JPS61141616A - 導電性二酸化チタン微粉末及びその製造方法 - Google Patents

導電性二酸化チタン微粉末及びその製造方法

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JPS61141616A
JPS61141616A JP26160384A JP26160384A JPS61141616A JP S61141616 A JPS61141616 A JP S61141616A JP 26160384 A JP26160384 A JP 26160384A JP 26160384 A JP26160384 A JP 26160384A JP S61141616 A JPS61141616 A JP S61141616A
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antimony
aqueous solution
chloride
oxide
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JP26160384A
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Masashi Sakamoto
坂本 正志
Haruo Okuda
奥田 晴夫
Hideo Takahashi
英雄 高橋
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Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
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Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は導電性、透明性及び紫外線吸収能を兼み備えた
二酸化チタン微粉末に関し、特に導電性プラスチックス
、静電記録紙、帯電防止用フィルムなどの導電性及び透
明性付与剤、化学繊維などの帯電防止剤として有用な二
酸化チタン微粉末及びその製造方法に関する。
(従来の技術) プラスチックスの導電性付与剤としては専らカーボンブ
ラックが使用されているが、最近では、二酸化チタン顔
料の表面を酸化第二錫でコーティングしたもの(特公昭
58−39175号)、同様に酸化第二錫−アンチモン
でコーティングしたもの(特開昭56−41603号)
などが提案されている。
(発明が解決しようとする問題点) カーボンブラックは樹脂への分散性が悪く、また発ガン
性物質を含んでいるといった基本的な問題点を抱えてい
る。更に、カーボンブラックはプラスチックスを黒色に
着色するために、使用分野によっては美感上黒色が忌避
されたりすることがある。他方、電子機器或はその包装
材料の分野では中味が見える透明プラスチックスの需要
があり、そのための透明性及び導電性付与材料の出現が
期待されている。前記先行特許に提案のものはいずれも
平均粒径が0.1〜0.4μのTiO□を使用した白色
の導電性二酸化チタン顔料に関するものであり、このよ
うなものでは紫外線吸収能はあるものの透明プラスチッ
クスは得られない。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記の要望に答えるべく、透明性及び導電
性を付与する物質について研究した結・果、基体粒子と
して平均粒径0.05〜0.1μの微細な二酸化チタン
を使用し、この二酸化チタンの表面に酸化スズ及び酸化
アンチモンの特定量から成る被覆層を中和反応によって
形成することにより、安定した被覆層をもつ導電性二酸
化チタン微粉末が効率よく得られ、このものは各種の樹
脂に配合し加熱、成型することによりプラスチックスに
透明性、紫外線吸収能を付与するものであるとの知見を
得たのである。
すなわち、本願の第一の発明は、平均粒径が0.05〜
0.1μの二酸化チタン基体粒子表面に酸化スズ及び酸
化アンチモンから成る被覆層を該二酸化チタンに対し5
n02及び5btOsとして15〜120重量%含有し
、該アンチモンは被覆層中に8〜35重量%含まれるこ
とを特徴とする導電性二酸化チタン微粉末であり、本願
の第二の発明は、平均粒径が0.05〜0.1μの二酸
化チタンを分散させた加熱水溶液中に、塩化スズと塩化
アンチモンとを溶解した塩酸水溶液を添加し、pH3〜
9の条件下で酸化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆
層を形成することを特徴とする導電性二酸化チタン微粉
末の製造方法である。
本発明の導電性二酸化チタン微粉末は、二酸化チタン基
体粒子の表面に特定量の酸化スズと酸化アンチモンから
成る被覆層を有するものである。この二酸化チタン基体
粒子は平均粒径が0.05〜0.1μの微粒子であり、
