(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径の比較的大きいアンチモンドープ酸化スズ微粉末と、平均粒子径の比較的小さいアンチモンドープ酸化スズ超微粉末とを分散させてなる導電性微粉末分散液を製造する方法であって、
アンチモンドープ酸化スズ微粉末の分散液（以下「Ｌ分散液」と称す。）と、Ｌ分散液を遠心分離機によって分級して、粒子径の大きい粒子を除去して得たアンチモンドープ酸化スズ超微粉末の分散液（以下「Ｓ分散液」と称す。）とを混合することを特徴とする導電性微粉末分散液の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、該超微粉末の平均粒子径ＤＳが１〜６０ｎｍであり、該超微粉末の平均粒子径ＤＳと該微粉末の平均粒子径ＤＬとの比ＤＳ／ＤＬが０．１〜０．９であることを特徴とする導電性微粉末分散液の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、該超微粉末の平均粒子径ＤＳが１５〜３３ｎｍであり、該微粉末の平均粒子径ＤＬが５０〜９９ｎｍであることを特徴とする導電性微粉末分散液の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該超微粉末の含有量（重量）ＷＳと該微粉末の含有量（重量）ＷＬとの比ＷＳ／ＷＬが０．１〜０．９であることを特徴とする導電性微粉末分散液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は導電性微粉末分散液の製造方法に係り、特にアンチモンドープ酸化スズ粉末を分散させてなる導電性微粉末分散液であって、アンチモンドープ酸化スズ粒子の充填密度が高く、導電性に優れた塗膜を形成することができる導電性微粉末分散液の製造方法を提供することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
導電性粉末としては、最近になって、アンチモンを含有する酸化スズ粉末、即ち、アンチモンドープ酸化スズ粉末が使用されるようになり、得られる導電体の導電性や透明性、分散媒体への分散性等を改善するために、様々な改良が提案されている（特開平１−１４１７４号、特開平３−２６３７０５号、特開平４−６２７１３号、特開平４−７７３１７号、特開平４−７９１０４号）。
【０００３】
従来、アンチモンドープ酸化スズ粉末は、一般的には、スズとアンチモンの塩を溶解した液に、アルカリを加えて反応させることによりスズアンチモン水酸化物混合物を析出させ、不要な塩を洗浄した後、濾過回収し、更に４００℃以上で焼成することにより製造されている。
【０００４】
得られたアンチモンドープ酸化スズ粉末を各種溶媒に分散させることにより導電性微粉末分散液を得、この導電性微粉末分散液を塗布液として各種基材の表面に塗布することにより、帯電防止用塗膜或いは導電性塗膜が形成される。従来、導電性微粉末分散液に用いるアンチモンドープ酸化スズ粉末としては、単一平均粒子径のものが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、導電性微粉末分散液を基材表面に塗布して帯電防止用又は導電性塗膜を形成する場合、その塗膜中のアンチモンドープ酸化スズ粒子の充填密度が、当該塗膜の導電性に影響を及ぼす。即ち、アンチモンドープ酸化スズ粒子の充填密度が高い程、塗膜中において粒子同士が密に接触し、塗膜の導電性の向上、表面抵抗の低減が図れる。
【０００６】
しかしながら、従来の導電性微粉末分散液では、形成される塗膜のアンチモンドープ酸化スズ粒子の充填密度にも限度があり、塗膜の導電性の向上、表面抵抗の低減にも限界があった。特に、導電性微粉末分散液中に分散させるアンチモンドープ酸化スズ粒子を、分級などによって粒子径を小さくすると共に、粒度分布の幅を狭めて単分散分布に近づけてゆくと、得られる塗膜の導電性の低下、表面抵抗の増大が見られる。
