JPH0641466A - 導電性顔料 - Google Patents
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Abstract
インキのようなポリマーシステムの伝導度が上昇するよ
うな顔料を提供することにある。 【構成】 その導電性のある顔料は1種またはそれ以上
の導電性の微小板状顔料から成る成分Aを20ないし9
5重量%、および1種またはそれ以上の導電性のある針
状あるいは繊維状顔料から成る成分Bを5ないし80%
含有している。
Description
成分から成り、異なった形態の粒子を有する導電性顔料
に関係する
電子装置用の静電気防止コーテイング、静電気防止床カ
バー、爆発防止部屋の静電気防止仕上げ、あるいはプラ
スチックのコーテイング用の導電性基礎コーテイング製
造のために、多くの分野で使用されている。
トが暗色の導電性顔料の製造に使用され、ニッケルコー
テイングしたグラファイト、金属微小板、例えばアンチ
モンをドーピングした二酸化錫のような金属酸化物が明
色顔料の製造に使用されている。上記の混合酸化物例え
ば雲母、硫酸バリウム基礎素材上にコーテイングとして
存在することができる。
ける高い光吸収によって、カーボンブラックとグラファ
イトは透明なあるいは着色コーテイングには使用できな
い。さらに問題はIR領域における強い吸収であり、こ
のことは例えば、日光に照射させると、コーテイングし
た商品の加熱を引き起こすことになり、このことは多く
の場合に好ましくない。金属微小板は腐食には敏感であ
り、水性処方では水素の発生を引き起こすこともありう
る。
化物あるいは混合酸化物、例えば基体素材としての雲母
を使用したときには、あるいは空間の3方向に沿った大
きさが、例えば支持体のないアンチモンをドーピングし
た錫酸化物ではその幾何学的形態によって、その実質的
な効果を示すためには高濃度に使用しなければならな
い。
間層を使用することによって無機の酸化物に基く顔料の
伝導度を向上させることは公知である。EP 0,37
3,575には金属酸化物フィルムでカバ−されている
微小板状基体あるいは微小板状金属酸化物から成る導電
性微小板状顔料が記載されている。これら顔料はアンチ
モンをドーピングした二酸化錫の電気伝導性の層でコー
テイングされており、伝導度を挙げるためにシリカ層は
金属酸化物フィルムと導電性層の間に配置されている。
これらの顔料の抵抗率をシリカ中間層のない対照顔料と
比較すれば、10分の1より更に小さく、従って伝導度
はそれに対応して高くなっているのである。
ことは製造中にかなりの余分な経費になり、したがって
製品が高価になる。更に、顔料の導電性が高い要求条件
に合致しなくなる。
えばプラスチック、ラッカー、あるいは印刷インキのよ
うなポリマーシステムの伝導度を顔料によって上昇させ
るような顔料を提供することである。
的は1種またはそれ以上の導電性のある微小板状顔料か
ら成る成分Aが5ないし95重量%、好ましくは20な
いし80重量%、および1種またはそれ以上の導電性の
ある微小非板状の顔料から成る成分Bが5ないし95重
量%、好ましくは20ないし80重量%から成る顔料に
よって達成される。
料化されたラッカー、印刷インキ、プラスチック ある
いはコーテイングに関係する。顔料の量は使用したシス
テムの全固体含有量に対して1ないし80重量%、好ま
しくは2重量%より多い。
ーテイング付きの雲母、カオリン、タルク、その他の板
状ケイ酸塩あるいはガラス微小板のような微小板状基礎
素材に基く顔料である。他方これらの顔料は国際出願P
CT/EP92/02351に即して、連続ベルトの上
で製造される微小板状顔料でもありうる。
で同じようにコーテイングされているガラス繊維、アル
ミナ繊維あるいは二酸化チタン繊維のような針状、ある
いは繊維状の基礎素材を含有する顔料である。
かししこの場合には繊維が既に十分な導電性を持ってい
