JPH07144917A - 導電性酸化物粒子及びその製造方法 - Google Patents
導電性酸化物粒子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インジウム原子、アンチモン原子及び酸素原
子からなる導電性酸化物粒子及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 In:Sb:Oのモル比として1:0.02
〜1.25:1.55〜4.63の比率のインジウム原
子、アンチモン原子及び酸素原子からなり、且つ5〜5
00nmの1次粒子径を有する導電性酸化物粒子。上記
酸化物粒子は、アンチモン酸インジウムの結晶構造を有
する粒子、アンチモン酸インジウムの結晶構造と酸化イ
ンジウムの結晶構造を有する粒子、酸化インジウムの結
晶構造を有する粒子から成る。上記酸化物粒子は、イン
ジウム化合物と2〜300nmの1次粒子径を有する酸
化アンチモン粒子を、In/Sbのモル比で0.8〜5
0に混合し、大気中で700〜900℃に焼成して製造
する。
子からなる導電性酸化物粒子及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 In:Sb:Oのモル比として1:0.02
〜1.25:1.55〜4.63の比率のインジウム原
子、アンチモン原子及び酸素原子からなり、且つ5〜5
00nmの1次粒子径を有する導電性酸化物粒子。上記
酸化物粒子は、アンチモン酸インジウムの結晶構造を有
する粒子、アンチモン酸インジウムの結晶構造と酸化イ
ンジウムの結晶構造を有する粒子、酸化インジウムの結
晶構造を有する粒子から成る。上記酸化物粒子は、イン
ジウム化合物と2〜300nmの1次粒子径を有する酸
化アンチモン粒子を、In/Sbのモル比で0.8〜5
0に混合し、大気中で700〜900℃に焼成して製造
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインジウム原子、アンチ
モン原子及び酸素原子からなる導電性酸化物粒子及びそ
の製造方法に関する。本発明の導電性酸化物粒子は、電
子電導性を有するために、プラスチックス、繊維、紙、
ガラス、セラミックスなどの導電剤、帯電防止剤、電気
抵抗体などに用いられる。また、五酸化アンチモンを含
有しているために、プラスチックスの難燃助剤としても
用いられる。
モン原子及び酸素原子からなる導電性酸化物粒子及びそ
の製造方法に関する。本発明の導電性酸化物粒子は、電
子電導性を有するために、プラスチックス、繊維、紙、
ガラス、セラミックスなどの導電剤、帯電防止剤、電気
抵抗体などに用いられる。また、五酸化アンチモンを含
有しているために、プラスチックスの難燃助剤としても
用いられる。
【0002】
【従来の技術】ザイテスクリフト ファー クリスタロ
グラフィーBd、118、s、158〜160頁(19
63年)にはIn2 O3 とSb2 O3 の固相反応により
In2O3 /Sb2 O3 モル比が1となる混合物を85
0℃まで徐々に加熱した後、1000℃ 20時間焼成
し、急冷することによりルチル構造を有するアンチモン
酸インジウムInSbO4 が生成することが報告されて
おり、X線回折デ−タが記載されている。また、ネオガ
ニシュスキー メタリアリー(Neorganishe
skie Materialy)第11巻、第8号、1
416〜1419頁(1975年)には酸化インジウム
と五酸化アンチモン(Sb2 O5 ・xH2O)のIn2
O3 /Sb2 O5 ・xH2 Oモル比が1となる混合物及
び共沈物を700〜800℃或いは850〜900℃で
焼成したが、ルチル構造を持つ相、酸化インジウム(I
n2 O3 )、酸化アンチモン(Sb6 O13又はSb2 O
4 )の混合物しか得られなかったと報告されている。ま
たこの中でアンチモン酸インジウム(InSbO4 )は
灰色(Steel grey)であると記載されてお
り、ルチル構造の歪んだ形であること及びX線回折パタ
ーンが記載されている。
グラフィーBd、118、s、158〜160頁(19
63年)にはIn2 O3 とSb2 O3 の固相反応により
In2O3 /Sb2 O3 モル比が1となる混合物を85
0℃まで徐々に加熱した後、1000℃ 20時間焼成
し、急冷することによりルチル構造を有するアンチモン
酸インジウムInSbO4 が生成することが報告されて
おり、X線回折デ−タが記載されている。また、ネオガ
ニシュスキー メタリアリー(Neorganishe
skie Materialy)第11巻、第8号、1
416〜1419頁(1975年)には酸化インジウム
と五酸化アンチモン(Sb2 O5 ・xH2O)のIn2
O3 /Sb2 O5 ・xH2 Oモル比が1となる混合物及
び共沈物を700〜800℃或いは850〜900℃で
焼成したが、ルチル構造を持つ相、酸化インジウム(I
n2 O3 )、酸化アンチモン(Sb6 O13又はSb2 O
4 )の混合物しか得られなかったと報告されている。ま
たこの中でアンチモン酸インジウム(InSbO4 )は
灰色(Steel grey)であると記載されてお
り、ルチル構造の歪んだ形であること及びX線回折パタ
ーンが記載されている。
【0003】上記文献には酸化インジウムと、三酸化ア
ンチモンや五酸化アンチモンの混合物又は共沈物を、7
00〜1000℃で焼成することによりアンチモン酸イ
ンジウムが生成することが報告されているが、アンチモ
ン酸インジウムの導電性については何等報告されていな
い。また、酸化インジウムに酸化スズをドープした酸化
インジウムー酸化スズ系酸化物(ITO)が良好な導電
性を示すことはよく知られており(例えば特公昭57ー
212268号)、透明性導電膜材料として広く用いら
れているが、五酸化アンチモンをドープした酸化インジ
ウムが良好な導電性を示すという記載はない。
ンチモンや五酸化アンチモンの混合物又は共沈物を、7
00〜1000℃で焼成することによりアンチモン酸イ
ンジウムが生成することが報告されているが、アンチモ
ン酸インジウムの導電性については何等報告されていな
い。また、酸化インジウムに酸化スズをドープした酸化
インジウムー酸化スズ系酸化物(ITO)が良好な導電
性を示すことはよく知られており(例えば特公昭57ー
212268号)、透明性導電膜材料として広く用いら
れているが、五酸化アンチモンをドープした酸化インジ
ウムが良好な導電性を示すという記載はない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、In:S
b:Oの原子比として1:0.02〜1.25:1.5
5〜4.63の比率でインジウム、アンチモン及び酸素
を含有し、5〜500nmの1次粒子径を有する新規な
導電性酸化物粒子及びその製造法を提供しようとするも
のである。
b:Oの原子比として1:0.02〜1.25:1.5
5〜4.63の比率でインジウム、アンチモン及び酸素
を含有し、5〜500nmの1次粒子径を有する新規な
導電性酸化物粒子及びその製造法を提供しようとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、In:Sb:
Oのモル比として1:0.02〜1.25:1.55〜
4.63の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び
酸素原子からなり、且つ5〜500nmの1次粒子径を
有する導電性酸化物粒子である。本発明の導電性酸化物
粒子において、In:Sb:Oのモル比として1:0.
83〜1.25:3.58〜4.63の比率のインジウ
ム原子、アンチモン原子及び酸素原子からなる場合は、
アンチモン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化
物粒子であり、また、In:Sb:Oのモル比として
1:0.10〜0.83:1.75〜3.58の比率の
インジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からなる
場合は、アンチモン酸インジウムの結晶構造を有する導
電性酸化物粒子、酸化インジウムの結晶構造を有する導
電性酸化物粒子、及びアンチモン酸インジウムの結晶構
造と酸化インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒
子の混合物であり、更に、In:Sb:Oのモル比とし
て1:0.02〜0.10:1.55〜1.75の比率
のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からな
る場合は、酸化インジウムの結晶構造を有する導電性酸
化物粒子である。
Oのモル比として1:0.02〜1.25:1.55〜
4.63の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び
酸素原子からなり、且つ5〜500nmの1次粒子径を
有する導電性酸化物粒子である。本発明の導電性酸化物
粒子において、In:Sb:Oのモル比として1:0.
