JPH0558620A - 導電性ゼオライト組成物 - Google Patents

導電性ゼオライト組成物

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JPH0558620A
JPH0558620A JP25316391A JP25316391A JPH0558620A JP H0558620 A JPH0558620 A JP H0558620A JP 25316391 A JP25316391 A JP 25316391A JP 25316391 A JP25316391 A JP 25316391A JP H0558620 A JPH0558620 A JP H0558620A
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JP
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zeolite
particles
conductive
metal oxide
conductive metal
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JP25316391A
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English (en)
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Seikichi Tabei
清吉 田部井
Muneo Mita
宗雄 三田
Shozo Takatsu
章造 高津
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明性ならびに導電性に優れる白色粉末状の
ゼオライト組成物を提供する。 【構成】 ゼオライトの粒子表面に、導電性金属酸化物
の皮膜を被覆形成してなる導電性ゼオライト組成物。好
適な組成は、平均粒子径(D50) が 0.1〜5μmの範囲
にあり、かつD50の 1/2〜3/2の粒子径を有する粒子が
全体の60%を占める微細なゼオライトAの表面にアンチ
モンをドープした酸化スズの皮膜を全量当たり5〜40wt
%被覆形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性ゼオライト組成
物に関する。詳しくは、合成または天然の微細なゼオラ
イト粒子の表面に導電性の金属酸化物を被覆形成してな
る透明性に優れた白色導電性粉末に係るものである。
【0002】
【従来の技術】銀、銅、ニッケル又はステンレス等の金
属粉末や無電解めっき粉末あるいはカーボンブラック等
の導電性粉末は、電磁波シールド材、導電性塗料、導電
性接着剤等の分野で使用されている。一方、インジウ
ム、スズ、アンチモン又は亜鉛等の金属酸化物は、白色
導電性粉末として、樹脂、塗料あるいは特殊紙などに添
加して導電性を付与することが知られている。このうち
特にアンチモンをドープした酸化スズは、優れた非金属
の白色導電性材料として注目され、多くの提案がなされ
ている(例えば、特開昭55-32755号公報、特開昭56-120
519 号公報、特開昭58-36925号公報、特開昭59-18229号
公報、特開昭60-46924号公報、特開昭60-46925号公報、
特開昭60-65724号公報、特開昭61-122123 号公報、特開
昭61-163119号公報等)。
【0003】また、上記導電性金属酸化物を二酸化チタ
ンで代表される金属酸化物の芯材に被覆した白色導電性
粉末についても多くの提案がなされている(例えば、特
開昭56-41603号公報、特開昭56-114215 号公報、特開昭
56-114216 号公報、特開昭56-114217 号公報、特開昭56
-114218 号公報、特開昭56-140028 号公報、特開昭56-1
56604 号公報、特開昭57-11825号公報、特開昭58-20900
2 号公報、特開昭61-236612 号公報、特開昭61-286221
号公報、特開昭62-275186 号公報、特開平1-195606号公
報、特開平2-137726号公報、特開平2-149424号公報
等)。
【0004】さらに、雲母などの金属シリケート又はシ
リカを芯材とし、アンチモンでドープした酸化スズで被
覆された白色導電性粉末も知られている(特開昭62-210
05号公報、特開平2-218768 号公報) 。他方、天然又は
合成のゼオライトには導電性があって紙などの添加剤に
利用しうることや、ゼオライトのような結晶性アルミノ
シリケートが樹脂などの高分子物質に対する帯電防止剤
として利用し得ることも知られている(特公昭44−2261
2 号公報) 。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、白色
導電性粉末については従来から数多くの提案がなされて
いるにも拘らず、実用性のあるものは極めて限られてい
る。その理由の一つに、アグロメレート粉末が使用の際
