JPS62256724A - 高分子材料用導電性無機粉体の製造方法 - 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」 本発明は導電性無機粉体及びその製造方法に関し、更に
詳しくは白色度が高く、分散性が良く、安価且つ取り扱
いの容易なＲ電性無機粉体及びその製造方法に関するも
のである。

「従来技術と問題点」 −Ｇにプラスチック、ゴム、塗料、紙等の高分子材料は
高絶縁体であるので、接触あるいは摩擦によって容易に
帯電する。近年、前述の高分子材料はそれ自身が高絶縁
体であることによる静電気障害が目立ちはしめ、その対
策が要望されている。

従来は導電性のブラックカーボン、金属繊維、金属酸化
物、樹脂等の導電性材料を前述の高分子材料に充填また
は塗布することによって、帯電防止効果を得ようとして
きたが、種々の問題点があり未だ満足する結果は得られ
ていない。

具体的には、これらの導電性材料は黒色または有色であ
るために、これらを充填した製品は自由に着色すること
ができないので用途によっては使用が制限され、またフ
ァツション性に欠ける。またこれらの導電性材料は高価
なものであるために、これを充填または塗布した製品は
高価となる。更には、導電性の樹脂を充填または塗布し
た製品は表面がヘタツキやすく、その帯電防止効果は不
安定で経時的にその効果が低下し、また水洗等によって
その効果が著しく失われる。導電性材料の多（は前述の
高分子材料中に均一に分散させることが困難であるので
、十分な帯電防止効果を得ることができない。

「問題点を解決するための手段」 本発明者らはこれらの問題を解決せんとして鋭意研究の
結果、特定の第４級アンモニウム塩型化金物で表面処理
することにより、前記問題を一挙に解消し得る導電性無
機粉体を提供するに至ったものである。

即ち、本発明の第１は無機粉体の表面を下記の一般式 ＸニーＣＨＩ−もしくは　−〇ＮＨ− Ｒ’：Ｃ４〜Ｃ□のアルキル基 Ｒ”　　：　Ｃ＋　−Ｃｗｔのアルキル基Ｒ３：ＣＨ，
もしくはポリアルキレンオキシ基Ｒ’：ＣＨｉもしくは
ポリアルキレンオキシ基Ｙ○　：アニオン で表される第４級アンモニウム塩型化合物で処理してな
る導電性無機粉体を内容とし、本発明の第９Ｌ十ｍ廂ｔ
４沫ふ下！２の一嶋才 Ｉ Ｘ：　　　ＣＨｚ−もしくは　−ＣＮＨ−Ｒ１二０４〜
Ｃ２，のアルキル基 Ｒ”：Ｃ＋〜Ｃｆｌのアルキル基 Ｒ’：ＣＨｚ　もしくはポリアルキレンオキシ基Ｒ’：
ＣＨｓ　もしくはポリアルキレンオキン基Ｙｅ：アニオ
ン で表される第４級アンモニウム塩型化合物とを攪拌する
ことにより前記無機粉体の表面に第４級アンモニウム塩
型化合物を付着・吸収処理させることを特徴とする導電
性無機粉体の製造方法をそれぞれ内容とするものである
。

本発明に用いられる無機粉体としては特に制限されず、
公知の充填材等に用いられる無機粉体が用いられるが、
例えば炭酸カルシウムやタルク、マイカ、クレー等のケ
イ酸塩鉱物等が例示される。

本発明において用いられる第４級アンモニウム塩型化合
物は１種または２種以上混合して使用される。尚、既知
の炭酸カルシウム等用の脂肪酸、樹脂酸等有機物または
Ｍｇ５Ｚｎ等の無機物を併用しても良く、そのことによ
り帯電防止効果等は失われない。

第４級アンモニウム塩型化合物の添加量は炭酸カルシウ
ム１００重量部あたり、有効成分換算で０．１〜１０重
量部の範囲にあることが好ましい。

この添加量が０．１重量部未満では、得られた導電性無
機粉体の帯電防止効果が十分でなく、１０１１量部を越
えると、それ以上添加しても得られた導電性無機粉体の
帯電防止効果に殆ど大差がない。

無機粉体が乾燥粉体である場合には、スーパーミキサー
またはパドルドライヤー等の８０〜１２０℃の加熱と撹
拌が可能な装置を用い、無機粉体を８０〜１２０℃まで
加熱と攪拌しながら無機粉体１００重量部あたり第４級
アンモニウム塩型化合物を１種または２種以上混合して
０．１〜１０重量部添加し、さらに加熱と攪拌を行い、
無機粉体粒子表面に付着・吸着処理することによって導
電性無機粉体を得るものである。尚、使用される無機粉
体は予め表面処理されたものであっても良い。