このものは例えばチタニル硫酸などのチタン硫酸塩類の
酸性溶液または四塩化チタンなどのチタン塩化物の酸性
溶液などを中和して析出させたコロイド状チタン化合物
を必要に応じ熟成した後400〜650℃望ましくは4
50〜600℃で焼成し、粉砕して得られる。二酸化チ
タン基体粒子の平均粒径が0.05μよりも小さくなる
とプラスチックス、塗料の製造の際樹脂媒体での分散が
困難となり、ひいては、導電性、透明性を低下させるこ
とになるので望ましくない。また、0.1μよりも大き
くなると、透明性が得られ難Iくなり望ましくない。
二酸化チタン基体粒子表面の被覆層は酸化スズと酸化ア
ンチモンから成る。この被覆層は基体の二酸化チタンに
対し、15〜120重量%望ましくは25〜80重量%
、特に望ましくは35〜65重量%である。被覆量が上
記範囲より少なくなり過ぎると所望の導電性が得られ難
!くなり、また多くなり過ぎでもそれに応じた導電性の
向上が期待できず、かつ経済的でない。
前記被覆層中の酸化アンチモンの量は、sb、o3とし
て8〜35m景%、望ましくは10〜30重景%特に望
しましくは15〜25 fi量%である。酸化アンチモ
ンの量が前記範囲より少なくなり過ぎたり、多くなり過
ぎたりすると所望の導電性が得られ難くなり、特に多く
なり過ぎると酸化アンチモンによる着色が強くなり望ま
しくない。
本発明の導電性二酸化チタン微粉末を製造するには、ま
ず、基体粒子である前記の微細な二酸化チタンを水に分
散させて水性スラリーとする。この水性スラリーの温度
は後記するアルカリによる中和工程において酸化スズ及
び酸化アンチモンが二酸化チタン基体粒子の表面上で均
一な被覆層を形成するように普通50〜90℃に維持す
るのが望ましい。水性スラリーの二酸化チタンの濃度は
普通100 g /ρ以下、望ましくは10〜50 g
 / Qである。この濃度が高くなり過ぎると酸化スズ
及び酸化アンチモンを均一に被覆するのが困難となる。
なお、二酸化チタンの水における分散を容易にするため
に必要に応じ、ピロリン酸ナトリウム、アルカノールア
ミンなどの分散剤を添加したり、水性スラリーをサンド
ミル、ペブルミル、ボールミルなどの湿式粉砕機で粉砕
してもよい。
次に、前記二酸化チタンの水性スラリーに塩ンチモンか
ら成る被覆層を該二酸化チタン基体pHを3〜9に調整
しながら該塩酸水溶液を添加する方法、或は水性スラリ
ーに該塩酸水溶液を添加した後にアルカリ水溶液を添加
して最終的にpHを3〜9に調整する方法のいずれを採
用してもよい。該塩酸水溶液中の塩化スズと塩化アンチ
モンの濃度は、二酸化チタンに対しSnO,及モンが8
〜35重量%含まれるのに必要な量である。pHを調整
するために添加するアルカリ水溶液のアルカリとしては
、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩などがあり、具体的
には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウムなどが挙げら・れる。
本発明方法において、上記のアルカリ水溶液を添加する
ことなく、スラリーの加熱のみで塩化スズ及び塩化アン
チモンの加水分解を起こさせる場合は、加水分解速度が
遅いために酸化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆層
の形成に著しく長時間を要したり、酸化スズ、酸化アン
チモンを設定量、設定割合で被覆するのが困難であった
り、また均一な層になり難く、所望の導電性が得られな
くなるなどの欠陥がある。
以上のようにして、酸化スズ及び酸化アンチモンで被覆
された二酸化チタンの水性スラリーは、その後必要に応
じてpHを6〜9に調整した後濾過、洗浄して可溶性塩
類を除去し、乾燥する。更に、その後400〜800℃
望ましくは450〜600℃の温度で焼成し、通常の粉
砕処理を施して導電性二酸化チタン微粉末とする。なお
、焼成処理を上記範囲からはずれた温度で行なうと良好
な導電性が得られ難くなる。
このようにして得られる本発明の導電性二酸化チタン微
粉末は、粉体抵抗値(100kg / cm2加圧)が
普通数Ωcm〜数百Ωcmの良好な導電性を示し、また
(A(脂媒体に混合し、成形してプラスチックスとした
場合、或は塗料として基体に塗布して塗膜とした場合、
普通表面抵抗値105〜108Ω/口の良好な導電性を
付与できる。更に、本発明の導電性二酸化チタン微粉末
は、前記プラスチックス或は塗膜中に混入されても可視
光線をよく透過し、又紫外線を吸収する性質を具備して
いるにのような性質を具備した本発明の導電性二酸化チ
タン像粒末は、導電性プラスチックス、静電記録紙、帯
電防止用フィルムなどの導電性及び透明性付与剤として
有用である。
実施例1 四塩化チタン溶液を水酸化ナトリウムで中和しで析出さ
せたコロイド状チタン化合物を熟成後575℃で焼成し
、ハンマーミル(乾式粉砕機)で粉砕して平均粒径0.