に所望の脱アグロメレート状態ヘ分散しないことが挙げ
られる。特に二酸化チタン粒子に導電性金属酸化物を被
覆したものは、芯材二酸化チタンの凝集性のために、そ
の後の摩擦下における使用段階で未処理面が露出して導
電性の低下を招く。
【0006】一方、従来の芯材に被覆された白色導電性
粉末は、白色とはいえ二酸化チタンのように屈折率が非
常に高いものであるため、芯材へ適用した際に透明性を
期待することはできない。また、金属シリケートやシリ
カを芯材とするものは、その形状を生かした天然物であ
ったり、特殊なシリカを用いており、本発明で適用する
ようなゼオライト系芯材とは相違するものである。その
うえ、ゼオライト自体の導電性はゼオライトの有する結
晶水に依拠するために非常に不安定かつ弱いものであっ
て、その実用性は殆ど期待できない。
【0007】本発明者らは、上記の問題点に鑑み、一次
粒子の形状と粒径が非常によく整い、分散性が良好で、
合成樹脂や塗料樹脂等の基材の屈折率に近く、添加した
場合に透明性の良好な芯材を選択し、これに導電性金属
酸化物を被覆すべく鋭意研究を重ねた結果、ゼオライト
系粒子が前記の性状特性を満足し、かつ導電性金属酸化
物への密着性に優れることを知見して本発明を完成する
に至った。
【0008】したがって、本発明の目的は、透明性なら
びに導電性に優れる白色粉末状のゼオライト組成物を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明により提供されるゼオライト組成物は、ゼオ
ライトの粒子表面に導電性金属酸化物の皮膜を被覆形成
してなることを構成上の特徴とする。
【0010】本発明において、導電性金属酸化物の被覆
対象となる芯材ゼオライト粒子は、できるだけ微細で粒
度分布がシャープなものが好ましい。従って、多くの場
合、平均粒子径 (D50) が0.1 〜10μm、好ましくは0.5
〜5μm の範囲にあり、かつD50の1/2 から3/2 の粒
子径を有する粒子が全体の少なくとも50%、好ましくは
60%を占めるものが好適である。また、その粒子性状は
電子顕微鏡観察で一次粒子が微細かつ整ったものである
ことが好ましい。
【0011】このような粒度特性を必要とする理由は、
平均粒子径(D50)が 0.1μm を下廻る微細粒は合成ま
たは機械的粉砕の面から調製することが難かしいという
ことに加え、使用時の分散性が悪くなり、また10μm を
越えると使用上の面から制約を受け、芯材として好まし
くないことによる。なお、粒子形状については特に限定
されないが、実質的に球状乃至丸味を帯びたものが良好
である。
【0012】本発明のゼオライト芯材は、上記の粒度特
性を有する限り合成または天然のいずれであっても差支
えないが、好適には次の一般式で示される合成ゼオライ
トを適用することである。 xM2/n O・Al2 3 ・ySiO2 ・zH2 O 但し、上式中 0.8≦x≦1.2 、1.8 ≦y≦20、0≦z≦
20の関係にあり、Mは1価または2価カチオン、nは原
子価を表わす。
【0013】上式で示される組成のゼオライトは三次元
結晶構造を有する結晶性アルミノシリケートであり、合
成ゼオライトとしては例えばゼオライトA、ゼオライト
P、ゼオライトX、ゼオライトY、アナルサイム、モル
デナイトなどが、また天然ゼオライトとしてはクリノプ
チロライトまたはモルデナイトが該当する。
【0014】これらのゼオライトのうち、特にゼオライ
トAが芯材の特性としても合成上からも工業的に有利で
あり、本発明の目的に好ましく使用される。また、ゼオ
ライトは多くの場合ナトリウムゼオライトであるが、周
知の如く、カチオン交換体であってNa+ が他の1価ま
たは2価のカチオンとその1部または全部がイオン交換
により置換されたものであってもよい。この種のカチオ
ンとしては、H+ 、NH4 + 、Ag+ のほかK+ 、Li
+ などのアルカリ金属イオン、Ca2+、Mg2+、Ba2+
またはSr2+などのアルカリ土類金属イオン、Zn2+
Pb2+、Ni2+、Cu2+、Co2+またはMn2+などの2
価金属イオンが代表的に挙げられる。
【0015】かかるゼオライト粒子は、従来の代表的芯
材である二酸化チタンと比べて屈折率が1.35〜1.55と小
さく、各種合成樹脂の屈折率と近似しているため、樹脂
に添加した場合に透明性に優れる特徴をもっている。
【0016】なお、このようなゼオライト粒子は、必要
に応じて不定形の微細なシリカ、マグネシウム、セリウ
ム、マンガン、銅、アルミニウム、鉄、クロミウム等の
非導電性金属酸化物、又はアルカリ土類金属シリケート
等から選ばれた1種又は2種以上をアンカリングポイン
トとして含むか被覆形成されたものであってもよい。
【0017】本発明に係る導電性粉末は、上記のような
ゼオライト粒子を芯材としてこれに導電性金属酸化物の
皮膜が被覆形成されたものである。導電性金属酸化物と
しては、例えば、インジウム、スズ、アンチモン、亜
鉛、ガリウム、ビスマス等から選ばれた1種又は2種以
