、及びアニリン単量体の誘導体又は類似体の代表
的な例には、例えば次のものが含まれるが、それらに限
定されるものではない:2−メチルピロール、2−エチ
ルピロール、2−イソプロピルピロール、3メチルピロ
ール、3.4−ジメチルピロール、3.5−ジメチルピ
ロール、3−n−ブトキシピロール、2−フェニルピロ
ール、3−トリルピロール、3−メトキシピロール、3
−フェノキシピロール、3−アミノピロール、3−ジエ
チルアミノピロール等の如き炭素位置置換ピロール;N
−メチルピロール、N−フェニルピロール、N−メチル
−3−メチルピロール等の如き窒素位置置換ピロール;
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リン、アミノアニリン、ジフェニルアミノアニリン、メ
チルフェニルアミノアニリン、等の如き炭素位置置換ア
ニリン単量体;N−メチルアニリン、N、N−ジメチル
−アニリン、N−イソプロピルアニリン、エチルベンジ
ルアニリン等の如き窒素位置置換アニリン単量体;3−
メチルチオフェン、3−n−ブチルチオフェン、2−メ
トキシチオフェン、3−n〜ブトキシチオフェン、3−
フェニルチオフェン、3−アミノ−チオフェン、2−ジ
メチルアミノチオフェン、3−フェニル−アミノチオフ
ェン等の如き炭素位置置換チオフェン単量体0本発明の
顔料複合体の接着性外殻又は膜として用いるのに適した
上記代表的環式有機重合体材料の中で、置換されていな
いピロール及び置換されていないアニリン単量体が好ま
しい。
上記ピロール、チオフェン、及びアニリン単量体、及び
それらの置換誘導体又は類似体は、原子価を変えること
ができる金属イオンを含む化学的酸化剤を含めた、導電
性重合体の重合及び製造を果たすことが知られている化
学的酸化剤の何れかを用いて重合することができる。広
義には、これらの化学的酸化剤には、米国特許第4,2
04,216号、第4,222,903号、第4,52
1.450号、第4,604,427号、第4,617
,228号、第4,780,246号、第4,795,
687号、及び第4,803,0.96号(それらの教
示は、そのような化学的酸化剤に関連しているので、そ
れらの全体に亘って参考のためここに入れである)に記
載されているような種々の金属及び非金属含有化合物の
何れでも含まれるであろう、金属化学的酸化剤の代表的
な例には、例えばF eCIz、F ez(S O4)
)、K 3[F e(CN )s]、Ce(S○、)2
、Cry、、H3P O4・12M 002、CuC1
2、A g N Os、等の如き多価金属イオンの化合
物が含まれる。そのような化合物の中では、第二鉄イオ
ンを含有する化合物が好ましい0本発明の導電性顔料複
合体を製造するのに用いるのに適した非金属化学的酸化
剤には、硝酸塩、キノン、過酸化物、過酸、過硫酸塩、
過硼酸塩、過マンガン酸塩、過塩素酸塩、クロム酸塩等
の如き化合物が含まれる。これら非金属酸化剤の代表的
な例には、硝酸、1,4〜ベンゾキノン、過酸化水素、
ペルオキシ酢酸、過硫酸アンモニウム、過硼酸アンモニ
ウム等が含まれる。更に、前述の非金属化学的酸化剤の
ナトリウム、カリウム、及びリチウムの塩の如き、アル
キル金属塩を用いることもできる。
それらの置換誘導体又は類似体は、原子価を変えること
ができる金属イオンを含む化学的酸化剤を含めた、導電
性重合体の重合及び製造を果たすことが知られている化
学的酸化剤の何れかを用いて重合することができる。広
義には、これらの化学的酸化剤には、米国特許第4,2
04,216号、第4,222,903号、第4,52
1.450号、第4,604,427号、第4,617
,228号、第4,780,246号、第4,795,
687号、及び第4,803,0.96号(それらの教
示は、そのような化学的酸化剤に関連しているので、そ
れらの全体に亘って参考のためここに入れである)に記
載されているような種々の金属及び非金属含有化合物の
何れでも含まれるであろう、金属化学的酸化剤の代表的
な例には、例えばF eCIz、F ez(S O4)
)、K 3[F e(CN )s]、Ce(S○、)2
、Cry、、H3P O4・12M 002、CuC1
