JPH0426514A - 板状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、導電性を有する板状の酸化亜鉛の製造方法に
関する 〔従来の技術二 板状の水酸化亜鉛の製造方法は、これまでに知られてい
るっ例えば、特開昭５３−８２６９８号公報には、硫酸
亜鉛などのｐＨが３．５〜６．０の酸性水溶液を５０〜
１００℃の温度に加熱しながらアルカリを徐々に加える
とｐＨ４，０〜６．５の間で板状結晶が析出しはじめる
ことが開示されている。又、特開昭５４−３５１９８号
公報には、硫酸亜鉛と尿素の混合溶液を８０〜１００℃
の温度の熱水中に滴下して、酸性領域で板状の水酸化亜
鉛の結晶を析出させる方法が開示されている。

一方、酸化亜鉛に共沈法により導電性を付与する方法は
公知であり、例えば特開昭５６−６９２６６号公報には
、酸化亜鉛に対して０．０１〜５６０モル％のアルミニ
ウムなどを加えた水溶液にアルカリを加えて中和するこ
とにより共沈により沈殿物を得、これを窒素雰囲気中で
６００〜１０００℃で焼成して微粉末状導電性酸化亜鉛
を得る方法が開示されている。

しかしながら、板状で、かつ導電性を有する酸化亜鉛の
製造方法は知みれていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は、形状が板状であり、かつ導電性を有
する酸化亜鉛を効率よく製造できる方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、２ｎイオンと導電性を付与するための金属イ
オンを含む水溶液に酸を加えて特定のｐＨの均一溶液を
調製した後、ここに塩基を加えるとともに特定の酸性ｐ
Ｈとし、次いで加熱して酸化亜鉛前駆体を沈殿させ、こ
れを還元性雰囲気下で焼成すると長径／厚さが１０〜１
０００の板状導電性酸化亜鉛が効率よく製造できるとの
知見ｊこ基づし）でなされたのである。

すなわち、本発明は、ｌｎイオンを０．５〜２．０モル
含有し、かつ３価及び／又は４価の金員原子をＺｎ原子
１モル当り０．０００１〜０．１モル含有するｐＨが０
，５〜２．０の水溶液を調製した後、この水溶液に亜鉛
原子１モル当り０．１〜４．０モルの塩基を加え、かつ
該水溶液のｐＨを４．０〜６．５に調整し、次いで８０
〜１００℃に加熱して沈殿物を形成させた後、該沈殿物
を還元性雰囲気下６００〜１０００℃で焼成することを
特徴とする板状導電性酸化亜鉛の製造方法を提供する。

本発明では、２ｎイオン供給化合物として種々の化合物
を用いることができるが、水溶性２ｎ塩、例えば塩化亜
鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛などを用いるのが好ましい。又
、３価及び／又は４価の金員原子を供給する化合物とし
ては、あるＡβ、Ｇｅ、　Ｇａ。

５ｎＳＩｎなどの３価又は４価の金属の酸化物又は塩類
などの水溶性化合物を用いるのが好ましい。このうち＾
ｌ化合物を用いるのが好ましい。

本発明では、上記化合物を水に溶解し、酸、例えば塩酸
、硫酸又は硝酸を加えて、液のｐＨを０．５〜２．０に
調整し、上記金属イオンが均一に溶解した水溶液を調製
する。尚、本発明では、Ｚｎ化合物、３価及び／又は４
価の金属の化合物として水不溶性のものを用い、酸を加
えることによって溶解させてもよい。この際、酸をＺｎ
原子当り０．０００４〜０．４モル、好ましくは０．０
０４〜０．１モル加えるのがよい。本発明では、このよ
うにして、Ｚｎイオン濃度が０．５〜２．０モル、好ま
しくは０．６〜１．５モルであり、かつ３価及び／又は
４価の金属イオンをＺｎ原子１モル当りｏ、ｏｏｏｔ〜
Ｏ１モル、好ましくは０．００１〜０．０５モル含をす
る水溶液を調製する。