上の物質を挙げることができるが、これらのうちインジ
ウム、スズ、アンチモンの2種以上の固溶酸化物が好ま
しい。特に、アンチモンを酸化スズに対し3〜40wt%、
好ましくは5〜25wt%の範囲でドープした酸化スズ皮膜
が導電性能に優れており実用的である。
【0018】上記の導電性金属酸化物は、必要に応じて
コバルトのような白色度向上剤、着色焼成顔料、含アル
カリ金属、含アルカリ土類金属、含リン、含ボロンなど
の結合剤、金属酸化物微粒化剤などを適量含有させても
差し支えない。
【0019】芯材に対する導電性金属酸化皮膜の被覆量
は、臨界的ではない。該酸化物の種類や導電性粉末の使
用目的に応じて適宜設定されるが、多くの場合、全重量
当り5〜50wt%、好ましくは10〜40wt%の範囲にある。
【0020】本発明の導電性ゼオライト組成物は、ゼオ
ライトの粒子表面に導電性金属酸化物の前駆体となる微
細な金属水酸化物を沈積処理する第1工程と、得られた
沈積物を加熱焼成して導電性金属酸化物皮膜を形成させ
る第2工程を介して製造することができる。
【0021】まず、第1工程は、ゼオライトの水性スラ
リーに導電性金属酸化物の前駆体である可溶性金属塩水
溶液を添加し、加水分解させて該金属水酸化物の沈積処
理を施す。この工程で重要なことは、可及的に一次粒子
近くに分散させたゼオライト粒子の水性スラリーを調製
することである。このために、珪酸アルカリ、ヘキサメ
タリン酸アルカリなど所望の分散剤の存在下に、強力撹
拌、コロイドミル、ホモジナイザー、超音波拡散のよう
な強力剪断力を伴った分散処理を施す。スラリー濃度
は、概ね5〜30wt%の範囲とする。
【0022】このゼオライトスラリーに添加される可溶
性金属塩としては、例えばインジウム、スズ、アンチモ
ン、亜鉛、ガリウム又はビスマス等の塩酸塩、硝酸塩又
は硫酸塩、金属酸アルカリ等の無機可溶性塩、酢酸塩、
シュウ酸塩又はアルコオキサイド等の有機金属塩の1種
又は2種以上が挙げれる。これらのうち、特に金属酸ア
ルカリの塩酸塩又は硝酸塩が工業的に有利に適用でき
る。また、必要に応じて水と相溶性のある有機溶媒、ア
ルカリ剤、酸性化剤、キレート剤、皮膜改質剤、分散
剤、皮膜結合強化剤、又は着色剤などを用いることがで
きる。
【0023】金属水酸化物の沈積処理は、上記金属塩水
溶液を芯材スラリーに添加すると速やかに加水分解反応
が進行し、生成する微細な水酸化物がこれと親和性の強
い芯材の粒子表面に沈積して連続性皮膜を形成する。こ
の沈積処理は、スラリーを酸性側にならないように維持
し、、望ましくは撹拌しながら50〜90℃の温度域で穏や
かにおこなう。この場合スラリーが比較的長く酸性側に
あると、ゼオライトAやゼオライトPの如きSiO2
Al23 のモル比の小さい合成ゼオライトでは結晶構
造が破壊されて非晶質化する。特にpH4未満の酸性域
では、ゼオライトの一次粒子の形状も破壊されるから、
このような酸性下での沈積処理は避けねばならない。
【0024】尤も、このゼオライト結晶の非常値比はX
線回折に基づく結晶化度が次第に低くなることにより確
認できる連続的なものであるから、その初期的段階にお
いて粒子形状が保持されてゼオライト結晶がX線回折に
より実質的に同定されうる限りゼオライト芯材として適
用することができる。しかし、沈積処理にあたってスラ
リーの酸性化が避けられず、かつゼオライトの非晶質化
を回避したい場合には、予め前記したように微細な不定
形シリカ又は他の非導電性金属水酸化物の被覆処理をお
こなうことがよい。なお、前記したとおり、沈積量は導
電性金属酸化物換算で全重量当り5〜50wt%、好ましく
は10〜40wt%の範囲にある。
【0025】金属水酸化物の沈積処理後は暫時熟成を保
ち、ついで常法により固液分離、洗浄したのち乾燥した
のち、第2工程に移す。第2工程は、沈積物を導電性金
属酸化物に転化させるために焼成処理を施す段階であ
る。焼成温度は 400〜850 ℃、好ましくは 600〜750 ℃
とし、焼成時間は 0.5〜3時間、好ましくは1〜2時間
の範囲に設定する。焼成後は、解砕し、必要に応じ分級
を施して製品とする。
【0026】
【作用】本発明に係る導電性ゼオライト組成物は、ゼオ
ライト粒子の芯材に導電性金属酸化物の皮膜が形成され
た白色導電性粉末である。芯材となるゼオライトは金属
の水酸化物や酸化物との親和性が強いため、導電性金属
酸化物の前駆体である金属水酸化物で被覆処理すると強
固な連続性の皮膜として形成される。このため、焼成処
理を施した場合にはそのまま強固な酸化物皮膜に転化
し、常に安定な白色導電性粉末となる。
【0027】
【実施例】
実施例1 表1に示すNa−ゼオライトA 100重量部を水1000重量
部に加え、ヘキサメタリン酸ソーダ22重量部添加したの
ち超音波分散にて可及的に脱アグロメレーション処理を
施した。ついで、撹拌下にスラリーの温度を80℃に加温
して12重量%塩化第2錫および1重量%三塩化アンチモ
ンの混合塩酸溶液 300重量部ならびに10wt%苛性ソーダ
水溶液を徐々に同時添加してスラリー系のpHを常に8.
