JPS62122005A - 導電性に優れた繊維状白色導電性フイラ−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】 （発明の利用分野） 本発明は導電性を付与するために紙、プラスチック或い
はゴム等に混合する繊維状白色導電性フィラーの製造方
法に関し、更に詳細には体積固有抵抗値が低く、かつ単
位重量当たりの導電性付与効果に著しく優れた繊維状チ
タン酸アルカリ白色導電性フィラーの製造方法に関する
ものである。

（従来技術） 近年、静電複写紙を始め帯電防止プラスチック、帯電防
止塗料等の白色色調が要求される分野にはカーボンブラ
ック、銀、銅、アルミニウム等の導電性粉末に代わり酸
化錫系粉末が使用されている。

周知の如く導電性付与剤は紙、プラスチック、ゴム等の
導電性を付与すべき物質に混入され、該物質に良好な導
電性を付与せしめるためには少なくとも隣接する導電性
粉末同志が接触するように多量の粉体を混入しなければ
ならず、導電性粉末が高価な場合にはその用途が自ずと
限定される。それ故少量の導電性付与剤でも導電路を形
成することのできる針状の酸化錫、或いは繊維状物質、
例えばガラスファイバー、有機高分子物質等に導電性物
質を被覆した導電性付与剤が教示されている（例えば特
開昭５６−１２０５１９号公報）。しかしながら針状の
酸化錫は粉末に比較して使用量は減少するものの必ずし
も十分に満足される程度のものではなく、又繊維状物質
に導電性物質を被覆したものは導電性物質の総使用量は
減少するものの、紙、プラスチック、ゴム等の導電性を
付与すべき物質に混入した時繊維状物質から導電性物質
が剥離してしまうためか所望の導電性付与効果が得られ
ないという欠点を有する。

又特開昭５０−６２３５号公報には一般式に２０・ｎＴ
ｉ０□・ｍＨ２０（式中ｎは８以下の正の実数、ｍはＯ
又は４以下の正の実数を意味する） で表されるチタン酸カリウム繊維に酸化錫系物質を添加
した白色導電性付与剤が教示されている。

該導電性付与剤は白色性に優れ、ガラスファイバー等の
繊維状物質に導電性物質を被覆した導電性付与剤に比較
し、若干の導電性付与効果は優れているもののその導電
性付与効果において未だ満足し得るものではない。

（発明が解決しようとする問題点） かかる事情下に鑑み本発明者等は、体積固有抵抗値が低
（、単位重量当たりの導電性付与効果が優れた白色導電
性物質を得るべく鋭意検討した結果、チタン酸アルカリ
繊維に導電性金属化合物を被覆せしめるに際し、予め該
チタン酸アルカリ繊維を酸処理する場合には上記目的を
満足し得ることを見い出し、本発明方法を完成するに至
った。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、チタン酸アルカリ繊維を少なくとも該チタン
酸アルカリ繊維の構成成分中のアルカリが溶出する条件
で酸処理し、該酸処理後のアルカリ分の減少したチタン
酸アルカリ繊維の表面に導電性金属化合物を被覆してな
る導電性に優れた繊維状白色導電性フィラーの製造方法
を提供するにある。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に使用するチタン酸アルカリ繊維は顕微鏡性観察
において繊維長さが１μ〜ＩＮ、好ましくは１０〜１０
０μ、針状比がｌＯ〜１０００、好ましくは２０〜１０
０で、化学組成が一般式Ｍ２０−ａＴｉＯｘ−ｂＨ２０
（式中ＭはＬｉ。

Ｎａ、になどのアルカリ金属、Ｏ＜ａ≦１３．０≦ｂ≦
５．５、Ｏ＜ｘ≦２、ａ、ｂＳｘは実数）で表されるも
ので、Ｍがカリウムであるチタン酸カリウム繊維が好適
であり、就中二チタン酸カリウム繊維、四チタン酸カリ
ウム繊維が最も好適である。

繊維長が１μ未満の場合には均一な導電層の被覆が形成
され難＜、所要の導電性を付与できず、他方１１１を越
える場合には繊維の切断等が起こるため好ましくない。

又針状比は１０未満の場合には当然のことながら、少量
の導電性付与剤で導電路が形成されるという繊維状物質
を用いた場合の効果が達成されず、逆に針状比が１００
０を越える場合には紙、プラスチック、ゴム等への混合
時の分散性が悪くなる。

本発明においては上述の一般式を有するチタン酸アルカ
リ繊維に導電性金属化合物を被覆せしめるに際し、予め
該チタン酸アルカリ繊維を酸で処理することを必須とす
る。該酸処理は酸処理に供されるチタン酸アルカリ繊維
中のアルカリ分を溶出中和せしめる酸及び酸処理条件で
あれば特に限定されるものではないが、例えば酸として
塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸の単独或いは混合物、更には
酢酸等の有機酸が挙げられる。又酸処理条件も常温、常
圧下から加温、加圧或いは減圧下等いずれの条件を選定
しても良く、酸濃度もチタン酸アルカリ繊維の物理物性
を著しく阻害する濃度のものでなければ同等制限される
ものではない。