本発明では、次に０．１〜４．０モノへ好ましくは０．
５〜３モルの塩基を咳水溶液に加えて、液のｐＨを４．
０〜６，５、好ましくは４．５〜６．４に調整する。

ここで塩基としては種々のアルカリ性化合物を用いるこ
とができるが、加熱分解によりアンモニアを放出する化
合物、例えば尿素やヘキサメチレンテトラミンを用いる
のが好ましい。この溶液を１時間以上、好ましくは２〜
３時間、８０〜１００℃で加熱し、酸化亜鉛前駆体を沈
殿させる。加熱する方法は混合液を８０〜１００℃で加
熱してもよいし、あらかじめ８０〜１００℃に加熱しで
ある水中に滴下してもよい。沈殿物をろ過及び洗浄（特
に限定されないが水が好ましい）したのち、室温〜１５
０℃、常圧または減圧で乾燥し白色粉末を得る。ここで
、酸化亜鉛前駆体とは水酸化亜鉛、塩基性塩化亜鉛、塩
基性硫酸亜鉛、塩基性硝酸亜鉛などで使用した亜鉛塩、
アルミニウム塩及び酸の対イオンを含んだ水酸化亜鉛で
ある。沈殿物は合成条件によって六角、四角、不定形の
板状結晶が生成し、径は０．５〜４０μ、厚さは０．１
〜２．０μである。尚、原料として用いるＺｎ塩の違い
によって、得られる結晶の形状が若干変化する。

次にその傾向を示す。

塩化亜鉛を用いる場合には基本的には六角板状のものが
生成する。Ｚｎａ度が高いと小径のものが得られ、低く
なると大径のものが得られる。その範囲は径で０．５〜
８．０μの範囲、厚さは径が大きくなるにしたがって厚
くなり０．１〜０．６μの範囲となる。また酸の濃度が
低い場合小径のものが得られる。

硝酸亜鉛を用いる場合には、Ｚｎ濃度にかかわらず約１
μ径の六角板状が生成し、厚さは０．３μ程度である。

ただしＨＭＴ／Ｚｎが０．１の条件でのみ四角大径（３
０ｇ程度）板状が生成する。

硫酸亜鉛を用いる場合、基本的に不定形大径板状が生成
する。径は２０〜４０μ程度で厚さ１〜２μ程度ある。

２ｎ濃変には依存しないが酸濃度を低くすると径が５μ
程度に小さくなる。

本発明では、上記前駆体を焼成、つまり、還元雰囲気中
、例えば水素またはＣＯガスを含む窒素またはアルゴン
ガス共存下で５００〜１３００℃、好ましくは７００〜
９００℃で焼成する。さらに冷却時に窒素ガスなど不活
性ガスを流すことが望ましい。特開昭５’４−１６１５
９８号固体炭素０存在下また還元焼成前に３００〜１２
００℃程度仮焼してもよい。これらの焼成によって板状
を崩すことなく導電性酸化亜鉛にすることができる。

上記方法により導電性を有する板状の酸化亜鉛が得られ
る。ここで、板状には、偏平状、平板状も含まれる。板
の形状は特に限定されないが、板の長径／厚さの比は、
１０〜１０００、好ましくは１５〜２００である。、板
状晶の板の長径（最も長いところ）は、１〜２００μが
好ましく、より好ましくは２〜１００μであり、厚さは
０．０１〜ｌＯμが好ましく、より好ましくは０．１〜
５μである。

本発明の粉末としては、少ない添加量で樹脂又は塗膜に
導電性を有効に付与するために、さらに比表面積（ＢＥ
Ｔ法）が１　ｍ’　／　ｇ以上、吸油量（ＪＩＳ　　Ｋ
５１０ｉ）が１０１ｎＩ！／１００ｇ以上のものが好ま
しく、これらの値が大きいほど好ましい。

本発明では、導電性粉末の体積面を抵抗が１０５Ω印以
下、好ましくは１０４Ωｃｍ以下、より好ましくは１０
’〜１の範囲とすることが重要である。つまり体積固有
抵抗が上記値を越えると樹脂や塗膜に十分な導電性を付
与できないかみである。このような体積面を抵抗は、例
えば、試料０．５ｇを内径１０ＩＩｌｆｌｌの樹脂の円
筒に入れ、１００ｋｇ　／　ｃｔｌの加圧を行い、テス
ターで抵抗を測定し、下記の式により求することができ
る。

体積固有抵抗（０ｃｍ） 上記体積固有抵抗を得るために、酸化亜鉛に３価及び／
又は４価の金属、例えば＾β、Ｇａ、　Ｇｅ。

５ｎＳＩｎなどの少なくとも１種を、２ｎ原子１モルあ
たり０．０００１〜０．１モル、好ましくは０．００１
〜０．０５モル含有させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば粉末形状が板状であるため樹脂や塗膜中
で有効なネットワークを形成しやすく、少量の添加です
ぐれた導電性を付与できる酸化亜鉛系導電性粉末が提供
される。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、放電記録によるファ
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。