83〜1.25:3.58〜4.63の比率のインジウ
ム原子、アンチモン原子及び酸素原子からなる場合は、
アンチモン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化
物粒子であり、また、In:Sb:Oのモル比として
1:0.10〜0.83:1.75〜3.58の比率の
インジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からなる
場合は、アンチモン酸インジウムの結晶構造を有する導
電性酸化物粒子、酸化インジウムの結晶構造を有する導
電性酸化物粒子、及びアンチモン酸インジウムの結晶構
造と酸化インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒
子の混合物であり、更に、In:Sb:Oのモル比とし
て1:0.02〜0.10:1.55〜1.75の比率
のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からな
る場合は、酸化インジウムの結晶構造を有する導電性酸
化物粒子である。
【0006】本発明のIn:Sb:Oのモル比として
1:0.02〜1.25:1.55〜4.63の比率の
インジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からな
り、且つ5〜500nmの1次粒子径を有する導電性酸
化物粒子の製造方法は、インジウム化合物と2〜300
nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In
/Sbのモル比で0.8〜50に混合し、そして大気中
で700〜900℃で焼成することを特徴とするもので
ある。
1:0.02〜1.25:1.55〜4.63の比率の
インジウム原子、アンチモン原子及び酸素原子からな
り、且つ5〜500nmの1次粒子径を有する導電性酸
化物粒子の製造方法は、インジウム化合物と2〜300
nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In
/Sbのモル比で0.8〜50に混合し、そして大気中
で700〜900℃で焼成することを特徴とするもので
ある。
【0007】上記導電性酸化物粒子の製造方法におい
て、インジウム化合物と2〜300nmの1次粒子径を
有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモル比で
0.8〜1.2に混合する場合が、In:Sb:Oのモ
ル比として1:0.83〜1.25:3.58〜4.6
3の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原
子からなり、5〜500nmの1次粒子径と、アンチモ
ン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の
製造方法であり、また、In/Sbのモル比で1.2〜
10に混合する場合が、アンチモン酸インジウムの結晶
構造を有する導電性酸化物粒子、酸化インジウムの結晶
構造を有する導電性酸化物粒子、及びアンチモン酸イン
ジウムの結晶構造と酸化インジウムの結晶構造を有する
導電性酸化物粒子の混合物であって、それぞれの粒子
は、5〜500nmの1次粒子径を有し、且つ、当該混
合物はIn:Sb:Oのモル比として1:0.10〜
0.83:1.75〜3.58の比率のインジウム原
子、アンチモン原子及び酸素原子からなることを特徴と
する混合物の製造方法であり、更に、In/Sbのモル
比で10〜50に混合する場合が、In:Sb:Oのモ
ル比として1:0.02〜0.10:1.55〜1.7
5の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原
子からなり、5〜500nmの1次粒子径と、酸化イン
ジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の製造方法
である。
て、インジウム化合物と2〜300nmの1次粒子径を
有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモル比で
0.8〜1.2に混合する場合が、In:Sb:Oのモ
ル比として1:0.83〜1.25:3.58〜4.6
3の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原
子からなり、5〜500nmの1次粒子径と、アンチモ
ン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の
製造方法であり、また、In/Sbのモル比で1.2〜
10に混合する場合が、アンチモン酸インジウムの結晶
構造を有する導電性酸化物粒子、酸化インジウムの結晶
構造を有する導電性酸化物粒子、及びアンチモン酸イン
ジウムの結晶構造と酸化インジウムの結晶構造を有する
導電性酸化物粒子の混合物であって、それぞれの粒子
は、5〜500nmの1次粒子径を有し、且つ、当該混
合物はIn:Sb:Oのモル比として1:0.10〜
0.83:1.75〜3.58の比率のインジウム原
子、アンチモン原子及び酸素原子からなることを特徴と
する混合物の製造方法であり、更に、In/Sbのモル
比で10〜50に混合する場合が、In:Sb:Oのモ
ル比として1:0.02〜0.10:1.55〜1.7
5の比率のインジウム原子、アンチモン原子及び酸素原
子からなり、5〜500nmの1次粒子径と、酸化イン
ジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の製造方法
である。
【0008】本発明において、インジウム化合物は、2
〜300nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子
と、In/Sbのモル比で0.8〜50に混合し、そし
て大気中で700〜900℃で焼成することによって、
In:Sb:Oのモル比として1:0.02〜1.2
5:1.55〜4.63の比率のインジウム原子、アン
チモン原子及び酸素原子からなり、且つ5〜500nm
の1次粒子径を有する導電性酸化物粒子を生成するもの
であれば、如何なるインジウム化合物を用いることもで
きる。それらの中でも、水酸化インジウム、酸化インジ
ウム、インジウムの無機酸塩、インジウムの有機酸塩及
びインジウムの有機化合物からなる群から選ばれた1種
以上のインジウム化合物を用いることができる。
〜300nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子
と、In/Sbのモル比で0.8〜50に混合し、そし
て大気中で700〜900℃で焼成することによって、
In:Sb:Oのモル比として1:0.02〜1.2
5:1.55〜4.63の比率のインジウム原子、アン
チモン原子及び酸素原子からなり、且つ5〜500nm
の1次粒子径を有する導電性酸化物粒子を生成するもの
であれば、如何なるインジウム化合物を用いることもで
きる。それらの中でも、水酸化インジウム、酸化インジ
ウム、インジウムの無機酸塩、インジウムの有機酸塩及
びインジウムの有機化合物からなる群から選ばれた1種
以上のインジウム化合物を用いることができる。
【0009】インジウムの無機酸塩としては、例えば炭
酸インジウム、塩基性炭酸インジウム、硝酸インジウ
ム、塩化インジウム、硫酸インジウム、スルファミン酸
インジウムが挙げられる。また、インジウムの有機酸塩
としては、例えばシュウ酸インジウムが挙げられる。イ
ンジウムの有機化合物としては、例えばインジウムのア
ルコキシドであり、テトラエトキシインジウムが挙げら
れる。これらのインジウム化合物は工業薬品として市販
されている物を用いることができるが、水酸化インジウ
ムや酸化インジウムを用いる場合には、透過型電子顕微
鏡による観察で1次粒子径が500nm以下の物が好ま
しく、また、インジウムの塩を用いる場合は焼成により
揮散しやすい酸を持った塩、すなわち炭酸塩、硝酸塩、
有機酸塩が好ましい。これらの中で、硝酸インジウム、
水酸化インジウム、酸化インジウムが特に好ましく、こ
れらの1種又は2種以上用いることができる。これらイ
ンジウム化合物は、水溶液、有機溶媒に分散や溶解した
溶液、又は粉末状で用いる事ができる。
酸インジウム、塩基性炭酸インジウム、硝酸インジウ
ム、塩化インジウム、硫酸インジウム、スルファミン酸
インジウムが挙げられる。また、インジウムの有機酸塩
としては、例えばシュウ酸インジウムが挙げられる。イ
ンジウムの有機化合物としては、例えばインジウムのア
ルコキシドであり、テトラエトキシインジウムが挙げら
れる。これらのインジウム化合物は工業薬品として市販
されている物を用いることができるが、水酸化インジウ
ムや酸化インジウムを用いる場合には、透過型電子顕微
鏡による観察で1次粒子径が500nm以下の物が好ま
しく、また、インジウムの塩を用いる場合は焼成により
揮散しやすい酸を持った塩、すなわち炭酸塩、硝酸塩、
有機酸塩が好ましい。これらの中で、硝酸インジウム、
水酸化インジウム、酸化インジウムが特に好ましく、こ
れらの1種又は2種以上用いることができる。これらイ
ンジウム化合物は、水溶液、有機溶媒に分散や溶解した
溶液、又は粉末状で用いる事ができる。
【0010】本発明において使用する酸化アンチモン
は、透過型電子顕微鏡による観察で1次粒子径が2〜3
00nmの酸化アンチモンである。ここで、1次粒子径
とは、凝集形態にある粒子の直径ではなく、個々に分離
したときの1個の粒子の直径として求められる。この1