2、A g N Os、等の如き多価金属イオンの化合
物が含まれる。そのような化合物の中では、第二鉄イオ
ンを含有する化合物が好ましい0本発明の導電性顔料複
合体を製造するのに用いるのに適した非金属化学的酸化
剤には、硝酸塩、キノン、過酸化物、過酸、過硫酸塩、
過硼酸塩、過マンガン酸塩、過塩素酸塩、クロム酸塩等
の如き化合物が含まれる。これら非金属酸化剤の代表的
な例には、硝酸、1,4〜ベンゾキノン、過酸化水素、
ペルオキシ酢酸、過硫酸アンモニウム、過硼酸アンモニ
ウム等が含まれる。更に、前述の非金属化学的酸化剤の
ナトリウム、カリウム、及びリチウムの塩の如き、アル
キル金属塩を用いることもできる。
一般に、上述の非金属化学的酸化剤の何れかを用いてこ
こに記載した五員環及び六員環単量体材料の重合を行な
う場合、上記非金属酸化剤と一緒に対イオン又はドープ
剤イオンを使用することも好ましい、これに関し、例え
ば沃化物イオン、塩化物イオン及び過塩素酸イオンを含
めた種々の対イオンを用いることができる。これらのイ
オンは、元素状沃素(■2)、塩酸(MCI)及び過塩
素酸水素(HCIO,)の如き源から得ることができる
。他の有用な対イオン又はドープ剤イオンには、硫酸イ
オン(S O4”)、重硫酸イオン(H804−)、過
塩素酸イオン(CIO,−)、フルオロ硼酸イオン(B
F 、−)、ヘキサフルオロ燐酸イオン(PF6−)
、ヘキサフルオロ砒酸イオン(AsFs−)、及びヘキ
サフルオロアンチモン酸イオン(S bF 、−)が含
まれる。そのような対イオン又はドープ剤イオンを与え
ることができる化合物の例には、例えば硫酸、vi酸ナ
トリウム、硫酸水素ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、
フルオロ硼酸アンモニウム、ヘキサフルオロ砒酸水素等
が含まれる。
こに記載した五員環及び六員環単量体材料の重合を行な
う場合、上記非金属酸化剤と一緒に対イオン又はドープ
剤イオンを使用することも好ましい、これに関し、例え
ば沃化物イオン、塩化物イオン及び過塩素酸イオンを含
めた種々の対イオンを用いることができる。これらのイ
オンは、元素状沃素(■2)、塩酸(MCI)及び過塩
素酸水素(HCIO,)の如き源から得ることができる
。他の有用な対イオン又はドープ剤イオンには、硫酸イ
オン(S O4”)、重硫酸イオン(H804−)、過
塩素酸イオン(CIO,−)、フルオロ硼酸イオン(B
F 、−)、ヘキサフルオロ燐酸イオン(PF6−)
、ヘキサフルオロ砒酸イオン(AsFs−)、及びヘキ
サフルオロアンチモン酸イオン(S bF 、−)が含
まれる。そのような対イオン又はドープ剤イオンを与え
ることができる化合物の例には、例えば硫酸、vi酸ナ
トリウム、硫酸水素ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、
フルオロ硼酸アンモニウム、ヘキサフルオロ砒酸水素等
が含まれる。
上述の環式単量体材料を重合するのに有用な成る材料は
、酸化剤としての機能を与えるのみならず、対イオン又
はドープ剤イオンを与える働きをすることができる。そ
のような二重の目的を果たす材料の代表的例には、フル
オロ硼酸塩等があるが、それらに限定されるものではな
い。
、酸化剤としての機能を与えるのみならず、対イオン又
はドープ剤イオンを与える働きをすることができる。そ
のような二重の目的を果たす材料の代表的例には、フル
オロ硼酸塩等があるが、それらに限定されるものではな
い。
本発明の顔料複合体を製造することに関して、そのよう
な製造は、顔料無機金属酸化物基体材料の水性スラリー
を用いて容易に行なうことができることが見出だされて
いる。広義には、そのようなスラリーは、スラリーの全
重量に基づいて水性媒体中に懸濁した顔料金属酸化物基
体材料を約1〜約50重景%、好ましくは約10〜約3
5重量%含むであろう0本発明の好ましい態様として、
顔料金属酸化物基体材料がよく知られた四塩化チタンの
気相酸化によって製造された顔料ルチル二酸化チタンで
ある場合、そのようなスラリーは、原料二酸化チタン生
成物の湿式粉砕及び水篩から得られた工程(in−pr
ocess)スラリー流からなるのが便利である。「原