08μの二酸化チタンを得た。この二酸化チタンを水に
分散させ、更にピリ ロψン酸ナトリウムを添加してサンドミルで湿式粉砕し
て二酸化チタン濃度が50g/ρの水性入ラリ−とした
上記スラリーを80℃に加熱した後この中に、塩化スズ
(5nC14・5H20) 45.6 g及び塩化アン
チモン(5bCI3) S、5 gを2N−塩酸溶液3
00 ccに溶解した溶液と10%の水酸化ナトリウム
溶液とを系のpHを6〜9に維持しながら60分間にわ
たって添加して二酸化チタン粒子表面に酸化スズ及び酸
化アンチモンから成る被覆層を形成させた。その後スラ
リーのpHを最終的に8.2に調整した後濾液の比抵抗
が20,000ΩC111になるまで濾過、洗浄し、乾
燥(120℃)した。
このようにして得られた二酸化チタン乾燥物を電気炉で
500°Cにて60分間焼成し、次いでパルベライザー
で粉砕して本発明の導電性二酸化チタン微粉末を得た。
実施例2 実施例1と同じ二酸化チタンをピロリン酸ナトリウムと
共に水に加えて分散させ、サンドミルで湿式粉砕して二
酸化チタン濃度が50 g / (1の水性スラリーと
した・ このスラリーを70℃に加熱した後、この中に塩化スズ
(5nC1,・5H20) 71.0 g及び塩化アン
チモン(5bClz ) 11.0 gを2N−塩酸溶
液300 ccに溶解した溶液を40分間かけて添加し
た。その後攪拌し、10%の水酸化ナトリウム溶液を6
0分間かけてゆっくり添加し、スラリーのpHを8.4
に調整して二酸化チタン粒子表面に酸化スズ及び酸化ア
ンチモンから成る被覆層を形成させた。その後実施例1
と同様にして濾過、洗浄、乾燥し、更に焼成、粉砕して
本発明の導電性二酸化チタン微粉末を得た。
比較例 実施例1において、平均粒径0.08μの二酸化チタン
に代えて平均粒径0.26μの二酸化チタンを使用する
こと、塩化スズ(5nCl=・51120 )及び塩化
アンチモン(5bC1,)の添加量をそれぞれ34.9
g及び3.77 gとすること及び電気炉での焼成を6
00℃にて120分間行なうこと以外は同様に処理して
二酸化チタン粉末を得た。
試験例 前記実施例及び比較例の二酸化チタン粉末についてその
性能を試験し、表1及び表2の結果を得た。
なお、表1及び表2の評価は次のようにして行なった。
(1)粉体抵抗(Ωam):  試料粉末を100 k
g / 0m2の圧力で成型して円柱状圧粉体(直径1
8 ILIm、厚さ3mm)とし、その直流抵抗を測定
した。
(2)表面抵抗(Ω/口)二 試料粉末をポリビニルア
ルコール樹脂に混和して塗料化した後(PVC= 20
 %、SVC= 11.5%)、井10、$ 20 ノ
フイヤーアプリケーターでモレストチャートに塗布し、
塗膜の表面抵抗をデジタルオームメーターR−506型
(川口電機株式会社製)で測定した。
(3)透過率(%): 試料粉末をポリビニルアルコー
ル樹脂に混和して塗料化した後(PVC= 20%、S
VC= 11.5%)、#10(7)ツイヤ−アプリケ
ーターでポリプロピレンフィルムに塗布した。塗膜の透
過率を分光光度計UV −240(島津製作所製)で測
定した。
表1 実施例1  0.05〜0.1   50    21
.5    19.3/12   //   75 1
8,7  9.4比較例1   0.26    15
    13.8    3.0表2 表面抵抗(Ω/口)     透過率(%)#10  
  #20  700nm  550nm  400n
m  350nm実施例1 2.4X10フ 7.5X
10’  82  73  47  3//    2
   3.0X10フ  8.8X10’    87
      77      49      4比較
例1 3.lX10”  1.0X10フ 55  5
1  47  11(発明の効果) 表1及び表2の結果から明らかなように、本発明の導電
性二酸化チタン微粉末は、粉体自体も良好な導電性を示
し、特に樹脂媒体に配合してプラスチック又とした場合
は、優れた導電性及び透明性を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均粒径が0.05〜0.1μの二酸化チタン基
    体粒子表面に酸化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆
    層を該二酸化チタンに対しSnO_2及びSb_2O_
    3として15〜120重量%含有し、該アンチモンは被
    覆層中に8〜35重量%含まれることを特徴とする導電
    性二酸化チタン微粉末。
  2. (2)平均粒径が0.05〜0.1μの二酸化チタンを
    分散させた加熱水溶液中に、塩化スズと塩化アンチモン
    とを溶解した塩酸水溶液を添加し、pH3〜9の条件下
    で酸化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆層を形成す
    ることを特徴とする導電性二酸化チタン微粉末の製造方
    法。
  3. (3)二酸化チタンを分散させた加熱水溶液中に塩化ス
    ズと塩化アンチモンとを溶解した塩酸水溶液を、アルカ
    リを加えて系のpHを3〜9に調整しながら添加して酸
    化スズ及び酸化アンチモンから成る被覆層を形成するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(2)項の方法。
  4. (4)二酸化チタンを分散させた加熱水溶液中に塩化ス
    ズと塩化アンチモンとを溶解した塩酸水溶液を添加した
    後アルカリを加え系のpHを3〜9に調整して酸化スズ
    及び酸化アンチモンから成る被覆層を形成することを特
    徴とする特許請求の範囲第(2)項の方法。
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