るので、追加の導電性コーテイングは必要ではない。針
状の繊維粒子とは長さ/直径比が5より大きい粒子と理
解すべきである。
間の3方向にほぼ同じ大きさを有するような顔料を含む
ものである。これら粒子は、例えば、球形或は立方体で
もある。その縦横比は3より小さい。これら顔料は支持
体なしか、あるいは金属酸化物が、例えば中空の球ある
いは硫酸バリウム粒子の上に、支持体上に析出してい
る。板状構造を持っていない微細に粉砕した雲母、カオ
リンあるいはタルクも支持体として使用することができ
る。
微小板状鉄酸化物、オキシ塩化ビスマスのような微小板
状基体として、あるいは、例えば天然産の、あるいは合
成の雲母、タルク、カオリンあるいはセリカイトあるい
は他の板状ケイ酸塩あるいはガラス製の微小板のような
着色した、あるいは無色の金属酸化物でコーテイングさ
れている微小板状素材として使用できる。これららの顔
料は公知であり、しかも市販であり、あるいは公知の方
法で製造できる。
3,087,828およびUS特許明細書3,087,
829に開示されているような金属酸化物でコーテイン
グされている雲母薄片である。使用される金属酸化物は
特にチタン酸化物および/または二酸化ジルコニウムの
ような無色の高い屈折率の金属酸化物のみならず、例え
ば、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化コバル
ト、特にFe2 O3 あるいはFe3 O4 のような酸化
鉄、あるいはこのような金属酸化物の混合物のような着
色した金属酸化物である。このタイプの金属酸化物/雲
母顔料はアフレアー(Afflair 登録商標)およ
びイリオデイン(Iriodin 登録商標)(E.メ
ルク、Merck社、(ダルムシュタット Darms
tadt)の製品)と言う商品名で市販されている。
A 14,382、68,311、265,820、2
68,072および283,852に開示されているよ
うな微小板状鉄酸化物でもある。
金属酸化物、金属あるいは他の導電性のある化合物、ポ
リアセチレンから成っている。
特にアンチモンをドーピングした酸化錫、アルミニウム
をドーピングした亜鉛、弗素をドーピングした酸化錫、
あるいは弗素をドーピングした酸化チタンである。
製造を可能にしている。更に、暗色の導電性顔料に導く
多くの他の導電性コーテイングは、例えばチタン亜酸化
物、鉄酸化物、あるいは金属粒子を使用して可能であ
る。
57に記載されている方法を使ってそれ自身公知の方法
で適用される。この方法では、いかなる通常の導電性の
金属酸化物あるいは金属酸化物混合物も使用できる。そ
れらの素材の選別はEP−A139,557,5頁,5
−19行に記載されている。しかしながら微小板状基体
に対して、25−100重量%、特に50−75重量%
の量で適用したアンチモンをドーピングした二酸化錫の
導電性の層が好ましい。
層が使用されるならば、伝導性の層の割合は基礎素材に
対して40ないし200重量%であり、好ましくは10
0ないし200重量%が使用される。これ以上の量も原
理的には可能ではあるが、しかし伝導性を増大すること
にはならず、かつ顔料はますます暗色になる。
好ましくは5:1ないし10:1の錫/アンチモン比が
維持されている。アンチモンの含有量が余りにも低い場
合には、高い導電性に達することは不可能であり、一方
アンチモンの含有量が増加すれば顔料はますます暗色に
なる。
ンを一様に分布させることは、例えば塩化物を1溶液中
で一緒に、あるいは2種の別個の溶液を連続的に、しか
も予め決定した混合比で錫塩とアンチモン塩を1ないし
5の妥当なpHで、更に50ないし100℃の妥当な温
度で、しかも何れの場合でも微小板状基体のうえで加水
分解と析出が直ちに起るような方法でケイ酸でコーテイ
ングされた基体の水性懸濁液に秤量して注ぐことによっ
て困難なく達成できる。
液から分離し、もし希望するならば洗浄、乾燥し、さら