次粒子径が2〜300nmの酸化アンチモンとしては、
例えば、五酸化アンチモンゾル、十三酸化六アンチモン
ゾル、水和四酸化アンチモンゾル、コロイド状三酸化ア
ンチモン粉末などがある。五酸化アンチモンゾルは公知
の方法、例えば三酸化アンチモンを酸化する方法(特公
昭57−11848号公報)、アンチモン酸アルカリを
イオン交換樹脂で脱アルカリする方法(米国特許第41
10247号明細書)、アンチモン酸ソーダを酸処理す
る方法(特開昭60ー41536号公報、特開昭62−
182116号公報)などにより製造することができ
る。十三酸化六アンチモンゾルは三酸化アンチモンを酸
化する方法(特開昭62−125849号公報)で、ま
た水和四酸化アンチモンゾルも三酸化アンチモンを酸化
する方法(特開昭52−21298号公報)で製造する
ことができる。コロイド状三酸化アンチモンは気相法
(特公昭61−3292号公報)によって製造すること
ができる。本発明において使用する酸化アンチモンゾル
は、透過型電子顕微鏡による観察で1次粒子径が2〜3
00nmであり、且つアミンやナトリウムのような塩基
を含有していない酸性のゾルが特に好ましい。酸化アン
チモンゾルは、Sb2 O5 、Sb6 O13又はSb2 O4
の濃度として1〜60重量%であり、これらSb
2 O5 、Sb6 O13又はSb2 O4 粒子が水又は有機溶
媒に分散したゾルとして使用する事ができる。この酸化
アンチモンゾルは、スプレードライ、真空乾燥又は、凍
結乾燥などの方法により乾燥した酸化アンチモンの粉末
として使用することもできる。上記酸化アンチモンは、
五酸化アンチモンゾル、五酸化アンチモン粉末、又は超
微粒子三酸化アンチモン粉末の形態で工業薬品として市
販されているものを使用することができるが、特に五酸
化アンチモンゾル又は五酸化アンチモン粉末の形態で市
販されている五酸化アンチモンがよい。
は、透過型電子顕微鏡による観察で1次粒子径が2〜3
00nmの酸化アンチモンである。ここで、1次粒子径
とは、凝集形態にある粒子の直径ではなく、個々に分離
したときの1個の粒子の直径として求められる。この1
次粒子径が2〜300nmの酸化アンチモンとしては、
例えば、五酸化アンチモンゾル、十三酸化六アンチモン
ゾル、水和四酸化アンチモンゾル、コロイド状三酸化ア
ンチモン粉末などがある。五酸化アンチモンゾルは公知
の方法、例えば三酸化アンチモンを酸化する方法(特公
昭57−11848号公報)、アンチモン酸アルカリを
イオン交換樹脂で脱アルカリする方法(米国特許第41
10247号明細書)、アンチモン酸ソーダを酸処理す
る方法(特開昭60ー41536号公報、特開昭62−
182116号公報)などにより製造することができ
る。十三酸化六アンチモンゾルは三酸化アンチモンを酸
化する方法(特開昭62−125849号公報)で、ま
た水和四酸化アンチモンゾルも三酸化アンチモンを酸化
する方法(特開昭52−21298号公報)で製造する
ことができる。コロイド状三酸化アンチモンは気相法
(特公昭61−3292号公報)によって製造すること
ができる。本発明において使用する酸化アンチモンゾル
は、透過型電子顕微鏡による観察で1次粒子径が2〜3
00nmであり、且つアミンやナトリウムのような塩基
を含有していない酸性のゾルが特に好ましい。酸化アン
チモンゾルは、Sb2 O5 、Sb6 O13又はSb2 O4
の濃度として1〜60重量%であり、これらSb
2 O5 、Sb6 O13又はSb2 O4 粒子が水又は有機溶
媒に分散したゾルとして使用する事ができる。この酸化
アンチモンゾルは、スプレードライ、真空乾燥又は、凍
結乾燥などの方法により乾燥した酸化アンチモンの粉末
として使用することもできる。上記酸化アンチモンは、
五酸化アンチモンゾル、五酸化アンチモン粉末、又は超
微粒子三酸化アンチモン粉末の形態で工業薬品として市
販されているものを使用することができるが、特に五酸
化アンチモンゾル又は五酸化アンチモン粉末の形態で市
販されている五酸化アンチモンがよい。
【0011】上記インジウム化合物と酸化アンチモンゾ
ルの混合はサタケ式撹拌機、ファウドラー型撹拌機、デ
ィスパーなどの装置を用い、混合温度は0℃〜100
℃、混合時間は0.1〜30時間で行うことができる。
上記インジウム化合物と酸化アンチモンゾルの乾燥物あ
るいはコロイド状三酸化アンチモン粉末の混合は乳鉢、
V型ミキサー、ヘンシェルミキサー、ボールミルなどの
装置により行うことができる。本発明において、In/
Sbモル比が0.8〜50になる様に、上記インジウム
化合物と酸化アンチモンゾルあるいはその乾燥物または
コロイド状三酸化アンチモン粉末を混合することが好ま
しい。
ルの混合はサタケ式撹拌機、ファウドラー型撹拌機、デ
ィスパーなどの装置を用い、混合温度は0℃〜100
℃、混合時間は0.1〜30時間で行うことができる。
上記インジウム化合物と酸化アンチモンゾルの乾燥物あ
るいはコロイド状三酸化アンチモン粉末の混合は乳鉢、
V型ミキサー、ヘンシェルミキサー、ボールミルなどの
装置により行うことができる。本発明において、In/
Sbモル比が0.8〜50になる様に、上記インジウム
化合物と酸化アンチモンゾルあるいはその乾燥物または
コロイド状三酸化アンチモン粉末を混合することが好ま
しい。
【0012】特に水に可溶なインジウム化合物と五酸化
アンチモンゾルを混合することが好ましい。この時、混
合温度は0〜100℃でよいが、特に五酸化アンチモン
ゾルを用いる場合には五酸化アンチモン粒子が陽イオン
交換体であることから、混合時の温度が高い程、五酸化
アンチモン構造中にインジウムイオンが吸着されるので
混合温度は高い方がよく、80〜100℃で行う事が好
ましい。また、100℃以上で混合することもできる
が、オートクレーブを使用しなければならない等の装置
上の制約がある。
アンチモンゾルを混合することが好ましい。この時、混
合温度は0〜100℃でよいが、特に五酸化アンチモン
ゾルを用いる場合には五酸化アンチモン粒子が陽イオン
交換体であることから、混合時の温度が高い程、五酸化
アンチモン構造中にインジウムイオンが吸着されるので
混合温度は高い方がよく、80〜100℃で行う事が好
ましい。また、100℃以上で混合することもできる
が、オートクレーブを使用しなければならない等の装置
上の制約がある。
【0013】また、これら混合時には、必要に応じてア
ンモニア、グアニジン水酸化物などの有機塩基で混合物
のpHを調整することができる。本発明において上記イ
ンジウム化合物と酸化アンチモンゾルの混合物(スラリ
ー)の乾燥は スプレードライヤー、ドラムドライヤ
ー、箱型熱風乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機などによ
り行うことができる。また、このスラリーを吸引ろ過、
遠心ろ過、フィルタープレス等で分離し、場合によって
は注水洗浄により原料からくる可溶性不純物を除去し、
ウェットケーキとした後、このケーキを上記箱型乾燥機
などにより乾燥することができる。尚、乾燥温度は特に
限定されないが、装置あるいは操作から考えて300℃
以下が好ましい。
ンモニア、グアニジン水酸化物などの有機塩基で混合物
のpHを調整することができる。本発明において上記イ
ンジウム化合物と酸化アンチモンゾルの混合物(スラリ
ー)の乾燥は スプレードライヤー、ドラムドライヤ
ー、箱型熱風乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機などによ
り行うことができる。また、このスラリーを吸引ろ過、
遠心ろ過、フィルタープレス等で分離し、場合によって
は注水洗浄により原料からくる可溶性不純物を除去し、
ウェットケーキとした後、このケーキを上記箱型乾燥機
などにより乾燥することができる。尚、乾燥温度は特に
限定されないが、装置あるいは操作から考えて300℃
以下が好ましい。
【0014】本発明において上記インジウム化合物と酸
化アンチモンゾルの混合物の乾燥物または、上記インジ
ウム化合物と酸化アンチモンゾルの乾燥物或いはコロイ
ド状三酸化アンチモン粉末との混合物の焼成は700〜
900℃、好ましくは720〜850℃で、0.5時間
〜50時間好ましくは2時間〜30時間で行われる。こ
の様に焼成する事によって固相反応により、酸化インジ
ウムとコロイダル酸化アンチモンが反応して、アンチモ
ン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子、
アンチモン酸インジウムの結晶構造と酸化インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物粒子、酸化インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物粒子が得られる。
化アンチモンゾルの混合物の乾燥物または、上記インジ
ウム化合物と酸化アンチモンゾルの乾燥物或いはコロイ
ド状三酸化アンチモン粉末との混合物の焼成は700〜
900℃、好ましくは720〜850℃で、0.5時間
〜50時間好ましくは2時間〜30時間で行われる。こ
の様に焼成する事によって固相反応により、酸化インジ
ウムとコロイダル酸化アンチモンが反応して、アンチモ
ン酸インジウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子、
アンチモン酸インジウムの結晶構造と酸化インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物粒子、酸化インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物粒子が得られる。