料二酸化チタン生成物」とは、粉砕され、分粒された顔
料二酸化チタンであるが、その表面がシリカの如き水和
金属酸化物被覆をもたないものであることを意味する。
な製造は、顔料無機金属酸化物基体材料の水性スラリー
を用いて容易に行なうことができることが見出だされて
いる。広義には、そのようなスラリーは、スラリーの全
重量に基づいて水性媒体中に懸濁した顔料金属酸化物基
体材料を約1〜約50重景%、好ましくは約10〜約3
5重量%含むであろう0本発明の好ましい態様として、
顔料金属酸化物基体材料がよく知られた四塩化チタンの
気相酸化によって製造された顔料ルチル二酸化チタンで
ある場合、そのようなスラリーは、原料二酸化チタン生
成物の湿式粉砕及び水篩から得られた工程(in−pr
ocess)スラリー流からなるのが便利である。「原
料二酸化チタン生成物」とは、粉砕され、分粒された顔
料二酸化チタンであるが、その表面がシリカの如き水和
金属酸化物被覆をもたないものであることを意味する。
典型的には、そのような工程スラリー流は、そのスラリ
ー流の全重量に基づき前記原料二酸化チタンを約20〜
約35重量%含むであろう。
ー流の全重量に基づき前記原料二酸化チタンを約20〜
約35重量%含むであろう。
−mに、上述した化学的酸化剤材料は、そのまま又は水
溶液の形で顔料金属酸化物基体材料の水性スラリーに添
加することができる。水溶液として用いた場合、そのよ
うな溶液中の化学的酸化剤材料の濃度は、約0.001
〜約2.0モル、好ましくは約0.05〜約1.2モル
の範囲にあるであろう、用いられた特定の化学的酸化剤
材料が非金属酸化剤である場合、水性酸化剤溶液は、前
記化学的酸化剤材料の他に対イオン又はドープ剤イオン
源を更に含むことができる。本発明のこの態様として、
水性酸化剤溶液中に約0.002〜約4.0モル、好ま
しくは約0.05〜約1.2モルの対イオン又はドープ
剤イオン濃度を与えるのに充分な量の前記対イオン又は
ドープ剤イオン源が配合されるであろう0本発明の別の
態様として、前記水性化学的酸化剤溶液とは別のドープ
剤水溶液の形で、そのような対イオン又はドープ剤イオ
ン源を用いることができる。
溶液の形で顔料金属酸化物基体材料の水性スラリーに添
加することができる。水溶液として用いた場合、そのよ
うな溶液中の化学的酸化剤材料の濃度は、約0.001
〜約2.0モル、好ましくは約0.05〜約1.2モル
の範囲にあるであろう、用いられた特定の化学的酸化剤
材料が非金属酸化剤である場合、水性酸化剤溶液は、前
記化学的酸化剤材料の他に対イオン又はドープ剤イオン
源を更に含むことができる。本発明のこの態様として、
水性酸化剤溶液中に約0.002〜約4.0モル、好ま
しくは約0.05〜約1.2モルの対イオン又はドープ
剤イオン濃度を与えるのに充分な量の前記対イオン又は
ドープ剤イオン源が配合されるであろう0本発明の別の
態様として、前記水性化学的酸化剤溶液とは別のドープ
剤水溶液の形で、そのような対イオン又はドープ剤イオ
ン源を用いることができる。
そのような場合、これらの別のドープ剤溶液は、上に記
載したのと同じ濃度の対イオン又はドープ剤イオン源を
含んでいるであろう。
載したのと同じ濃度の対イオン又はドープ剤イオン源を
含んでいるであろう。
基体材料、即ち無機顔料金属酸化物を含む水性スラリー
に添加される上記酸化剤水溶液の量は、広く変えること
ができる。典型的には、添加される前記酸化剤水溶液の
量は、重合されて前記スラリー中に含まれている顔料金
属酸化物材料上に付着される環式単量体材料の1モル当
り約0.1〜約5.0モル、好ましくは約0.2〜約3
.0モルの化学的酸化剤材料を水性スラリー中に与える
のに充分な量であろう。
に添加される上記酸化剤水溶液の量は、広く変えること
ができる。典型的には、添加される前記酸化剤水溶液の
量は、重合されて前記スラリー中に含まれている顔料金
属酸化物材料上に付着される環式単量体材料の1モル当
り約0.1〜約5.0モル、好ましくは約0.2〜約3
.0モルの化学的酸化剤材料を水性スラリー中に与える
のに充分な量であろう。
一般に、顔料無機金属酸化物基体材料を含む水性スラリ
ーに添加されるここに記載した重合可能な環式単量体の