また、無機粉体がペーストまたは水懸ＦＡ液である場合
には、脱水、乾燥、粉砕し粉体とした後に前述の処理を
行うか、または、そのままの状態で攪拌しながら無機粉
体１００重量部あたり前述の第４級アンモニウム塩型化
合物を１種または２種以上を０．１〜１０重量部添加し
、さらに攪拌を行い、脱水、乾燥、粉砕して粉体とし、
導電性無機粉体を得る。尚、脱水は乾燥効率を上げる為
に行うもので、直接スプレードライヤー等の乾燥装置で
脱水を行わずに乾燥してもよい。

このようにして得られた本発明の導電性無機粉体はそれ
自身が導電性であるだけでなく、白色度が高く、各媒体
に均一に分散し、安価で、取り扱いが容易であり、プラ
スチック、ゴム、塗料、紙等の高分子材料に充填した場
合には優れた帯電防止効果が得られ、その効果は安定で
長期間持続する。また、白色度が良好であるために、前
述の高分子材料の帯電防止製品は自由に着色することが
できファション性があり、着色による用途に制限がない
他、表面のベタツキ等の問題がなく、安価であり、本来
、無機粉体を使用することによって得られていた効果は
失われない。

前述の第４級アンモニウム塩型化合物をそのまま前述の
高分子材料に充填した場合にも、当初、優れた帯電防止
効果が得られるが、その効果は本発明の導電性無８１粉
体に比べ劣り、また経時的にその帯電防止効果は低下す
る傾向があり、耐熱性等の他の物性も劣る。なお、この
理由としては、無機粉体粒子表面に前述の第４級アンモ
ニウム塩型化合物を付着・吸着させて処理しているので
、高分子材料に充填した場合に、第４級アンモニウム塩
型化合物を均一に分散させることが容易である。したが
って、高分子材料の表面だけでなく内部まで帯電防止効
果が発揮される。また、このことにより第４級アンモニ
ウム塩型化合物自身が高分子材料の表面にプレート・ア
ウトすることが防止されるものと思われる。

「実施例」 以下、本発明の実施例及び比較例を記載してより詳細に
説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるもの
ではない。

実施例１ 重質炭酸カルシウム比表面積１１，０００ｃ＋Ｊ／ｇ　
（空気透過法による測定値、以下同様）１００重量部を
スーパーミキサーで８０〜Ｌｏｏｔに加熱と撹拌をしな
がら第４級アンモニウム塩型化合物Ａを２重量部添加し
、さらに加熱と攪拌を行い、炭酸カルシウム粒子表面に
処理することによって導電性炭酸カルシウムを得た。な
お、スーパーミキサ一槽内の最終温度は１００〜１２０
℃であった。

実施例２ 実施例１で使用した第４級アンモニウム塩型化合物Ａに
代えて第４級アンモニウム塩型化合物Ｂを使用した他は
実施例１と同様にして導電性炭酸カルシウムを得た。

実施例３ 実施例１で使用した第４級アンモニウム塩型化合物Ａに
伝えて第４級アンモニウム塩型化合物Ｃを使用した他は
実施例１と同様にして導電性炭酸カルシウムを得た。

比較例１ 実施例１で使用した重質炭酸カルシウム比表面積１１．
０ＯＯｃＪ／　ｇを調製シタ。

比較例２ 比較例１の重質炭酸カルシウム比表面積１１　、０ＯＯ
ｃＪ／ｇを軟質塩化ビニルシート作成に配合するときに
、実施例１で使用した第４級アンモニウム塩型化合物Ａ
を同量の２重量部添加した。

実施例４ １次粒子径０．１μｒｎのサイコロ状沈降製炭酸カルシ
ウムの固形分１５重量％の水懸濁液に対して、炭酸カル
シウム１００重量部当たり実施例２で使用した第４級ア
ンモニウム塩型化合物Ｂを２重量部添加した後、充分に
攪拌を行った。得られた炭酸カルシウム処理水懸濁液を
脱水、乾燥、粉砕仕上を行い、前述の尻酸カルシウム粒
子表面に第４級アンモニウム塩型化合物を処理すること
によって導電性炭酸カルシウムを得た。