【0015】本発明の導電性酸化物粒子は黄白色〜青灰
色で、アンチモン酸インジウムは青灰色を呈する。本発
明の方法により得られたアンチモン酸インジウム(In
SbO4 )の結晶構造を有する導電性酸化物粒子は、X
線回折の結果、ASTM(Index to the
X−ray Powder・Date File In
organic)に記載されているアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 ASTM No.15−522(
ザイテスクリフト ファー クリスタログラフィーB
d、118、s、158〜160頁記載))のアンチモ
ン酸インジウム(InSbO4)の回折ピークと一致し
た。しかし、回折ピークはややブロードであり、結晶化
が進んでいない事が明かであった。また、このアンチモ
ン酸インジウムの回折ピークには、ネオガニシュスキー
メタリアリー(Neorganisheskie M
aterialy)第11巻、第8号、1416〜14
19頁(1975年)に記載されているように不純物と
してIn2 O3 、Sb2 O4 などのピークは認められな
かった。また、本発明の方法により得られた酸化インジ
ウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の回折ピーク
は 純粋な酸化インジウムの回折ピークからわずかにシ
フトが認められた。
色で、アンチモン酸インジウムは青灰色を呈する。本発
明の方法により得られたアンチモン酸インジウム(In
SbO4 )の結晶構造を有する導電性酸化物粒子は、X
線回折の結果、ASTM(Index to the
X−ray Powder・Date File In
organic)に記載されているアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 ASTM No.15−522(
ザイテスクリフト ファー クリスタログラフィーB
d、118、s、158〜160頁記載))のアンチモ
ン酸インジウム(InSbO4)の回折ピークと一致し
た。しかし、回折ピークはややブロードであり、結晶化
が進んでいない事が明かであった。また、このアンチモ
ン酸インジウムの回折ピークには、ネオガニシュスキー
メタリアリー(Neorganisheskie M
aterialy)第11巻、第8号、1416〜14
19頁(1975年)に記載されているように不純物と
してIn2 O3 、Sb2 O4 などのピークは認められな
かった。また、本発明の方法により得られた酸化インジ
ウムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子の回折ピーク
は 純粋な酸化インジウムの回折ピークからわずかにシ
フトが認められた。
【0016】また、本発明で作成したアンチモン酸イン
ジウムの結晶構造を有する導電性酸化物は示差熱分析
(DTA−TG)の結果、室温〜1000℃で重量減は
なく、結晶水のない無水物であることを確認した。本発
明の導電性酸化物粒子は透過型電子顕微鏡観察の結果、
1次粒子径が5〜500nmであり、コロイドレベルの
微粒子であることを確認した。
ジウムの結晶構造を有する導電性酸化物は示差熱分析
(DTA−TG)の結果、室温〜1000℃で重量減は
なく、結晶水のない無水物であることを確認した。本発
明の導電性酸化物粒子は透過型電子顕微鏡観察の結果、
1次粒子径が5〜500nmであり、コロイドレベルの
微粒子であることを確認した。
【0017】更に本発明の導電性酸化物粒子は1Ω〜1
00kΩの抵抗値を示し、良好な電子導電性を有するこ
とを確認した。本発明により得られた導電性酸化物粒子
は、水または有機溶媒中でサンドグラインダー、ボール
ミル、ホモジナイザー、ディスパー、コロイドミルなど
により湿式粉砕することで容易に水性ゾルまたは有機溶
媒ゾルとする事ができる。本発明では、得られた導電性
酸化物粒子の水性ゾルを、所望により、60〜100℃
に加温し、0.5〜30時間、熟成させる事により、よ
り分散性の高い水性ゾルとすることができる。また、本
発明では、得られた導電性酸化物粒子の水性ゾルは、所
望により、イオン交換樹脂と接触させる事により、不純
物イオンを除去し、高純度の導電性酸化物粒子の水性ゾ
ルとすることができる。上記熟成処理と上記イオン交換
処理の順序は、如何なる順序で行うこともできるが、好
ましくは、熟成処理後にイオン交換処理を行う事がよ
い。また本発明のアンチモン酸インジウムの結晶構造を
有する導電性酸化物粒子は、水中で粉砕や加温すること
によっても含水塩とはならず無水のままであることを確
認した。
00kΩの抵抗値を示し、良好な電子導電性を有するこ
とを確認した。本発明により得られた導電性酸化物粒子
は、水または有機溶媒中でサンドグラインダー、ボール
ミル、ホモジナイザー、ディスパー、コロイドミルなど
により湿式粉砕することで容易に水性ゾルまたは有機溶
媒ゾルとする事ができる。本発明では、得られた導電性
酸化物粒子の水性ゾルを、所望により、60〜100℃
に加温し、0.5〜30時間、熟成させる事により、よ
り分散性の高い水性ゾルとすることができる。また、本
発明では、得られた導電性酸化物粒子の水性ゾルは、所
望により、イオン交換樹脂と接触させる事により、不純
物イオンを除去し、高純度の導電性酸化物粒子の水性ゾ
ルとすることができる。上記熟成処理と上記イオン交換
処理の順序は、如何なる順序で行うこともできるが、好
ましくは、熟成処理後にイオン交換処理を行う事がよ
い。また本発明のアンチモン酸インジウムの結晶構造を
有する導電性酸化物粒子は、水中で粉砕や加温すること
によっても含水塩とはならず無水のままであることを確
認した。
【0018】本発明の導電性酸化物粒子を湿式粉砕し、
水または有機溶媒のゾルとする場合、必要に応じてエチ
ルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイ
ソブチルアミンなどのアルキルアミン、トリエタノール
アミン、モノエタノールアミンなどのアルカノールアミ
ン、エチレンジアミンなどのジアミンおよび乳酸、酒石
酸、リンゴ酸、クエン酸などのオキシカルボン酸を加え
て安定化することができる。また、有機溶媒としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコ
ール、ブチルアルコール、などのアルコール類、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、ヘキシレングリ
コール等のグリコール類、エチルセロソルブ、プロピル
セロソルブなどのセロソルブ類、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類などを用いる
ことができる。本発明では、導電性酸化物粒子の水性ゾ
ルとして得た後に、上記記載の有機溶媒による置換を行
って有機溶媒ゾルとすることもできる。上記導電性酸化
物粒子の水性ゾルまたは有機溶媒ゾルの粒子径は、透過
型電子顕微鏡による観察の結果、500nm以下であ
る。
水または有機溶媒のゾルとする場合、必要に応じてエチ
ルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイ
ソブチルアミンなどのアルキルアミン、トリエタノール
アミン、モノエタノールアミンなどのアルカノールアミ
ン、エチレンジアミンなどのジアミンおよび乳酸、酒石
酸、リンゴ酸、クエン酸などのオキシカルボン酸を加え
て安定化することができる。また、有機溶媒としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコ
ール、ブチルアルコール、などのアルコール類、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、ヘキシレングリ
コール等のグリコール類、エチルセロソルブ、プロピル
セロソルブなどのセロソルブ類、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類などを用いる
ことができる。本発明では、導電性酸化物粒子の水性ゾ
ルとして得た後に、上記記載の有機溶媒による置換を行
って有機溶媒ゾルとすることもできる。上記導電性酸化
物粒子の水性ゾルまたは有機溶媒ゾルの粒子径は、透過
型電子顕微鏡による観察の結果、500nm以下であ
る。
【0019】
【作用】本発明において、インジウム化合物と酸化アン
チモン粒子の混合は、原料として用いる酸化アンチモン
が、2〜300nmの微粒子の酸化アンチモンを用いる
ことにより、1000℃以下の焼成温度でも著しく反応
性が高く、均一相を形成させる事ができるため、良好な
導電性を有する酸化物とすることができる。また、本発
明では、900℃を越える高温での焼成を行わない為、
焼結に起因する粒子成長がなく、5〜500nmの微粒
子として得られるので、容易にそれら粒子を水及び/又
は有機溶媒に分散させたゾルを得ることができる。
チモン粒子の混合は、原料として用いる酸化アンチモン
が、2〜300nmの微粒子の酸化アンチモンを用いる
ことにより、1000℃以下の焼成温度でも著しく反応
性が高く、均一相を形成させる事ができるため、良好な
導電性を有する酸化物とすることができる。また、本発
明では、900℃を越える高温での焼成を行わない為、
焼結に起因する粒子成長がなく、5〜500nmの微粒
子として得られるので、容易にそれら粒子を水及び/又
は有機溶媒に分散させたゾルを得ることができる。
【0020】本発明において、In/Sbモル比が0.