に原則として300ないし900℃、好ましくは650
ないし850℃の範囲の温度でか焼する。出発物質の選
択によって変動するが、本発明による導電性顔料は銀白
色であり、あるいは粉末色および/または干渉色を有し
ている。本発明による顔料の粒径は出発物質の選択によ
って決定され、通常は1−200μm,特に約5−10
0μmの範囲内にある様に選択される。
電性微小板状顔料はミナテック(Minatec、登録
商標 E.メルク、ダルムシュタットの製品)と言う商
品名で市販されている。ミナテック(登録商標)CM
31の商品名で市販されている製品はアンチモンをドー
ピングした二酸化錫でコーテイングした雲母薄片からで
きている。二酸化チタンでコーテイングした雲母から成
り、しかも導電性の層としてアンチモンをドーピングし
た二酸化錫層を含有する導電性顔料はミナテック(登録
商標)CM 30の商品名で市販されている。
も良い伝導性のある、球形の顔料は商品として同様に市
販されている。アンチモンをドーピングした錫酸化物で
コーテイングした硫酸バリウムから成る顔料はサコン
(Sacon 登録商標)p401の商品名でザハトレ
ーベン化学(Sachtleben デュイスブルクD
uisburg)有限会社から提供されている。錫(I
V)酸化物顔料はゴールトシュミット(Goldsch
midt、デュイスブルク)株式会社からテゴ(Teg
o)−伝導Sという商品名で提供されている。最後に、
アモルファスシリカおよびアンチモンをドーピングした
二酸化錫から成る導電性顔料はデユポン(Du Pon
t)社からゼレク(Zelec、登録商標)ECP−S
の商品名で市販されている。
電性のある針状、あるいは繊維状顔料は市販製品として
いまだに市販されていない。しかしながら、針状あるい
は繊維状素材のコーテイングは微小板状基礎素材につい
て上に記載したような公知の方法によって起こるのであ
る。
ることによって顔料を製造することが出来る。そのとき
成分Aが1種またはそれ以上の微小板状顔料から成るこ
とが可能であり、成分Bが1種またはそれ以上の微小非
板状顔料から成り立っていることが可能である。両成分
は5ないし95重量%の量で、好ましくは20ないし8
0重量%の量で顔料製品のなかに存在することができ
る。顔料化するシステム中の顔料の濃度は例えば、ラッ
カー中ではシステムの全固体含有量に対して1ないし8
0重量%、好ましくは2重量%より多い。
よびBの基礎素材をおたがいに混合することが有利であ
る。2種の別個に製造された導電性顔料の混合物は、一
方は微小板状に、他方は針状、繊維状に基いており、ジ
ョイントコーテイングによって得られるような同じよう
な好ましい結果になるとは限らない。その理由は導電性
のある層が混合中に損傷をうけ、その結果伝導には好ま
しくない方向に影響が出てくるからである。第2に、極
めて高い導電性に必要な微小板状および針状あるいは繊
維状成分の均一なコーテイングおよび分布はコーテイン
グが混合物で行われる場合にのみ得られるのである。
ついて有利である。この事実のおかげで、これらな顔料
は暗色のカーボンブラック顔料にくらべて、はるかに広
い適用範囲を持っている。
子の結合は電気的特性が多くの場合に純粋な導電性のあ
る板、球あるいは繊維から成る顔料の粒子の電気的特性
よりははるかに優れている。これらの結合顔料の有利さ
は応用システムにおいて特に明瞭に、特にプラスチック
の中に包含された場合に明瞭に認めることができる。プ
ラスチック内に伝導性の顔料の要求される濃度は(顔料
体積濃度)は通常の顔料に比較して顕著に低い。価格に
よるのみならず、適用システムの特性によってもこのこ
とは有利であり、その理由はプラスチックの特性は実際
には少量の顔料が混合されるならばより良く維持されて
いるからである。特に繊維粒子の使用はしばしばプラス
チックの機械的な特性を更に安定させることになってい
る。個々の顔料製品の導電性はアクリルメラミン樹脂ラ