量も、広い範囲に亘って変えることができる。しかし、
用いられる環式単量体の量は、顔料無機金属酸化物基体
材料の上に導電性重合体材料が付着且つ接着した複合体
生成物の全重量の約0.1〜約50重1%、好ましくは
約1〜10重量%を与えるのに充分な量であるのが典型
的であろう。
ーに添加されるここに記載した重合可能な環式単量体の
量も、広い範囲に亘って変えることができる。しかし、
用いられる環式単量体の量は、顔料無機金属酸化物基体
材料の上に導電性重合体材料が付着且つ接着した複合体
生成物の全重量の約0.1〜約50重1%、好ましくは
約1〜10重量%を与えるのに充分な量であるのが典型
的であろう。
本発明の顔料複合体材料を製造する際、環式単量体材料
、化学的酸化剤材料、及び対イオン又はドープ剤イオン
を与えることができる化合物を、懸濁顔料金属酸化物の
水性スラリーへ添加する+111序は特に限定する必要
はない。例えば、環式単量体材料を最初に水性スラリー
に添加し、次に化学的酸化剤材料を添加してもよく、或
は化学的酸化剤材料を最初に水性スラリーに添加して、
次に環式単量体材料を添加してもよい、対イオン又はド
ープ剤イオン含有化合物を使用する場合、それらは水溶
液へ、化学的酸化剤材料又は環式単量体材料の添加前、
添加後、又は同時に添加することができる。また上で述
べた如く、対イオン又はドープ剤イオン含有化合物は、
化学的酸化剤材料と一緒にしてもよく、その場合それは
化学的酸化剤材料と同時に水性スラリーに添加されるで
あろう。
、化学的酸化剤材料、及び対イオン又はドープ剤イオン
を与えることができる化合物を、懸濁顔料金属酸化物の
水性スラリーへ添加する+111序は特に限定する必要
はない。例えば、環式単量体材料を最初に水性スラリー
に添加し、次に化学的酸化剤材料を添加してもよく、或
は化学的酸化剤材料を最初に水性スラリーに添加して、
次に環式単量体材料を添加してもよい、対イオン又はド
ープ剤イオン含有化合物を使用する場合、それらは水溶
液へ、化学的酸化剤材料又は環式単量体材料の添加前、
添加後、又は同時に添加することができる。また上で述
べた如く、対イオン又はドープ剤イオン含有化合物は、
化学的酸化剤材料と一緒にしてもよく、その場合それは
化学的酸化剤材料と同時に水性スラリーに添加されるで
あろう。
化学的酸化剤材料、環式単量体材料、及び任意に顔料金
属酸化物基体材料の水性スラリー中へ導入される対イオ
ン又はドープ剤イオンの他に、化学的酸化重合過程に触
媒効果を与えるために補助的酸を水性スラリーに添加し
てもよい。そのような補助的酸には、例えばFiIL酸
、塩酸、酢酸等が含まれる、そのような補助的酸が用い
られた場合、一般にそれらは添加される化学的酸化剤1
モル当り約1〜約100モルの範囲の量で用いられるで
あろう。
属酸化物基体材料の水性スラリー中へ導入される対イオ
ン又はドープ剤イオンの他に、化学的酸化重合過程に触
媒効果を与えるために補助的酸を水性スラリーに添加し
てもよい。そのような補助的酸には、例えばFiIL酸
、塩酸、酢酸等が含まれる、そのような補助的酸が用い
られた場合、一般にそれらは添加される化学的酸化剤1
モル当り約1〜約100モルの範囲の量で用いられるで
あろう。
水性スラリー中の顔料金属酸化物基体材料上への環式単
量体材料の付着及び重合は、外囲温度で容易に行なわれ
るであろう、しかし広義には、付着及び重合は約り℃〜
約100℃の温度で行なわれ、好ましい温度は約り℃〜
約30℃の範囲にあるであろう、これらの温度で必要な
付着及び重合時間は、一般に約0.1〜約24時間の範
囲であり、好ましくは約1〜約12時間であろう。
量体材料の付着及び重合は、外囲温度で容易に行なわれ
るであろう、しかし広義には、付着及び重合は約り℃〜
約100℃の温度で行なわれ、好ましい温度は約り℃〜
約30℃の範囲にあるであろう、これらの温度で必要な
付着及び重合時間は、一般に約0.1〜約24時間の範
囲であり、好ましくは約1〜約12時間であろう。
次の実施例は、例示のために与えられているだけであり
、本発明の範囲を何等限定するものではない。
、本発明の範囲を何等限定するものではない。
実施例1
モーター駆動撹拌器を具えた開口ガラス反応容器へ、1