【０００７】
なお、従来、アンチモンドープ酸化スズ粉末の分散性の向上のためには、シリカにより表面処理することが提案されているが（特開平４−７９１０４号）、シリカによる表面処理は、水系分散媒に対しては有効であるものの、シリカにより表面処理したアンチモンドープ酸化スズ粉末は、表面の極性が高くなり過ぎ、極性の低いその他の有機系分散媒への分散には不適当である。もとより、シリカ表面処理は、水系分散媒に対する分散性の向上を図るためのものであり、塗膜の充填性の向上には十分な効果は得られない。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決し、アンチモンドープ酸化スズ粒子の充填密度が高く、導電性に優れ、表面抵抗の小さい塗膜を形成することができる導電性微粉末分散液の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の導電性微粉末分散液の製造方法は、平均粒子径の比較的大きいアンチモンドープ酸化スズ微粉末と平均粒子径の比較的小さいアンチモンドープ酸化スズ超微粉末を分散させてなる導電性微粉末分散液を製造する方法であって、アンチモンドープ酸化スズ微粉末の分散液（以下「Ｌ分散液」と称す。）と、Ｌ分散液を遠心分離機によって分級して、粒子径の大きい粒子を除去して得たアンチモンドープ酸化スズ超微粉末の分散液（以下「Ｓ分散液」と称す。）とを混合することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の導電性微粉末分散液の製造方法は、請求項１において、該超微粉末の平均粒子径ＤＳが１〜６０ｎｍであり、該超微粉末の平均粒子径ＤＳと該微粉末の平均粒子径ＤＬとの比ＤＳ／ＤＬが０．１〜０．９であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の導電性微粉末分散液の製造方法は、請求項２において、該超微粉末の平均粒子径ＤＳが１５〜３３ｎｍであり、該微粉末の平均粒子径ＤＬが５０〜９９ｎｍであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の導電性微粉末分散液の製造方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、該超微粉末の含有量（重量）ＷＳと該微粉末の含有量（重量）ＷＬとの比ＷＳ／ＷＬが０．１〜０．９であることを特徴とする。
【００１３】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の導電性微粉末分散液は、平均粒子径の比較的大きいアンチモンドープ酸化スズ微粉末と平均粒子径の比較的小さいアンチモンドープ酸化スズ超微粉末とからなる２種類のアンチモンドープ酸化スズ粉末を分散させてなるものである。
【００１５】
アンチモンドープ酸化スズ微粉末とアンチモンドープ酸化スズ超微粉末との２種類のアンチモンドープ酸化スズ粉末を分散させた導電性微粉末分散液において、アンチモンドープ酸化スズ超微粉末の平均粒子径ＤＳとアンチモンドープ酸化スズ微粉末の平均粒子径ＤＬとの比ＤＳ／ＤＬは０．１〜０．９、特に０．２〜０．８であることが好ましい。また、アンチモンドープ酸化スズ超微粉末の平均粒子径ＤＳは１〜６０ｎｍであることが望ましい。
【００１６】
上記ＤＳ／ＤＬの比が０．１未満であっても０．９を超えても、大小２種類の平均粒子径のアンチモンドープ酸化スズ粉末を併用したことによる本発明の効果は得られるが、０．１〜０．９の範囲であれば顕著な効果が得られ、好ましい。また、アンチモンドープ酸化スズ超微粉末の平均粒子径ＤＳについては、平均粒子径１ｎｍ未満の極超微粒子は製造困難であり、６０ｎｍを超えると、このような平均粒子径を有するアンチモンドープ酸化スズ超微粉末に適する平均粒子径を有するアンチモンドープ酸化スズ微粉末の平均粒子径ＤＬが大きくなり過ぎ、良好な導電性塗膜を形成し得なくなる。従って、アンチモンドープ酸化スズ超微粉末の平均粒子径ＤＳは１〜６０ｎｍとし、ＤＳ／ＤＬの比は０．１〜０．９の範囲とするのが好ましい。