実施例５ 実施例４で使用した無処理の１次粒子径０．１μｍのサ
イコロ状沈降製炭酸カルシウムの固形分１５重量％の水
懸濁液をそのまま処理を行わずに実施例４と同様にして
脱水、乾燥、粉砕仕上を行い、得られた無処理の炭酸カ
ルシウム粉体に対して実施例１と同様にして、この炭酸
カルシウム粉体１００重量部をスーパーミキサーで８０
〜１００℃に加熱と撹拌をしながら実施例１で使用した
第４級アンモニウム塩型化合物八を２重量部添加し、さ
らに加熱と攪拌を行い、炭酸カルシウム粒子表面に処理
することによって導電性炭酸カルシウムを得た。なお、
スーパーミキサ一槽内のＱ柊温度は１００〜１２０℃で
あった。

実施例６ 実施例４で使用した無処理の１次粒子径０．１μｍのサ
イコロ状沈降製炭酸カルシウムの固形分１５重量％の水
懸濁液に脂肪酸石鹸を炭酸カルシウム１００重足部に対
して１重量部添加処理を行った後、この脂肪酸石鹸処理
炭酸カルシウム粉体１００重壁部をスーパーミキサーで
８０〜１００℃に加熱と撹拌をしながら実施例１で使用
した第４級アンモニウム塩型化合物Ａを２重量部添加し
、さらに加熱と攪拌を行い、炭酸カルシウム粒子表面に
処理することによって導電性炭酸カルシウムを得た。な
お、スーパーミキサ一槽内の最終温度は１００〜１２０
℃であった。

比較例３ 実施例４で使用した無処理の１次粒子径０．１μｍのサ
イコロ状沈降製炭酸カルシウム粉体を調製した。

比較例４ 比較例４で使用した脂肪酸石鹸処理の１次粒子径０．１
μｍのサイコロ状沈降製炭酸カルシウム粉体を調製した
。

実施例７ 実施例１で使用した重質炭酸カルシウムに代えて、比表
面積２５．０ＯＯｃｄ　／　ｇを使用した他は実施例１
と同様にして導電性タルクを得た。

比較例５ 実施例７で使用したタルク比表面積１１．０００ｃｊ／
ｇを調製した。

実施例１〜７と比較例１．３〜５について粉体の体積固
有抵抗値と白色度を測定した。試料の粉体は予め１０５
℃で２時間乾燥した後、デシケータ−中で放冷後、加圧
して錠剤状に成型し直ちに測定した。測定機器は横河ヒ
ユーレット・パッカード株式会社　ＭＯＤＥＬ　　４３
２９Ａ　　ＨＩＧ−ＨＲＥＳ　Ｉ　５ＴＡＮＣＥ　　Ｍ
ＥＴＥＲを用い、粉体の白色度はケノト光電白度計にて
測定した。

結果を第１表に示したが、比較例１．３〜５が高絶縁体
であるのに対して、実施例１〜７の本発明のＲ電性炭酸
カルシウムは導電領域にある。

第１表 ＊測定機器 横河ヒユーレット・パノカード株式会社ＭＯＤＥＬ　　
４３２９Ａ　　ＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ　　ＭＥ
ＴＥＲ 測定条件　３０℃、６０％ＲＨ ５００Ｖ、６０秒チャージ後 体積固有抵抗を測定 放置条件　２０℃、６０％ＲＨ 下記の配合及びシート作成条件により、実施例１〜６と
比較例１〜５を配合した軟質塩化ビニルシートのシート
作成後、２時間後、７日後、１箇月後、３箇月後および
１２箇月後の体積固有抵ｔに値を測定した。結果を第２
表に示した。

「配合」 ＰＶＣ（ｐ＝１０００）　　　　　　　１００部ＤＯＰ
　　　　　　　　　　　　　５０部スズ系安定剤 日東化成ＴＶＳ　＃１３６０　　　　　　　　１．５＃
２０００Ｃ０，５ 試料（炭酸カルシウム）５０ 「シート作成条件」 ロール温度　前ロール１６０℃ 後ロール１６０℃ 混練時間　　６分 プレス条件　温度　１７０　’Ｃ１圧力　８０ｋｇ／ｃ
ｄ時間　予熱２分、加圧　５分 厚さ　約１寓１ 実施例１と比較例２を配合した軟質塩化ビニルシートに
ついての下記の水洗試験方法による水洗試験を実施した
。結果を第３表に示した。

「水洗試料方法」 水洗条件　試料シートを流水中に放置 水洗時間　１日、７日、１箇月 測定方法　各水？ｊｃ後の試料ソートの体積固有抵抗値
を前記の方法で測定 第　　３　　表 実施例１と比較例１．２を配合した軟質塩化ビニルシー
トについて下記の熱安定性試験方法による熱安定性試験
を実施した。シート作成直後のシートの白色度と熱安定
性の結果を第４表に示した。