8未満であると、生成物はアンチモン酸インジウムと四
酸化アンチモン(Sb2 O4 )の混合物となり、導電性
が低下するので好ましくない。また、In/Sbモル比
が50を越える場合では酸化インジウムの構造の歪みが
小さくなりやはり導電性が低下するので好ましくない。
8未満であると、生成物はアンチモン酸インジウムと四
酸化アンチモン(Sb2 O4 )の混合物となり、導電性
が低下するので好ましくない。また、In/Sbモル比
が50を越える場合では酸化インジウムの構造の歪みが
小さくなりやはり導電性が低下するので好ましくない。
【0021】本発明において、インジウム化合物と2〜
300nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子と
の混合時間は、0.1時間〜30時間であり、0.1時
間未満でもよいが混合が不充分になる可能性があるため
好ましくない。また、30時間を越えて行ってもよい
が、製造時間が必要以上に長くなり効率的ではない。本
発明においてインジウム化合物と酸化アンチモンゾルの
混合物の乾燥物、またはインジウム化合物と酸化アンチ
モンゾルの乾燥物あるいはコロイド三酸化アンチモンの
混合物の焼成温度は700〜900℃で、700℃未満
では固相反応が起こらず、酸化インジウムと四酸化アン
チモンの混合物になり、導電性酸化物は得られないので
好ましくない。また、900℃以上では酸化インジウム
と酸化アンチモンの固相反応は進むが、灰色のアンチモ
ン酸インジウムが生成し、導電性を示さなくなるので好
ましくない。
300nmの1次粒子径を有する酸化アンチモン粒子と
の混合時間は、0.1時間〜30時間であり、0.1時
間未満でもよいが混合が不充分になる可能性があるため
好ましくない。また、30時間を越えて行ってもよい
が、製造時間が必要以上に長くなり効率的ではない。本
発明においてインジウム化合物と酸化アンチモンゾルの
混合物の乾燥物、またはインジウム化合物と酸化アンチ
モンゾルの乾燥物あるいはコロイド三酸化アンチモンの
混合物の焼成温度は700〜900℃で、700℃未満
では固相反応が起こらず、酸化インジウムと四酸化アン
チモンの混合物になり、導電性酸化物は得られないので
好ましくない。また、900℃以上では酸化インジウム
と酸化アンチモンの固相反応は進むが、灰色のアンチモ
ン酸インジウムが生成し、導電性を示さなくなるので好
ましくない。
【0022】
原料五酸化アンチモンゾルの製造 製造例1 三酸化アンチモン(三国精錬(株)製)1300gを水
5587gに分散させ、次いで35%過酸化水素水95
3.7gを添加し、90〜100℃に加温し、2時間反
応させ、五酸化アンチモンゾルを得た。得られたゾルは
比重1.198、pH1.80、粘度19.5c.
p.、Sb2 O5 として18.4重量%濃度、透過型電
子顕微鏡観察による粒子径20〜30nm、BET法に
よる比表面積55.0m2 /gであった。
5587gに分散させ、次いで35%過酸化水素水95
3.7gを添加し、90〜100℃に加温し、2時間反
応させ、五酸化アンチモンゾルを得た。得られたゾルは
比重1.198、pH1.80、粘度19.5c.
p.、Sb2 O5 として18.4重量%濃度、透過型電
子顕微鏡観察による粒子径20〜30nm、BET法に
よる比表面積55.0m2 /gであった。
【0023】実施例1 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水9
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量として39.1重量
%)242.2gを水200gに溶解した硝酸インジウ
ム水溶液を添加した。次いで90℃、6時間加温して、
水酸化インジウムと五酸化アンチモン混合スラリーを得
た。このスラリーはIn2 O3 濃度として4.9重量
%、Sb2 O5 濃度として5.7重量%、In2 O3 /
Sb2O5 モル比1.0であった。
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水9
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量として39.1重量
%)242.2gを水200gに溶解した硝酸インジウ
ム水溶液を添加した。次いで90℃、6時間加温して、
水酸化インジウムと五酸化アンチモン混合スラリーを得
た。このスラリーはIn2 O3 濃度として4.9重量
%、Sb2 O5 濃度として5.7重量%、In2 O3 /
Sb2O5 モル比1.0であった。
【0024】このスラリーを熱風乾燥機で150℃にて
蒸発乾固し、さらに300℃で加熱して、乾燥物22
3.6gを得た。この乾燥物を乳鉢で粉砕し、粉末とし
た後、アルミナるつぼに入れ、電気炉で780℃13時
間焼成し、182.6gの粉末を得た。この粉末は青灰
色を呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸イ
ンジウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。
蒸発乾固し、さらに300℃で加熱して、乾燥物22
3.6gを得た。この乾燥物を乳鉢で粉砕し、粉末とし
た後、アルミナるつぼに入れ、電気炉で780℃13時
間焼成し、182.6gの粉末を得た。この粉末は青灰
色を呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸イ
ンジウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。
【0025】この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は14.1m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は61.5nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。この粉末を100kg/cm2 でプ
レス成形したものは比抵抗値10Ωcmの導電性を示し
た。
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は14.1m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は61.5nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。この粉末を100kg/cm2 でプ
レス成形したものは比抵抗値10Ωcmの導電性を示し
た。
【0026】この粉末を蛍光X線で分析した。分析結果
はIn2 O3 含有量は45.1%、Sb2 O5 含有量は
54.9%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比は1.01
であった。 実施例2 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水3
34gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)23
0.1gを水280gに溶解した硝酸インジウム水溶液
を添加した。次いで90℃まで昇温し、10時間加温し
た後、28%アンモニア水(試薬一級)219.0gを
加えスラリーのpHを7.06に調整し、水酸化インジ
ウムと五酸化アンチモン混合物スラリーを得た。このス
ラリーはIn2 O3 濃度6.23重量%、Sb2 O5 濃
度7.64重量%、In2O3 /Sb2 O5 モル比0.