【００１７】
また、導電性微粉末分散液中のアンチモンドープ酸化スズ超微粉末の含有量（重量）ＷＳとアンチモンドープ酸化スズ微粉末の含有量（重量）ＷＬとの比ＷＳ／ＷＬは０．１〜０．９、特に０．２〜０．８であることが好ましい。
【００１８】
このＷＳ／ＷＬの比が０．１未満であっても０．９を超えても、大小２種類の平均粒子径のアンチモンドープ酸化スズ粉末を併用したことによる本発明の効果は得られるが、０．１〜０．９の範囲であれば顕著な効果が得られ、好ましい。
【００１９】
このような本発明の導電性微粉末分散液は、導電性微粉末分散液中のアンチモンドープ酸化スズ粉末の粒度分布が異なる２種以上の導電性微粉末分散液を所定割合で混合することにより容易に調製することができる。
【００２０】
なお、導電性微粉末は、常法に従って、スズ及びアンチモンの塩をアルカリによって加水分解し、スズ及びアンチモンの加水分解生成物（水酸化物）を得、これを熱処理によってアンチモンドープ酸化スズ粉末とすることにより調製することができ、この粉末を各種分散媒に分散させて分散液とすることができる。
【００２１】
なお、粒子径のより一層小さいアンチモンドープ酸化スズ粉末分散液を必要とする場合には、通常の水熱処理法により、小粒子径分散液とすることができる。
【００２２】
本発明において、分散媒としては、水、アルコール、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、アセトン、キシレン、シクロヘキサン等が用いられ、塗膜形成に当っては、ゼラチン、ポリビニルアルコール、テトラエチルシリケート、水溶性アクリル樹脂などの各種樹脂を配合して導電性塗料組成物を調製し、これを常法に従って基材表面に塗布すれば良い。
【００２３】
本発明において、導電性微粉末分散液は、前述のアンチモンドープ酸化スズ微粉末とアンチモンドープ酸化スズ超微粉末との平均粒子径の異なる２種類のアンチモンドープ酸化スズ粉末よりなるものが好適であるが、平均粒子径の異なる３種類以上のアンチモンドープ酸化スズ粉末を分散させたものであっても良い。
【００２４】
【作用】
平均粒子径が異なる２種以上のアンチモンドープ酸化スズ粉末を分散させてなる本発明の導電性微粉末分散液によれば、形成される塗膜中において、粒子径が比較的大きいアンチモンドープ酸化スズ粒子同士の間隙を、粒子径が比較的小さいアンチモンドープ酸化スズ粒子が埋めるように充填されるため、結果的に、塗膜の単位体積当りのアンチモンドープ酸化スズ粒子の充填量、即ち充填密度が向上し、アンチモンドープ酸化スズ粒子同士の接触も十分なものとなるため、塗膜の導電性が向上し、塗膜表面の抵抗は低減される。
【００２５】
本発明の導電性微粉末分散液によれば、従来の導電性微粉末分散液に比べて、得られる塗膜の表面抵抗を１０−１Ω／ｃｍ２以上低くすることが可能である。
【００２６】
本発明の方法によれば、このような導電性微粉末分散液を容易かつ効率的に調製することができる。
【００２７】
請求項２〜４の導電性微粉末分散液の製造方法によれば、より一層導電性に優れ、塗膜表面の抵抗が低い塗膜を確実に得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
８０℃の水５リットルに６０重量％塩化スズ水溶液３９０ｇ及び６０重量％塩化アンチモン水溶液３６ｇの混合液と、３Ｎ水酸化ナトリウム水溶液とを反応系のｐＨが６〜７を維持するように６０分間にわたって同時に添加して、酸化スズと酸化アンチモンの水和物の共沈物を生成させた。次に、塩酸を加えて反応系のｐＨを３に調整した後、濾過し、濾液の電気伝導度が５０μＳ以下になるまで洗浄した。得られたケーキを乾燥後、電気炉で５５０℃にて３時間焼成し、ミルで粉砕して、アンチモンドープ酸化スズ導電性粉末を得た。
【００３０】