酸処理の程度はチタン酸アルカリ繊維中のアルカリが溶
出すれば、少量の溶出であっても処理しないものに比較
し、導電性は向上するが、通常、処理前のチタン酸アル
カリ繊維中に含有されるアルカリ量のＡ以上、好ましく
はＡ以上溶出させる条件が採用される。

酸処理後のチタン酸アルカリ繊維は次いで水洗、乾燥さ
れ、凝集塊が解砕された後、導電性物質が被覆される。

本発明方法に用いられる導電性物質としては、例えば酸
化錫、酸化アンチモン、インジウム及びヨウ化銅等の透
明導電性金属化合物が挙げられるが、就中上記酸処理後
のチタン酸アルカリ繊維１００重量部にアンチモン成分
をＳｂとして０．１〜２０重量％含有し、残部が主とし
て酸化錫よりなる物質を２〜５００重量部被覆する方法
が推奨される。上記方法においてチタン酸アルカリ繊維
に対する酸化錫系物質の被覆量が２重量部未満の場合に
は良好な導電性を保有せしめることができず、一方５０
０重量部を越える場合には被覆量に見合う導電性付与効
果がなく、経済的ではない。

アンチモンは酸化錫の導電性付与効果を高める目的で添
加され、主として酸化物の形で存在する。

酸化錫に対する添加量がＳｂとして０．１重量％未満の
場合には上述の効果の発現がなく、他方２０重量％を越
える場合には導電性フィラーが青く着色するので好まし
くない。

チタン酸アルカリ繊維への酸化錫系物質の被覆方法とし
ては特に制約はなく、例えば６０〜９０℃の加熱水中に
チタン酸アルカリ繊維を分散させた懸濁液に所定量の塩
化錫と塩化アンチモンを溶解したアルコールを添加し、
加水分解せしめることによりチタン酸アルカリ繊維表面
にアンチモンを含有した酸化錫系物質を析出形成せしめ
、次いで濾別し、洗浄、乾燥、焼成することにより行わ
れる。

本発明において、チタン酸アルカリ繊維を予め酸処理し
、その後導電性金属化合物を被覆したものが、酸処理を
しない繊維を基体としたものに比べ何故導電性付与効果
に優れるのか、その理由は詳らかではないが、酸処理す
ることにより繊維表面が活性化され、導電性金属化合物
と繊維に強固な結合力が生じ、フィラーとしての使用時
に導電性金属化合物の剥離が殆どないこと、更には導電
性金属化合物は被覆に際し、通常水和物で用い、酸化物
に変換する目的で加熱されるが、この時点で酸処理して
いない場合には繊維中のアルカリ成分が基材から溶出し
、金属化合物の導電性を著しく阻害するものと思われる
。

（発明の実施例） 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はかかる実施例により制限されるものではない。

実施例１ 平均繊維長１５μ、針状比５０の四チタン酸カリウム繊
維（化学組成に２０・４Ｔｉ０２）４２０ｇを７０℃に
保持した１、２Ｎの塩酸に１時間浸漬した後、濾過、洗
浄、乾燥し、カリウム含有量１．８％（Ｋ　　Ｏ／Ｔｉ
Ｏ□モル比０．０２）のチタン酸カリウム繊維３５３ｇ
を得た。

このようにして得たチタン酸カリウム繊維３５３ｇを水
２０Ｉ！に加え、温度７０℃に加熱保持し、攪拌しなが
らイソブチルアルコール５βに塩、化錫（ＳｎＣＩＩ＋
）５２０ｇ、塩化アンチモン（ＳｂＣβ３）１１８ｇを
加えた溶液を３時間かけてゆっくりと添加して前記チタ
ン酸カリウム繊維の表面にアンチ“モンを含有する酸化
錫からなる被覆層を析出形成せしめ、引続き濾別、洗浄
し、更に結晶性を高めるために空気中４００℃の温度で
３時間保持、熱処理を施し、白色繊維状フィラーを製造
した。このフィラーの成分はアンチモン成分がＳｂとし
て８重量％、酸化錫が４１重量％含有されていた。この
フィラーの比抵抗値を測定したところ２０Ω印であった
。又このフィラーをウレタン樹脂に対し３０重量％の割
合で混練し、ウレタンシート（厚さ３０μ）を得た。こ
のフィルムの体積固有抵抗値は２゜ＯＯΩＧであり、ア
クリル樹脂に対し３０重量％の割合で混練し、ポリエス
テル製繊維布土に固形分換算で３０ｇ／ｍの割合でオー
バーコートしたところ、該処理布の表面抵抗は３×１０
Ω／口であった。