95であった。このスラリーを吸引ろ過し、次いで純粋
9000gを用いて注水洗浄を行い、ウェットケーキを
得た。このウェットケーキを熱風乾燥機で150℃にて
蒸発乾固し乾燥物234.6gを得た。この乾燥物を乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で720℃4時間焼成し、更に740℃10時間焼
成し、191.7gの粉末を得た。この粉末は青灰色を
呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。この粉
末をジェット・オー・マイザーで粉砕し、遠心沈降式粒
度分布測定により、平均粒子径0.9μmの微粉末を得
た。また、この粉末のBET法による比表面積は33.
5m2 /g、比表面積より算出した粒子径は26.0n
mであった。更に透過型電子顕微鏡観察により1次粒子
径15〜50nmで球状に近いコロイド粒子であった。
この粉末を100kg/cm2 でプレス成形したものは
比抵抗値8.0Ωcmの導電性を示した。
はIn2 O3 含有量は45.1%、Sb2 O5 含有量は
54.9%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比は1.01
であった。 実施例2 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水3
34gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)23
0.1gを水280gに溶解した硝酸インジウム水溶液
を添加した。次いで90℃まで昇温し、10時間加温し
た後、28%アンモニア水(試薬一級)219.0gを
加えスラリーのpHを7.06に調整し、水酸化インジ
ウムと五酸化アンチモン混合物スラリーを得た。このス
ラリーはIn2 O3 濃度6.23重量%、Sb2 O5 濃
度7.64重量%、In2O3 /Sb2 O5 モル比0.
95であった。このスラリーを吸引ろ過し、次いで純粋
9000gを用いて注水洗浄を行い、ウェットケーキを
得た。このウェットケーキを熱風乾燥機で150℃にて
蒸発乾固し乾燥物234.6gを得た。この乾燥物を乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で720℃4時間焼成し、更に740℃10時間焼
成し、191.7gの粉末を得た。この粉末は青灰色を
呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。この粉
末をジェット・オー・マイザーで粉砕し、遠心沈降式粒
度分布測定により、平均粒子径0.9μmの微粉末を得
た。また、この粉末のBET法による比表面積は33.
5m2 /g、比表面積より算出した粒子径は26.0n
mであった。更に透過型電子顕微鏡観察により1次粒子
径15〜50nmで球状に近いコロイド粒子であった。
この粉末を100kg/cm2 でプレス成形したものは
比抵抗値8.0Ωcmの導電性を示した。
【0027】この粉末をオートクレーブを用いて塩酸で
溶解しICPで分析した。分析結果はIn2 O3 含有量
45.0重量%、Sb2 O5 含有量55.0重量%、I
n2O3 /Sb2 O5 モル比0.95であった。この粉
末150gを水348gに分散してアンチモン酸インジ
ウム濃度30重量%とし、ガラスビーズ(ソーダガラス
2〜3mmφ)450gを添加し、ボールミルにて24
0時間粉砕し、分散を行った後、ガラスビーズを分離
し、アンチモン酸インジウム水性ゾル873.3gを得
た。
溶解しICPで分析した。分析結果はIn2 O3 含有量
45.0重量%、Sb2 O5 含有量55.0重量%、I
n2O3 /Sb2 O5 モル比0.95であった。この粉
末150gを水348gに分散してアンチモン酸インジ
ウム濃度30重量%とし、ガラスビーズ(ソーダガラス
2〜3mmφ)450gを添加し、ボールミルにて24
0時間粉砕し、分散を行った後、ガラスビーズを分離
し、アンチモン酸インジウム水性ゾル873.3gを得
た。
【0028】得られた水性ゾルを90℃15時間熟成
し、冷却後、陰イオン交換し、更に陽イオン交換した
後、ロータリーエバポレーターで498.9gまで濃縮
し、高濃度アンチモン酸インジウム水性ゾルを得た。こ
の水性ゾルは透明性を有する青灰色で、比重1.14
4、pH3.33、粘度5.5c.p.、電導度10
2.5μs/cm、InSbO4 濃度17.0重量%、
動的光散乱法による平均粒子径176nm、BET法粒
子径23.7nm、電子顕微鏡観察による粒子径15〜
50nm、遠心沈降法による平均粒子径0.08μmで
あった。
し、冷却後、陰イオン交換し、更に陽イオン交換した
後、ロータリーエバポレーターで498.9gまで濃縮
し、高濃度アンチモン酸インジウム水性ゾルを得た。こ
の水性ゾルは透明性を有する青灰色で、比重1.14
4、pH3.33、粘度5.5c.p.、電導度10
2.5μs/cm、InSbO4 濃度17.0重量%、
動的光散乱法による平均粒子径176nm、BET法粒
子径23.7nm、電子顕微鏡観察による粒子径15〜
50nm、遠心沈降法による平均粒子径0.08μmで
あった。
【0029】このゾルは50℃1ヶ月放置しても沈降物
の生成、ゲル化などの異常は認められず、安定であっ
た。このゾルをアプリケーターにてガラス板上に塗布
し、150℃で乾燥して、約5μの導電膜を形成させ
た。このガラス板の透過率は96.4%で、良好な透明
性を示した。また、導電性を測定したところ20MΩc
mであった。
の生成、ゲル化などの異常は認められず、安定であっ
た。このゾルをアプリケーターにてガラス板上に塗布
し、150℃で乾燥して、約5μの導電膜を形成させ
た。このガラス板の透過率は96.4%で、良好な透明
性を示した。また、導電性を測定したところ20MΩc
mであった。
【0030】上記水性ゾル160gにイソプロピルアミ
ン0.1gを加えてpH調整を行った後ナス型フラスコ
に採取し、ロータリーエバポレーターにて減圧でメタノ
ール6リットルをチャージしながら溶媒置換を行い、ア
ンチモン酸インジウムのメタノールゾル151.3gを
得た。このメタノールゾルは比重0.912、pH(等
重量の水で希釈して測定)5.71、粘度3.0c.
p.、アンチモン酸インジウム濃度18.0重量%、
0.2%液透過率52.2%、電導度7.40μs/c
m、動的光散乱法による平均粒子径187nmであっ
た。
ン0.1gを加えてpH調整を行った後ナス型フラスコ
に採取し、ロータリーエバポレーターにて減圧でメタノ
ール6リットルをチャージしながら溶媒置換を行い、ア
ンチモン酸インジウムのメタノールゾル151.3gを
得た。このメタノールゾルは比重0.912、pH(等
重量の水で希釈して測定)5.71、粘度3.0c.