ッカーシステムを使ってテストされた。個々の顔料製品
は微小板状顔料ミナテック30(成分A)を微小非板状
顔料サコン p 401、テゴ−伝導Sおよびゼレック
(登録商標)ECP−Sのそれぞれと混合することによ
って製造され、混合物はラッカーシステムに組み込まれ
ている。得られたラッカーをテストパネルにスプレーコ
ーテイングし、乾燥する。表面抵抗はフレキシブルトン
グ電極を使ってDIN53596方法によって測定し
た。ラッカーシステム中で15重量%の顔料含有量で、
表1に示す以下の伝導度が4種の顔料について見出され
た。
のではない。実施例1 ミナテック CM 30(成分A)及びゼレックECP
−S(成分B)を5%、7.5%、10%の量でラッカ
ーシステムに混合した。表2はその結果を示す。
01(成分B)を5%、7.5%、10%の量でラッカ
ーシステムに混合した。適用後に、表面抵抗を測定し
た。表3はその結果を示す。
本発明による顔料製品は個々の成分に比較して顕著な電
気伝導度の改善を示している。電気伝導度は約10倍に
改善された。実施例3 ミナテック CM 30(成分A)およびテゴ−伝導S
を5%、7.5%、10%の量でラッカーシステムに混
合した。適用後に、表面抵抗を測定した。表4はその結
果を示す。
ナテックCM30と混合することによって、この顔料テ
ゴ−伝導Sの導電性は顕著に増大している。実施例4 雲母(粒径15μm未満)50gおよびガラス繊維(タ
イプ FG 410/030 STW シュワルツヴェ
ルダーテクスチルヴェルケ(SchwarzwaelderTextilwerk
e)50gを完全脱イオン水1900ml中に懸濁させ、
得られたスラリーを75℃に加熱し、148gのSnC
l4 ・5H2 O、17gのSbCl3および濃厚塩化水
素溶液70mlを含有する塩酸溶液500mlを攪拌し
ながら連続的に4時間添加する。全反応時間中20%の
カセイソーダ溶液によってpHは2.1に維持する。反
応終了後にもなお攪拌を30分間継続し、混合物をその
後に10時間静置する。固体を濾別し、遊離の塩化物が
なくなるまで約20lの水で洗浄し、その後に110℃
で乾燥する。
0℃で30分間か焼する。この結果39ohm・cmの
粉末抵抗を有する淡色の顔料が得られた。
0.5gを2cmの直径を有するアクリル製のガラス管
の中で10kgの荷重を掛けて2枚の金属製のスタンプ
の間に凝集する。このようにして凝集された顔料の抵抗
値Rをその後に測定する。抵抗率Sは次の関係式によっ
て圧縮された顔料の層厚さLから求められる。
定は以下の値を示す。 PVC中に顔料40重量% 2×105 ohm PVC中に顔料35重量% 5×106 ohm PVC中に顔料30重量% 5×107 ohm PVCに個々の成分を混合した後に、測定した伝導度は
はるかに悪くなっている。抵抗率の値は両成分の混合物
におけるよりは約105 高い。純粋な微小板状雲母に基
く顔料粒子がPVC中で30重量%の濃度で使用された
ならば、測定抵抗は1×1012ohmであった。ガラス
繊維に基く純粋に針状の顔料粒子がPVC中で40重量
%の濃度で使用されたならば、その測定抵抗は7×10
12ohmであった。実施例5 雲母(粒径15μm未満)75gおよびガラス繊維(タ
イプ FG 410/030 STW シュワルツヴェ
ルダーテクスチルヴェルケ(SchwarzwaelderTextilwerk
e)25gを完全脱イオン水1900ml中に懸濁させ、
得られたスラリーを75℃に加熱し、148gのSnC
l4 ・5H2 O、17gのSbCl3および濃厚塩化水
素液70mlを含有する塩酸溶液500mlを攪拌しな
がら連続的に4時間添加する。全反応時間中20%のカ
セイソーダ溶液によってpHは2.1にに維持する。反
応終了後にもなお攪拌を30分間継続し、混合物をその
後に10時間静置する。固体を濾別し、遊離の塩化物が
なくなるまで約20lの水で洗浄し、その後に110℃