83i+eノ水、37i+ff1(0,51モル)の濃
(98重量%)硫酸、及び四塩化チタンの気相酸化で製
造された湿式粉砕ルチルTie、顔料50g(0,62
6モル)を入れた。約25重量%のT + 02固体含
有量を有する得られたスラリーを、約23℃の温度へ冷
却した。この冷却したスラリーへ、次に撹拌しながら2
.9g(0,011モル)の固体過硫酸カリウム及び0
.25゜(0,003モル)のアニリンを添加した。得
られた混合物の反応を12時間進行させた。その時間が
終わった時、混合物を濾過し、基体材料として98重量
%のTie、及びそれに接着した導電性重合体材料とし
て2.0重量%のポリアニリンからなる回収された顔料
複合体生成物を蒸留水で洗浄し、50℃の温度で24時
間乾燥した。
83i+eノ水、37i+ff1(0,51モル)の濃
(98重量%)硫酸、及び四塩化チタンの気相酸化で製
造された湿式粉砕ルチルTie、顔料50g(0,62
6モル)を入れた。約25重量%のT + 02固体含
有量を有する得られたスラリーを、約23℃の温度へ冷
却した。この冷却したスラリーへ、次に撹拌しながら2
.9g(0,011モル)の固体過硫酸カリウム及び0
.25゜(0,003モル)のアニリンを添加した。得
られた混合物の反応を12時間進行させた。その時間が
終わった時、混合物を濾過し、基体材料として98重量
%のTie、及びそれに接着した導電性重合体材料とし
て2.0重量%のポリアニリンからなる回収された顔料
複合体生成物を蒸留水で洗浄し、50℃の温度で24時
間乾燥した。
力で円筒状ペレットへ圧搾し、そのペレットをデジタル
マルティメーター(multi糟eter)を用いて試
験した。顔料複合体生成物の導電率は、4×10−4Ω
−IC,−1であることが決定された。
マルティメーター(multi糟eter)を用いて試
験した。顔料複合体生成物の導電率は、4×10−4Ω
−IC,−1であることが決定された。
実施例2
実施例1で用いたのと同様なモーター駆動撹拌器を具え
た開口ガラス反応容器を用い、実施例1で用いたのと同
じ顔料Ti0□50g(0,826モル)及び220z
lの水からなるスラリーを調製した。22重量%のTi
O□固体含有量を有するこのスラリーのpHを、約4
xi’(0,043モル)の濃硫酸をそれに添加するこ
とにより1.5のpHへ調節した。スラリーを約23℃
の温度へ冷却した後、固体過硫酸カリウム14.5g(
0,054モル)及びアニリン5.0g(0,054モ
ル)を添加した。得られたスラリー混合物の撹拌を12
時間続け、顔料T i Of上へのアニリン単量体の完
全な付着及び重合を行わせた0反応したスラリー混合物
をV過し、回収された顔料複合体生成物を蒸留水で洗浄
し、最後に50℃で24時間乾燥した。
た開口ガラス反応容器を用い、実施例1で用いたのと同
じ顔料Ti0□50g(0,826モル)及び220z
lの水からなるスラリーを調製した。22重量%のTi
O□固体含有量を有するこのスラリーのpHを、約4
xi’(0,043モル)の濃硫酸をそれに添加するこ
とにより1.5のpHへ調節した。スラリーを約23℃
の温度へ冷却した後、固体過硫酸カリウム14.5g(
0,054モル)及びアニリン5.0g(0,054モ
ル)を添加した。得られたスラリー混合物の撹拌を12
時間続け、顔料T i Of上へのアニリン単量体の完
全な付着及び重合を行わせた0反応したスラリー混合物
をV過し、回収された顔料複合体生成物を蒸留水で洗浄
し、最後に50℃で24時間乾燥した。
基体材料として94重量%のルチルTiO□及びそれに
接着した導電性重合体材料として6重量%のポリアニリ
ンからなる上で調製された複合体生成物の伝導度を、0
.2gの複合体生成物からなる圧搾ベレットを用いて決
定した。この粒状複合体生成物の導電率は、6.5X
10−”Ω−1cJII−1であることが分かった。
接着した導電性重合体材料として6重量%のポリアニリ
ンからなる上で調製された複合体生成物の伝導度を、0
.2gの複合体生成物からなる圧搾ベレットを用いて決
定した。この粒状複合体生成物の導電率は、6.5X
10−”Ω−1cJII−1であることが分かった。