〔実施例〕

実施例１ 水に塩化亜鉛４０．８ｇ（０，３モル）、塩酸１．２２
ｇ（０，０１モル）、塩化アルミニウム６水和塩１．４
５　ｇ　（０，００６モル）を溶解させ全量を２００ｍ
１とした。ｐＨ０，７０であった。一方、水にヘキサメ
チレンテトラミンを１２６．０ｇ（０，９モル）を溶解
させ全量を１００ｍ１とした。次にこれを２つの液を混
合した。ｐＨは６．３０であった。この溶液をオイルバ
スで攪はんしながら１００℃まで加熱し６０分反応させ
た。時間とともに白濁し、最終ｐＨは６．２０であった
。生成した沈殿をろ過後水洗し、１０５℃で２４時間乾
燥した。得られた粉末（前駆体粉末）は径８．０μ、厚
さ０．６μの六角板状であった。この板状粒子をＣＯガ
スを含む窒素ガスをフローさせながる８ΩＤ℃、１時間
焼成した。粉体の形状は前駆体の板状を保持しておりま
た導電性を示し、体積固を抵抗値はＬ　２　Ｘ　１０Ω
ｅｍであった。

実施例２ 水に硫酸亜鉛４８．３ｇ（０，３モル）、硫酸０，６ｇ
（０，００５モル）、硫酸アルミニウム１．０３　ｇ（
０，００３モル）を溶解させ、ｐＨを１．２０にしたの
ち、尿素５４．０ｇ（０，９モル）を溶解させ全量を３
００ｍｊ！とじた。ｐＨは５．７０であった。この溶液
をオイルバスで１００℃に加熱した水に攪はんしながら
６０分かけて滴下した。時間とともに白濁し最終ｐＨは
５．６０であった。生成した沈殿をろ過後水洗し１０５
℃で２４時間乾燥した。得られた粉末は径２０μ厚さ１
μの不定形板状であった。

この板状粒子をＨ２ガスを含む窒素ガスをフローさせな
がら８００℃、１時間焼成した。粉体の形状は板状を保
持しており、また導電性を示し、体積固有抵抗値は７．
３×１０３Ωｃｍであった。

比較例 水に硫酸亜鉛４８．３ｇ（０，３モル）、硫酸アルミニ
ウム１．０３　ｇ　（０，００３モル）を溶解させ全量
を２００ｍＡ’とした。ｆＪＨは５．８０であった。次
にヘキサメチレンテトラミンをｔ２６．０ｇ（０，９モ
ル）溶解させ全量を１００ｍ１’とした。さらに２つの
液を混合した。ｐＨは５．９５であった。この溶液をオ
イルバスで攪拌しながら１００℃で加熱し６０分反応さ
せた。時間と伴に白濁し最終ｐＨは６．３５であった。

生成した沈殿をろ過後水洗し１０５℃で２４時間乾燥さ
せた。得ちれた粉末は１ｇ程度の不定形粒子であった。

実施例３ 水に硫酸亜鉛４８．３ｇ（０，３モル）、硫酸０，６ｇ
（０，００５モル）、硫酸第二チタン水溶液（２４％）
６．０ｇ（Ｔｉとして０．００６モル）を溶解させ全量
を２００−とじた。ｐ）！＝１．１０であった。一方水
にヘキサメチレンテトラミン１２６．０ｇ　（０，９モ
ル）を溶解させ全量を１００ｒｎｌとした。

次にこれら２つの液を混合した。ｐＨは６．２０であっ
た。この溶液をオイルバスで撹拌しながら１００℃まで
加熱し６０分間反応させた。時間とともに白濁し最終ｐ
Ｈは６．１０であった。生成した沈殿をろ過後水洗し、
１０５℃で２４時間乾燥した。得られた粉末は径２０μ
、厚さ１．５μの不定形板状であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｚｎイオンを０．５〜２．０モル含有し、かつ３価及
   び／又は４価の金属原子をＺｎ原子１モル当り０．００
   ０１〜０．１モル含有するｐＨが０．５〜２．０の水溶
   液を調製した後、この水溶液に亜鉛原子１モル当り０．
   １〜４．０モルの塩基を加え、かつ該水溶液のｐＨを４
   ．０〜６．５に調整し、次いで８０〜１００℃に加熱し
   て沈殿物を形成させた後、該沈殿物を還元性雰囲気下６
   ００〜１０００℃で焼成することを特徴とする板状導電
   性酸化亜鉛の製造方法。