で乾燥する。このようにして得らられた製品を空気中8
00℃で30分間か焼する。この結果26ohm・cm
の粉末抵抗を有する淡色の顔料になった。可塑化PVC
の中に混合した後にPVC中で顔料の35重量%の濃度
で4×104 ohmの抵抗が測定された。実施例6 雲母(粒径15μm未満)75gおよびガラス繊維(タ
イプ FG 410/030 STW シュワルツヴェ
ルダーテクスチルヴェルケ(SchwarzwaelderTextilwerk
e)75gを完全脱イオン水1900ml中に懸濁させ、
得られたスラリーを75℃に加熱し、148gのSnC
l4 ・5H2 O、17gのSbCl3および濃厚塩化水
素溶液70mlを含有する塩酸溶液500mlを攪拌し
ながら連続的に4時間添加する。全反応時間中20%の
カセイソーダ溶液によってpHは2.1に維持する。反
応終了後にもなお攪拌を30分間継続し、混合物をその
後に10時間静置する。固体を濾別し、遊離の塩化物が
なくなるまで約20lの水で洗浄し、その後に110℃
で乾燥する。
00℃で30分間か焼する。この結果40ohm・cm
の粉末抵抗を有する淡色の顔料が得られた。可塑化PV
Cの中に混合した後にPVC中で顔料の35重量%の濃
度で5×108 ohmの抵抗が測定された。
Claims (6)
- 【請求項1】 1種またはそれ以上の伝導性のある微小
板状顔料から成る、成分Aが5ないし95重量%、好ま
しくは20ないし80重量%から成る、および1種また
はそれ以上の伝導性のある微小非板状顔料から成る成分
Bが5ないし95重量%、好ましくは20ないし80重
量%から成る伝導性の顔料 - 【請求項2】 成分Aは1種またはそれ以上の伝導性の
微小板状顔料を含有し、その顔料は微小板状、場合によ
っては1種またはそれ以上の金属酸化物でコーテイング
された支持体に基いており、あるいは支持体がなく、そ
の際に顔料は1種またはそれ以上のドーピングした金属
酸化物、金属あるいは他の導電性のある化合物から成る
導電性のある層でコーテイングされていることを特徴と
する請求項1による顔料。 - 【請求項3】 成分Bは1種またはそれ以上の伝導性の
微小板状顔料を含有し、その粒子は全ての3空間方向に
むかってほぼ同じ大きさを有し、その際にその顔料は1
種またはそれ以上の他の金属、1種またはそれ以上の金
属酸化物でコーテイングされた支持体に基いており、顔
料は1種またはそれ以上のドーピングした金属、金属酸
化物あるいはその他の導電性化合物から成る導電性のあ
る層でコーテイングされていることを特徴とする請求項
1による顔料。 - 【請求項4】 成分Bは1種またはそれ以上の針状ある
いは繊維状の顔料を含有し、その粒子は5より大きな長
さ/直径の比を有し、その際に顔料は1種またはそれ以
上の他の金属でドーピングした一種またはそれ以上の金
属酸化物よりなり、あるいは1種またはそれ以上の金属
酸化物でコーテイングした基礎素材に基いており、その
際に1種またはそれ以上のドーピングした金属酸化物、
金属あるいは他の導電性のある化合物から成る1種の導
電性のある層でコーテイングされていることを特徴とす
る請求項1による顔料。 - 【請求項5】 製造方法はそれ自身公知の方法で行わ
れ、層/基体原理によって基礎素材を含有する顔料の場
合には微小板状および微小非板状基礎素材が混合され、
希望するならば金属酸化物でコーテイングされ、しかも
その後にドーピングした金属酸化物あるいは他の導電性
の化合物でコーテイングすることを特徴とする請求項1
ないし4の1項によるによる顔料の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1ないし5項の1項による顔料に
よって顔料化したペイント、印刷インキ、プラスチック
システム、あるいはコーテイング。
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