実施例3
本発明の別の顔料複合体材料を次の如く調製した: T
iC+4の気相酸化で製造された湿式粉砕ルチルT
io 225y(0,313モル)と水680からなる
スラリーをガラス反応容器中で形成した0次にこのスラ
リーを二つの同じ部分に分けた。一つの部分に2.5g
(0,037モル)のピロールを添加し、他の部分に3
0.5y(0,120モル)の固体過塩素酸鉄を添加し
た。各部分を0℃の温度へ冷却し、反応容器中で再び一
緒にし、一つの混合物を形成した。その混合物を23℃
の温度で12時間温めた。この時間中混合物を撹拌し続
けた。その時間が終わった時、混合物を濾過し、回収さ
れた複合体生成物を蒸留水で洗浄し、50℃の温度で2
4時間乾燥した。
iC+4の気相酸化で製造された湿式粉砕ルチルT
io 225y(0,313モル)と水680からなる
スラリーをガラス反応容器中で形成した0次にこのスラ
リーを二つの同じ部分に分けた。一つの部分に2.5g
(0,037モル)のピロールを添加し、他の部分に3
0.5y(0,120モル)の固体過塩素酸鉄を添加し
た。各部分を0℃の温度へ冷却し、反応容器中で再び一
緒にし、一つの混合物を形成した。その混合物を23℃
の温度で12時間温めた。この時間中混合物を撹拌し続
けた。その時間が終わった時、混合物を濾過し、回収さ
れた複合体生成物を蒸留水で洗浄し、50℃の温度で2
4時間乾燥した。
前の実施例と同じように、基体材料として90重I%の
ルチルTi0z及びそれに接着した導電性材料として1
0重量%のポリピロールからなる乾燥生成物を円筒状ペ
レット(0,2gの生成物を含む)へ圧搾し、その生成
物の電気伝導度を決定するため試験した。この実施例の
複合体生成物の導電率は、4.5xLO−’Ω−1c
z −1であることが分がっな。
ルチルTi0z及びそれに接着した導電性材料として1
0重量%のポリピロールからなる乾燥生成物を円筒状ペ
レット(0,2gの生成物を含む)へ圧搾し、その生成
物の電気伝導度を決定するため試験した。この実施例の
複合体生成物の導電率は、4.5xLO−’Ω−1c
z −1であることが分がっな。
実施例4
撹拌器を具えた208.2j7(55ガロン)の反応器
へ、上の実施例に記載した顔料T io 22268g
、167Nの水、及び833i+1の濃(36重量%)
塩酸を入れた。塩酸は、得られたスラリーの安定化を助
けるために入れた。スラリーの調製は約23℃の外囲温
度で行なわれた。このスラリーへ、撹拌しながら227
gのピロールを添加した。ピロールを含むスラリーの撹
拌を15分間続け、その時に51の水に1260.の無
水塩化第二鉄を溶解した水溶液を5分間に亘って撹拌ス
ラリー中に導入した。得られた混合物の撹拌を更に1時
間続け、その後で混合物を一過し、回収された顔料複合
体生成物を蒸留水で洗浄し、次に110℃の温度で完全
に乾燥した。この実施例で製造された、基体材料として
93重量%のTiO2及びそれに接着した導電性材料と
して7重量%のポリピロールからなる乾燥した複合体生
成物は、2X10−’Ω−10z −1の導電率を示し
ていた。
へ、上の実施例に記載した顔料T io 22268g
、167Nの水、及び833i+1の濃(36重量%)
塩酸を入れた。塩酸は、得られたスラリーの安定化を助
けるために入れた。スラリーの調製は約23℃の外囲温
度で行なわれた。このスラリーへ、撹拌しながら227
gのピロールを添加した。ピロールを含むスラリーの撹
拌を15分間続け、その時に51の水に1260.の無
水塩化第二鉄を溶解した水溶液を5分間に亘って撹拌ス
ラリー中に導入した。得られた混合物の撹拌を更に1時
間続け、その後で混合物を一過し、回収された顔料複合
体生成物を蒸留水で洗浄し、次に110℃の温度で完全
に乾燥した。この実施例で製造された、基体材料として
93重量%のTiO2及びそれに接着した導電性材料と
して7重量%のポリピロールからなる乾燥した複合体生
成物は、2X10−’Ω−10z −1の導電率を示し
ていた。
実施例5
本発明の更に別の導電性顔料複合体を次の如く製造した
: 191(5ガロン)の反応容器中で、850gの湿
式粉砕ルチルT i O2顔料を51の水の中に入れて