p.、アンチモン酸インジウム濃度18.0重量%、
0.2%液透過率52.2%、電導度7.40μs/c
m、動的光散乱法による平均粒子径187nmであっ
た。
【0031】実施例3 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水3
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)24
2.2gを水241.5gに溶解した硝酸インジウム水
溶液を添加した。次いで90℃まで昇温し、10時間加
温した後、28%アンモニア水(試薬一級)125.8
gを加え、スラリーのpHを7.05に調整し、水酸化
インジウムと五酸化アンチモン混合スラリーを得た。こ
のスラリーはIn2 O3 濃度6.27重量%、Sb2 O
5 濃度7.31重量%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比
1.0であった。
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水3
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で、硝酸イン
ジウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )
3 ・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)24
2.2gを水241.5gに溶解した硝酸インジウム水
溶液を添加した。次いで90℃まで昇温し、10時間加
温した後、28%アンモニア水(試薬一級)125.8
gを加え、スラリーのpHを7.05に調整し、水酸化
インジウムと五酸化アンチモン混合スラリーを得た。こ
のスラリーはIn2 O3 濃度6.27重量%、Sb2 O
5 濃度7.31重量%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比
1.0であった。
【0032】このスラリーを吸引ろ過し、次いで純粋4
000gを用いて注水洗浄を行い、ウェットケーキを得
た。このウェットケーキを熱風乾燥機で150℃にて蒸
発乾固し乾燥物を210.2gを得た。この乾燥物を乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で720℃5時間焼成し、更に740℃10時間焼
成し、193.0gの粉末を得た。この粉末は青灰色を
呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。
000gを用いて注水洗浄を行い、ウェットケーキを得
た。このウェットケーキを熱風乾燥機で150℃にて蒸
発乾固し乾燥物を210.2gを得た。この乾燥物を乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で720℃5時間焼成し、更に740℃10時間焼
成し、193.0gの粉末を得た。この粉末は青灰色を
呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸インジ
ウム(InSbO4 )の回折ピークと一致した。
【0033】この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は36.5m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は23.8nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。この粉末を100kg/cm2 でプ
レス成形したものは比抵抗値10Ωcmの導電性を示し
た。
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は36.5m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は23.8nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。この粉末を100kg/cm2 でプ
レス成形したものは比抵抗値10Ωcmの導電性を示し
た。
【0034】この粉末を塩酸でオートクレーブにて溶解
しICPで分析した。分析結果はIn2 O3 46.0
%、Sb2 O5 54.0%、In2 O3 /Sb2 O5 モ
ル比0.99であった。 実施例4 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)をスプレードラ
イして得たパウダー6.67g(Sb2 O5 含有量90
重量%)に水酸化インジウム(三津和化学薬品製In2
O3 ・xH2 O、In2 O3 含有量80重量%)11.
26gを乳鉢で混合粉砕し、In2 O3/Sb2 O5 モ
ル比1.75の粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、
電気炉で800℃16時間焼成した。この粉末は薄い青
灰色を呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸
インジウム(InSbO4 )の回折ピークと、純粋な酸
化インジウムの回折ピークより僅かにシフトした回折ピ
ークを得た。この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径0.
65μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法に
よる比表面積は11.9m2 /g、比表面積より算出し
た粒子径は73.4nmであった。更に透過型電子顕微
鏡観察により1次粒子径20〜50nmであった。この
粉末を100kg/cm2 でプレス成形したものは比抵
抗値10〜20Ωcmの導電性を示した。
しICPで分析した。分析結果はIn2 O3 46.0
%、Sb2 O5 54.0%、In2 O3 /Sb2 O5 モ
ル比0.99であった。 実施例4 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)をスプレードラ
イして得たパウダー6.67g(Sb2 O5 含有量90
重量%)に水酸化インジウム(三津和化学薬品製In2
O3 ・xH2 O、In2 O3 含有量80重量%)11.
26gを乳鉢で混合粉砕し、In2 O3/Sb2 O5 モ
ル比1.75の粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、
電気炉で800℃16時間焼成した。この粉末は薄い青
灰色を呈し、X線回折の結果、ASTMのアンチモン酸
インジウム(InSbO4 )の回折ピークと、純粋な酸
化インジウムの回折ピークより僅かにシフトした回折ピ
ークを得た。この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径0.
65μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法に
よる比表面積は11.9m2 /g、比表面積より算出し
た粒子径は73.4nmであった。更に透過型電子顕微
鏡観察により1次粒子径20〜50nmであった。この
粉末を100kg/cm2 でプレス成形したものは比抵
抗値10〜20Ωcmの導電性を示した。
【0035】比較例1 実施例2で得たウェットケーキの乾燥物をアルミナるつ
ぼに入れ、電気炉で950℃4時間焼成した。得られた
粉末は灰色を示しX線回折の結果、アンチモン酸インジ
ウムのASTMのピークと一致した。ピークは実施例2
で得られた粉末のX線回折ピークよりもシャープであり
結晶化が進んでいる事が確認された。また、この粉末を
100kg/cm2 でプレス成形したものは比抵抗値で
100〜200kΩcmとなり、小さな導電性しか示さ
なかった。
ぼに入れ、電気炉で950℃4時間焼成した。得られた
粉末は灰色を示しX線回折の結果、アンチモン酸インジ
ウムのASTMのピークと一致した。ピークは実施例2
で得られた粉末のX線回折ピークよりもシャープであり
結晶化が進んでいる事が確認された。また、この粉末を
100kg/cm2 でプレス成形したものは比抵抗値で
100〜200kΩcmとなり、小さな導電性しか示さ
なかった。
【0036】比較例2 製造例1で作成した五酸化アンチモンゾル(比重1.1
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水6
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で硝酸インジ
ウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )3
・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)12
1.1gを水100gに溶解した硝酸インジウムを添加
した。次いで90℃9時間加温して、水酸化インジウム
と五酸化アンチモン混合スラリーを得た。このスラリー
はIn2 O3 濃度3.3重量%、Sb2 O5 濃度7.8
重量%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比0.5であっ
た。
98、Sb2 O5 濃度18.4重量%)600gに水6
00gを添加、希釈した後、撹拌下に室温で硝酸インジ
ウム(三津和化学薬品製(試薬特級)In(NO3 )3
・3H2 O、In2 O3 含有量39.1重量%)12
1.1gを水100gに溶解した硝酸インジウムを添加
した。次いで90℃9時間加温して、水酸化インジウム
と五酸化アンチモン混合スラリーを得た。このスラリー
はIn2 O3 濃度3.3重量%、Sb2 O5 濃度7.8
重量%、In2 O3 /Sb2 O5 モル比0.5であっ
た。
【0037】このスラリーを熱風乾燥機で150℃にて
蒸発乾固し乾燥物を168.3gを得た。この乾燥物を
乳鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、
電気炉で780℃19時間焼成し、149.9gの粉末
を得た。この粉末は薄い青灰色を呈し、X線回折の結
果、ASTMのアンチモン酸インジウム(InSb
O4)の回折ピークと四酸化アンチモンの回折ピークが
認められた。この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は14.2m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は61.5nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。しかし、この粉末を100kg/c
m2 でプレス成形したものは比抵抗値500〜1000
kΩcmの導電性しか示さなかった。
蒸発乾固し乾燥物を168.3gを得た。この乾燥物を
乳鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、
電気炉で780℃19時間焼成し、149.9gの粉末
を得た。この粉末は薄い青灰色を呈し、X線回折の結
果、ASTMのアンチモン酸インジウム(InSb
O4)の回折ピークと四酸化アンチモンの回折ピークが
認められた。この粉末をジェット・オー・マイザーで粉
砕し、遠心沈降式粒度分布測定により、平均粒子径1.