得られた粉末を水と混合し２０重量％の分散液とした。これをビーズミルによって粉砕し、平均粒子径が５０ｎｍのアンチモンドープ酸化スズ微粉末の分散液（以下「Ｌ分散液」と称す。）とした。
【００３１】
また、上記Ｌ分散液を、遠心分離器によって分級して、粒子径の大きい粒子を除去し、平均粒径が１５ｎｍのアンチモンドープ酸化スズ超微粉末の２０重量％分散液を得た（以下「Ｓ分散液」と称す。）。
【００３２】
各分散液の粒度分布の測定は、Ｘ線ディスクセントリー粒度分析計ＢＩ−ＸＤＣ(BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION)を使用して行った。結果を図１に示す。
【００３３】
上記Ｓ分散液とＬ分散液とをＳ分散液／Ｌ分散液＝０．４（重量比）で混合して、混合分散液を得た。この混合分散液のＴＥＭ写真は図２に示す通りであり、粒子径の大きいアンチモンドープ酸化スズ粒子と粒子径の小さいアンチモンドープ酸化スズ粒子とが均一分散状態で分散していることが認められた。
【００３４】
この混合分散液（アンチモンドープ酸化スズ濃度２０重量％）１０重量部とゼラチン２重量部及び水１０重量部とを混合して塗布液とし、これをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に塗布した。塗膜の乾燥膜厚は１μｍであった。
【００３５】
この塗膜の表面抵抗を、ハイレスター（三菱油化（株）製）で測定したところ、１．０×１０６Ω／ｃｍ２であった。
【００３６】
実施例２，３
実施例１において、Ｓ分散液とＬ分散液との混合比率を表１に示す割合としたこと以外は同様にして混合分散液を調製し、同時に塗膜を形成した。
【００３７】
得られた塗膜の表面抵抗を実施例１の結果と共に、表１に示す。
【００３８】
実施例４
実施例１において、Ｓ分散液、Ｌ分散液として、各々、表１に示す平均粒子径のアンチモンドープ酸化スズ粒子が分散したものを調製し、これらを表１に示す割合で混合したこと以外は同様にして混合分散液を調製し、同様に塗膜を形成した。
【００３９】
得られた塗膜の表面抵抗を表１に示す。
【００４０】
なお、本実施例で用いたＳ分散液、Ｌ分散液のアンチモンドープ酸化スズ粉末の粒度分布の測定結果は図３に示す通りである。
【００４１】
比較例１，２
実施例１において、Ｓ分散液のみ（比較例１）又はＬ分散液のみ（比較例２）を使用した以外は同様にして塗膜を形成した。
【００４２】
得られた塗膜の表面抵抗を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0003935513.tif 000002
【００４４】
表１より、本発明によれば、表面抵抗が小さく、導電性に優れた塗膜を形成できることが明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明で製造される導電性微粉末分散液によれば、これを塗布して形成される塗膜の導電性の向上、及び表面抵抗の低下を図ることができ、高特性導電性塗膜、帯電防止用塗膜を形成することができる。
【００４６】
本発明の導電性微粉末分散液の製造方法によれば、このような導電性微粉末分散液を容易かつ効率的に調製することができる。
【００４７】
請求項２〜４の導電性微粉末分散液の製造方法によれば、より一層導電性に優れ、塗膜表面の抵抗が低い塗膜を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１で用いたＳ分散液とＬ分散液の分散粒子の粒度分布の測定結果を示すグラフである。
【図２】  実施例１で調製した混合分散液の粒子を示すＴＥＭ写真である。
【図３】  実施例４で用いたＳ分散液とＬ分散液の分散粒子の粒度分布の測定結果を示すグラフである。
【図１】
0003935513.tif 000003
【図２】
0003935513.tif 000004
【図３】
0003935513.tif 000005