実施例２ 平均繊維長１３μ、針状比４０のチタン酸アルカリ繊維
（Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ７・′ＡＨ２０）　２０８ｇを７０
℃に保持した６Ｎの塩酸に８時間浸漬した後、濾過、洗
浄、乾燥し、カリウム含有量８％（Ｋ　２０／Ｔ　ｉ　
Ｏ□モル比０．０９）のチタン酸カリウム繊維１８７ｇ
を得た。

このようにして得たチタン酸カリウム繊維を用いた他は
実施例１と同様の処理を行い白色繊維状フィラーを製造
した。このフィラーの成分はアンチモン成分がＳｂとし
て８重量％、酸化錫が４１重量％含有されていた。

このフィラーの比抵抗値を測定したところ３０Ω口であ
った。又このフィラーをウレタン樹脂に対し３０重量％
の割合で混練し、ウレタンシート（厚さ３０μ）を得た
。このフィルムの体積固有抵抗値は４００Ωｃｆｆｉで
あり、アクリル樹脂に対し３０重量％の割合で混練し、
固形分換算で５ｇ／イの割合で紙の上に塗布した時の表
面抵抗は３×１０７Ω／口であ７た。

比較例１ 実施例２に用いたチタン酸アルカリ繊維（Ｋ２Ｏ・６　
Ｔ　ｉ　０２・’Ａ　Ｈ２０）を酸処理しない他は実施
例２と同様にして白色繊維状フィラーを製造した。

得られたフィラーはアンチモン成分がＳｂとして８重量
％、酸化錫が４２重量％含有されていた。

このフィラーの比抵抗値を測定してところ１０００国で
あった。

このフィラーをウレタン樹脂に対し３０重量％の割合で
混練し、ウレタンシート（厚さ３０μ）を得た。このフ
ィルムの体積固有抵抗値はＩ　Ｘ　１０’Ω口であった
。

比較例２ ＢＥＴ比表面積５ｒｄ／ｇのチタニア粉末３０ｇを水０
．８２に加え、９０℃の温度に加熱し、これを攪拌しな
がらイソブチルアルコール０．２１に７５ｇの塩化錫（
Ｓ　ｎ　ＣＩｆ吟）、１７ｇの塩化アンチモン（ＳｂＣ
Ｉ！３）を加えた溶液を３時間かけて加え、前記チタニ
ア粉末の表面にアンチモ□ンを含有する酸化錫からなる
被覆層を析出、形成せしめ、濾過、水洗後室気中５５０
℃の温度で３時間加熱保持し、白色粉末状フィラーを得
た。この粉末の比抵抗値を測定したところ５ΩＧであっ
た。

又この粉末をウレタン樹脂に対し３０重量％の割合で混
練し、ウレタンシート（厚さ３０μ）を得た。このフィ
ルムの体積固有抵抗値はＩ　Ｘ　１０”Ω鳴であり、６
０重量％の割合で混練しても１×１０　０国であった。

（発明の効果） 以上詳述した本発明方法により得た繊維状白色導電性フ
ィラーは良好な体積固有抵抗値を有し、市販の鱗片状酸
化錫系導電性フィラー、アルミナ、チタニア、シリカ等
の金属酸化物粉末に導電性金属化合物を被覆構成してな
る導電性フィラーに比較し、単位重量当たりの導電性付
与効果が著しく優れるばかりではなく、驚くべきことに
ガラス繊維、アルミナ繊維、チタニア繊維、シリカ繊維
、更には酸処理をしていないチタン酸カリウム繊維に本
発明と同様の導電性金属化合物を被覆形成したフィラー
に比較しても上述の効果において優れており、本発明方
法は工業的に頗る価値の高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）チタン酸アルカリ繊維を少なくとも該チタン酸アル
   カリ繊維の構成成分中のアルカリが溶出する条件で酸処
   理し、該酸処理後のアルカリ分の減少したチタン酸アル
   カリ繊維の表面に導電性金属化合物を被覆してなる導電
   性に優れた繊維状白色導電性フィラーの製造方法。 ２）チタン酸アルカリ繊維中のアルカリ溶出に用いる酸
   が鉱酸である特許請求の範囲第１項記載の繊維状白色導
   電性フィラーの製造方法。 ３）酸処理後の繊維状チタン酸アルカリに被覆する導電
   性金属化合物が酸化錫、酸化アンチモン、インジウム及
   びヨウ化銅の少なくとも１種である特許請求の範囲第１
   項記載の繊維状白色導電性フィラーの製造方法。 ４）酸処理後の繊維状チタン酸アルカリに被覆する導電
   性金属化合物がアンチモン成分をＳｂとして０．１〜２
   ０重量％含有し、残部が酸化錫よりなる物質で、被覆量
   が該繊維状チタン酸アルカリ１００重量部に対し、２〜
   ５００重量部である特許請求の範囲第１項記載の繊維状
   白色導電性フィラーの製造方法。