2μmの微粉末を得た。また、この粉末のBET法によ
る比表面積は14.2m2 /g、比表面積より算出した
粒子径は61.5nmであった。更に透過型電子顕微鏡
観察により1次粒子径20〜50nmで球状に近いコロ
イド粒子であった。しかし、この粉末を100kg/c
m2 でプレス成形したものは比抵抗値500〜1000
kΩcmの導電性しか示さなかった。
【0038】比較例3 市販の水酸化インジウム(三津和化学薬品製In2 O3
・xH2 O、In2 O3 含有量80重量%)10gを乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で800℃19時間焼成し、粉末を得た。この粉末
は黄白色を呈し、その導電性を測定したところ、ほとん
ど導電性を示さなかった。
・xH2 O、In2 O3 含有量80重量%)10gを乳
鉢で粉砕し、粉末とした後、アルミナるつぼに入れ、電
気炉で800℃19時間焼成し、粉末を得た。この粉末
は黄白色を呈し、その導電性を測定したところ、ほとん
ど導電性を示さなかった。
【0039】
【発明の効果】本発明の導電性酸化物粒子は、In:S
b:Oのモル比として1:0.02〜1.25:1.5
5〜4.63の比率のインジウム原子、アンチモン原子
及び酸素原子を含有し、実質的にはアンチモンがドープ
された酸化インジウムと、アンチモン酸インジウムの単
独物または混合物である。
b:Oのモル比として1:0.02〜1.25:1.5
5〜4.63の比率のインジウム原子、アンチモン原子
及び酸素原子を含有し、実質的にはアンチモンがドープ
された酸化インジウムと、アンチモン酸インジウムの単
独物または混合物である。
【0040】この導電性酸化物粒子は1次粒子径が5〜
500nmの微粒子であり、分散することにより透明性
が高いゾルを得ることが出来る。また、この酸化物は電
子電導性を有し、1Ωcm〜1000Ωcmの比抵抗を
有する。かつ、この酸化物は水溶液中や有機溶媒中でも
安定であり、高温でも安定である。また、高い屈折率を
有している。この酸化物は五酸化アンチモンを含有して
いるため難燃助剤としての機能も持っている。
500nmの微粒子であり、分散することにより透明性
が高いゾルを得ることが出来る。また、この酸化物は電
子電導性を有し、1Ωcm〜1000Ωcmの比抵抗を
有する。かつ、この酸化物は水溶液中や有機溶媒中でも
安定であり、高温でも安定である。また、高い屈折率を
有している。この酸化物は五酸化アンチモンを含有して
いるため難燃助剤としての機能も持っている。
【0041】以上のことから本発明の導電性酸化物粒子
は、プラスチックス成形品、プラスチックスフィルム、
プラスチックス繊維、ガラス、紙などに添加または塗布
することにより帯電防止剤として使用することが出来
る。特に透明性帯電防止剤として有効である。また、ガ
ラスやセラミックスの表面に塗布し、焼き付けることに
より抵抗体として使用することが出来る。
は、プラスチックス成形品、プラスチックスフィルム、
プラスチックス繊維、ガラス、紙などに添加または塗布
することにより帯電防止剤として使用することが出来
る。特に透明性帯電防止剤として有効である。また、ガ
ラスやセラミックスの表面に塗布し、焼き付けることに
より抵抗体として使用することが出来る。
【0042】本発明の導電性酸化物粒子は、シランカッ
プリング剤の部分加水分解液、エチルシリケートやメチ
ルシリケートの加水分解液、樹脂エマルジョン、水溶性
高分子液、メチルメタアクリレートなどの樹脂の有機溶
媒溶解液、シリコーンオイル、塗料などと混合して使用
することにより、透明性帯電防止剤、高屈折率ハードコ
ート剤、反射防止剤、帯電防止能を有するコート剤、電
気粘性流体などとして用いることが出来る。
プリング剤の部分加水分解液、エチルシリケートやメチ
ルシリケートの加水分解液、樹脂エマルジョン、水溶性
高分子液、メチルメタアクリレートなどの樹脂の有機溶
媒溶解液、シリコーンオイル、塗料などと混合して使用
することにより、透明性帯電防止剤、高屈折率ハードコ
ート剤、反射防止剤、帯電防止能を有するコート剤、電
気粘性流体などとして用いることが出来る。
【0043】また、本発明の導電性酸化物粒子は、水ガ
ラス、リン酸アルミ水溶液、クロム酸水溶液、メッキ液
などに混合することにより金属の表面処理剤などとして
用いることが出来る。本発明の導電性酸化物粒子は、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリ
ル、ポリカーボネート、ポリエステル、エポキシ、ポリ
ウレタンなどの樹脂に有機ハロゲン化合物と併用するこ
とにより、またハロゲン含有ビニル樹脂、モダアクリル
樹脂などに添加することにより、これらの樹脂を難燃化
することが出来る。
ラス、リン酸アルミ水溶液、クロム酸水溶液、メッキ液
などに混合することにより金属の表面処理剤などとして
用いることが出来る。本発明の導電性酸化物粒子は、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリ
ル、ポリカーボネート、ポリエステル、エポキシ、ポリ
ウレタンなどの樹脂に有機ハロゲン化合物と併用するこ
とにより、またハロゲン含有ビニル樹脂、モダアクリル
樹脂などに添加することにより、これらの樹脂を難燃化
することが出来る。
【0044】また、この酸化物は金属、プラスチック
ス、セラミックス等の複合材料用のマイクロフィラーと
しても使用することが出来る。
ス、セラミックス等の複合材料用のマイクロフィラーと
しても使用することが出来る。
【図1】実施例2で作成したアンチモン酸インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物粒子の水性ゾルの粒子構
造を示す透過型電子顕微鏡写真で、倍率は20万倍であ
る。
結晶構造を有する導電性酸化物粒子の水性ゾルの粒子構
造を示す透過型電子顕微鏡写真で、倍率は20万倍であ
る。
【図2】実施例2で作成したアンチモン酸インジウムの
結晶構造を有する導電性酸化物のX線回折図。
結晶構造を有する導電性酸化物のX線回折図。
【図3】比較例1で作成したアンチモン酸インジウムの
結晶構造を有する酸化物のX線回折図。
結晶構造を有する酸化物のX線回折図。
Claims (10)
- 【請求項1】In:Sb:Oのモル比として1:0.0
2〜1.25:1.55〜4.63の比率のインジウム
原子、アンチモン原子及び酸素原子からなり、且つ5〜
500nmの1次粒子径を有する導電性酸化物粒子。 - 【請求項2】In:Sb:Oのモル比として1:0.8
3〜1.25:3.58〜4.63の比率のインジウム
原子、アンチモン原子及び酸素原子からなり、5〜50
0nmの1次粒子径を有し、且つアンチモン酸インジウ
ムの結晶構造を有する導電性酸化物粒子。 - 【請求項3】アンチモン酸インジウムの結晶構造を有す
る導電性酸化物粒子、酸化インジウムの結晶構造を有す
る導電性酸化物粒子、及びアンチモン酸インジウムの結
晶構造と酸化インジウムの結晶構造を有する導電性酸化
物粒子の混合物であって、それぞれの粒子は、5〜50
0nmの1次粒子径を有し、且つ、当該混合物はIn:
Sb:Oのモル比として1:0.10〜0.83:1.
75〜3.58の比率のインジウム原子、アンチモン原
子及び酸素原子からなることを特徴とする混合物。 - 【請求項4】In:Sb:Oのモル比として1:0.0
2〜0.10:1.55〜1.75の比率のインジウム
原子、アンチモン原子及び酸素原子からなり、5〜50
0nmの1次粒子径を有し、且つ酸化インジウムの結晶
構造を有する導電性酸化物粒子。 - 【請求項5】インジウム化合物と2〜300nmの1次
粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモ
ル比で0.8〜50に混合し、そして大気中で700〜
900℃で焼成することを特徴とする、請求項1記載の
導電性酸化物粒子の製造方法。 - 【請求項6】インジウム化合物と2〜300nmの1次
粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモ
ル比で0.8〜1.2に混合し、そして大気中で700
〜900℃で焼成することを特徴とする、請求項2記載
の導電性酸化物粒子の製造方法。 - 【請求項7】インジウム化合物と2〜300nmの1次
粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモ
ル比で1.2〜10に混合し、そして大気中で700〜
900℃で焼成することを特徴とする、請求項3記載の
導電性酸化物粒子の混合物の製造方法。 - 【請求項8】インジウム化合物と2〜300nmの1次
粒子径を有する酸化アンチモン粒子を、In/Sbのモ
ル比で10〜50に混合し、そして大気中で700〜9
00℃で焼成することを特徴とする、請求項4記載の導
電性酸化物粒子の製造方法。 - 【請求項9】インジウム化合物が、水酸化インジウム、
酸化インジウム、インジウムの無機酸塩、インジウムの
有機酸塩及びインジウムの有機化合物からなる群より選
ばれた1種以上のインジウム化合物である請求項5乃至
請求項8の何れか1項に記載の導電性酸化物粒子の製造
方法。 - 【請求項10】2〜300nmの1次粒子径を有する酸
化アンチモン粒子が、五酸化アンチモン粒子である請求
項5乃至請求項9の何れか1項に記載の導電性酸化物粒
子の製造方法。
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