スラリーにした。このスラリーに500gの固体塩化第
二鉄六水和物を添加した。この酸化剤を含むスラリーの
撹拌を0.5時間継続し、酸化剤が完全に溶解するよう
にした。この時間が終わった時、67.1.のピロール
をスラリーに添加し、混合物を撹拌を続けながら更に1
時間反応させた1反応器合物を最後に一過し、基体材料
として94重量%の顔料ルチルTie、及びそれに接着
した導電性材料として6重量%のポリピロールからなる
回収された顔料複合体生成物を蒸留水で洗浄し、110
”Cの温度で乾燥した。前の実施例に記載した形の複合
体生成物のペレットを同じやり方で試験すると、この生
成物は1.0Ω”’ I c m −1の導電率を有す
ることを示していた。
: 191(5ガロン)の反応容器中で、850gの湿
式粉砕ルチルT i O2顔料を51の水の中に入れて
スラリーにした。このスラリーに500gの固体塩化第
二鉄六水和物を添加した。この酸化剤を含むスラリーの
撹拌を0.5時間継続し、酸化剤が完全に溶解するよう
にした。この時間が終わった時、67.1.のピロール
をスラリーに添加し、混合物を撹拌を続けながら更に1
時間反応させた1反応器合物を最後に一過し、基体材料
として94重量%の顔料ルチルTie、及びそれに接着
した導電性材料として6重量%のポリピロールからなる
回収された顔料複合体生成物を蒸留水で洗浄し、110
”Cの温度で乾燥した。前の実施例に記載した形の複合
体生成物のペレットを同じやり方で試験すると、この生
成物は1.0Ω”’ I c m −1の導電率を有す
ることを示していた。
上記実施例は、固体状態、又は例えば水のような水性媒
体に溶解した溶液として、種々の酸化剤を用いた本発明
の導電性顔料複合体の製造を例示している。得られた顔
料複合体生成物は、特にそれら複合体の基になっている
基体材料に比較して一層大きな電気伝導度を示しており
、それら基体材料、即ち前述の顔料無機金属酸化物、特
に顔料ルチル二酸化チタンは、典型的には本質的に非伝
導性又は絶縁性であることを特徴とするものである0本
発明の顔料複合体材料は電気伝導性をもつために、ペイ
ント、プラスチック等中の顔料及び充填剤の如き広範な
種類の用途の他、例えば電極、太陽電池、電磁波吸収装
置等の如き種々の電気及び(又は)電子部品の製造で利
用できるものである。
体に溶解した溶液として、種々の酸化剤を用いた本発明
の導電性顔料複合体の製造を例示している。得られた顔
料複合体生成物は、特にそれら複合体の基になっている
基体材料に比較して一層大きな電気伝導度を示しており
、それら基体材料、即ち前述の顔料無機金属酸化物、特
に顔料ルチル二酸化チタンは、典型的には本質的に非伝
導性又は絶縁性であることを特徴とするものである0本
発明の顔料複合体材料は電気伝導性をもつために、ペイ
ント、プラスチック等中の顔料及び充填剤の如き広範な
種類の用途の他、例えば電極、太陽電池、電磁波吸収装
置等の如き種々の電気及び(又は)電子部品の製造で利
用できるものである。
本発明の導電性顔料複合体材料を、好ましい態様と考え
られるものに関して記述してきたが、本発明の範囲及び
本質から離れることなく修正及び変化をそれに加えるこ
とができることは分かるであろう。
られるものに関して記述してきたが、本発明の範囲及び
本質から離れることなく修正及び変化をそれに加えるこ
とができることは分かるであろう。
代 理 人
浅村
皓
Claims (13)
- (1)(a)非導電性顔料金属酸化物からなる基体材料
、及び (b)前記基体材料に接着した導電性重合体材料、 からなり、然も約1×10^−^1^0〜約1×10^
2Ω^−^1cm^−^1の範囲の導電率を有すること
を特徴とする導電性顔料複合体。 - (2)基体材料が金属酸化物からなり、然も、その金属
成分が元素周期律表第IIA、IIIA、IVA、及びIVB族
からなる群から選択されている請求項1に記載の導電性
複合体。 - (3)金属がチタンであり、金属酸化物が二酸化チタン
である請求項2に記載の導電性複合体。 - (4)基体材料が、顔料複合体の全重量の約50〜99
.9重量%を占める請求項1に記載の導電性複合体。 - (5)基体材料が約0.1〜約0.4μの範囲の大きさ