シートの白色度はａ零村上色彩技術研究所製ディジタル
光沢計ＧＭ−３Ｄにて測定した。

「熱安定性試験方法」 加Ｑ装置　ギヤーオーブン、ファン付き加熱温度　１８
０°Ｃ 加熱時間　１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、
６０分測定方法　試料のシートの変色度合を○〜××で
表示評価　　　○：殆ど変化なし △：淡黄色 ×：黄色 ×Ｘ：褐色 第２表から、比較例１．３〜５を配合した軟質塩化ビニ
ルノートは高絶縁体であるのに対して、実施例１〜６を
配合した軟質塩化ビニルソートは体積固を抵抗値が１０
９Ω備オーダーと低い値を示し、優れた帯電防止効果が
認められた。また第３表から、実施例２を配合した軟質
塩化ビニルシートの帯電防止効果は長時間持続し水洗に
よっても失われていなかった。これに対し、比較例２の
無処理重質炭酸カルシウムと第４級アンモニウム塩型化
合物Ａを配合時に添加した軟質塩化ビニルシートは、実
施例１と同量の第４級アンモニウム塩型化合物八を添加
しているのにも拘わらず、その体積固有抵抗値は１０１
０Ωｅｌ１１オーダーと実施例１よりｌオーダー高い値
で帯電防止効果は実施例１より劣っていた。比較例２を
配合した軟質塩化ビニルシートの体積固有抵抗値は経時
的に高くなり、帯電防止効果が低下した。また、水洗に
より軟質塩化ビニルシートの体積固有抵抗値は１０１２
Ωｅ１ｍ付近まで高くなり、著しく帯電防止効果が低下
した。

更に第４表から、実施例１を配合した軟質塩化ビニルソ
ートは白色度が高く、熱安定性は比較例１より僅かに低
いが大差がない、また、実施例１と同量の第４級アンモ
ニウム塩型化合物Ａを添加しているのにも拘わらず、比
較例２を配合した軟質塩化ビニルシートは実施例１より
白色度が低く、熱安定性は実施例１より大きく劣るもの
であった。

「作用・効果」 叙上の通り、本発明の導電性無機粉体はそれ自身が導電
性であるばかりでなく、白色度が高く、軟質塩化ビニル
等のプラスチック等に配合した場合に優れた帯電防止効
果が得られ、その効果は水洗によっても失われず安定で
長時間持続する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機粉体の表面を下記の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ Ｘ：−ＣＨ＿２−もしくは−ＣＮＨ− Ｒ＾１：Ｃ＿４〜Ｃ＿２＿１のアルキル基 Ｒ＾２：Ｃ＿１〜Ｃ＿２＿１のアルキル基 Ｒ＾３：ＣＨ＿３もしくはポリアルキレンオキシ基Ｒ＾
   ４：ＣＨ＿３もしくはポリアルキレンオキシ基Ｙ＾■：
   アニオン で表される第４級アンモニウム塩型化合物で処理してな
   る導電性無機粉体。 ２、無機粉体が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第
   １項記載の導電性無機粉体。 ３、無機粉体がケイ酸塩鉱物である特許請求の範囲第１
   項記載の導電性無機粉体。 ４、ケイ酸塩鉱物がタルク、マイカ及びクレーから選ば
   れる特許請求の範囲第３項記載の導電性無機粉体。 ５、無機粉体と下記の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ Ｘ：−ＣＨ＿２−もしくは−ＣＮＨ− Ｒ＾１：Ｃ＿４〜Ｃ＿２＿１のアルキル基 Ｒ＾２：Ｃ＿１〜Ｃ＿２＿１のアルキル基 Ｒ＾３：ＣＨ＿３もしくはポリアルキレンオキシ基Ｒ＾
   ４：ＣＨ＿３もしくはポリアルキレンオキシ基Ｙ＾■：
   アニオン で表される第４級アンモニウム塩型化合物とを撹拌する
   ことにより前記無機粉体の表面に第４級アンモニウム塩
   型化合物を付着・吸着処理させることを特徴とする導電
   性無機粉体の製造方法。 ６、無機粉体１００重量部に対し、第４級アンモニウム
   塩型化合物を０．１〜１０重量部の範囲で使用する特許
   請求の範囲第５項記載の製造方法。 ７、無機粉体が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第
   ５項記載の製造方法。 ８、無機粉体がケイ酸塩鉱物である特許請求の範囲第５
   項記載の製造方法。 ９、ケイ酸塩鉱物がタルク、マイカ及びクレーから選ば
   れる特許請求の範囲第８項記載の製造方法。