の粒子からなる請求項1に記載の導電性複合体。 - (6)基体材料に接着した導電性重合体材料が、ピロー
ル、チオフェン、アニリン、及びそれらの置換誘導体か
らなる群から選択された少なくとも一種類の環式単量体
の化学的酸化重合により製造された単独重合体又は共重
合体からなる請求項1に記載の導電性複合体。 - (7)置換誘導体が、炭素位置でアルキル、アルコキシ
、アリール、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ
、アリールアミノ基で置換され、窒素位置でアルキル又
はアリール基で置換されたピロール、チオフェン、及び
アニリンからなる請求項6に記載の導電性複合体。 - (8)基体材料に接着した導電性重合体材料が、顔料複
合体の全重量の約0.1〜約50重量%を占める請求項
6に記載の導電性複合体。 - (9)導電性顔料複合体において、 (a)前記顔料複合体の全重量に基づき約0.1〜約5
0重量%の非導電性顔料二酸化チタン顔料からなる基体
材料、及び (b)前記基体材料に接着した導電性重合体材料で、ピ
ロール、チオフェン、アニリン、及びそれらの置換誘導
体からなる群から選択された少なくとも一種類の単量体
材料の化学的酸化重合により製造された単独重合体又は
共重合体からなる導電性重合体材料、 からなり、然も約1×10^−^5〜約1×10^2Ω
^−^1cm^−^1の範囲の導電率を有することを更
に特徴とする導電性顔料複合体。 - (10)非導電性顔料二酸化チタンの基体材料が、顔料
複合体の全重量の約90〜99重量%を占める請求項9
に記載の導電性複合体。 - (11)非導電性顔料二酸化チタンの基体材料が約0.
2〜約0.3μの範囲の大きさの粒子からなる請求項9
に記載の導電性複合体。 - (12)非導電性顔料二酸化チタンの基体材料に接着し
た導電性重合体材料が、化学的酸化重合されたピロール
単独重合体からなる請求項9に記載の導電性複合体。 - (13)ピロール単独重合体が、顔料複合体の全重量の
約1〜約10重量%を占める請求項12に記載の導電性
複合体。
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CN1294210C (zh) * | 2004-10-28 | 2007-01-10 | 复旦大学 | 一种热敏有机无机复合粉及其制备方法 |
CN103408966B (zh) * | 2013-07-09 | 2014-08-20 | 吴江市冰心文教用品有限公司 | 一种具有良好耐热性的荧光颜料 |
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CN107400383B (zh) * | 2016-05-19 | 2019-08-02 | 福建坤彩材料科技股份有限公司 | 一种直接用于静电粉末喷涂珠光颜料及其制备方法 |
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DE3321281A1 (de) * | 1982-06-22 | 1983-12-22 | ASEA AB, 72183 Västerås | Verfahren zur erhoehung der elektrischen leitfaehigkeit impraegnierbarer materialien |
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- 1990-06-06 ZA ZA904350A patent/ZA904350B/xx unknown
- 1990-06-20 CA CA 2019386 patent/CA2019386A1/en not_active Abandoned
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- 1990-08-10 JP JP21361090A patent/JPH0662887B2/ja not_active Expired - Lifetime
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