5 に保った状態で加水分解反応させ、金属水酸化物の沈
積処理を施した。
【0028】添加終了後、30分間熟成処理を施し、濾過
分離と洗浄処理を施して得られた濾過ケーキを 120℃の
温度で2時間で乾燥した。この乾燥物を軽くほぐして電
気炉に移し、750 ℃の温度で2時間焼成処理した。得ら
れた白色導電性粉末の比抵抗は40Ω-cm で、良好な導電
性を示した。
【0029】
【表1】
【0030】実施例2 実施例1で用いたNa−ゼオライトAをCaCl2 溶液
でカチオン交換して得られたCa−ゼオライトA(Ca
O11重量%)のスラリーを調製した。スラリー濃度10wt
%のCa−ゼオライトAのスラリー1000重量部を用いた
以外は、実施例1と同様に処理操作して白色導電性粉末
を得た。この粉末は45Ω-cm の比抵抗を有し、導電性は
良好であった。
【0031】実施例3 実施例1で用いたNa−ゼオライトAをZnCl2 溶液
でカチオン交換してZn−ゼオライトA(ZnO16重量
%)を調製した。次いで、スラリー濃度10wt%のZn−
ゼオライトAのスラリー1000重量部を用いた以外は実施
例1と同様に処理操作して白色導電性粉末を得た。この
粉末は40Ω-cm の比抵抗を有し、良好な導電性を示し
た。
【0032】実施例4 実施例1で用いたNa−ゼオライトAをCoCl2 溶液
でカチオン交換してCo−ゼオライトA(CoO10重量
%)を調製した。次いで、スラリー濃度10wt%のCo−
ゼオライトAのスラリー1000重量部を用いた以外は実施
例1と同様の処理操作をして白色導電性粉末を得た。こ
の粉末は78Ω-cm の比抵抗を有し、良好な導電性を示し
た。
【0033】実施例5 実施例2で用いたCa−ゼオライトA800 重量部および
実施例4で用いたCo−ゼオライトA200 重量部を水10
00重量部に添加後、実施例1と同様にして均一分散スラ
リーを調製した。ついで、撹拌下にスラリーの温度を80
℃に加温し、5重量%スズ酸ソーダおよび 0.5重量%ア
ンチモン酸ソーダの混合液8000重量部を徐々に添加しな
がらCO2ガスを導入して、スラリー系のpHを8.5 ±
0.5 に保って加水分解反応をおこない、金属水酸化物の
沈積処理を施した。以下の分離、乾燥および焼成の諸処
理操作は実施例1と同様におこなって、白色導電性粉末
を得た。この粉末の比抵抗は1.3 Ωcmであり、導電性は
良好であった。
【0034】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によればゼオライ
ト粒子の表面に導電性金属酸化物の皮膜が形成された透
明性ならびに導電性に優れる白色導電性粉末を提供する
ことができる。したがって、これをフィラーとして塗
料、接着剤、紙または各種樹脂成形体等に添加すること
により、これらの各種素材に導電性や帯電防止性などの
高い付加価値機能を付与することがで可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01B 1/20 Z 7244−5G 5/14 A 7244−5G

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゼオライトの粒子表面に導電性金属酸化
    物の皮膜を被覆形成してなることを特徴とする導電性ゼ
    オライト組成物。
  2. 【請求項2】 ゼオライトが、平均粒子径 (D50)0.1〜
    10μm で、かつD50の1/2 から3/2 の粒子径を有する粒
    子が全体の少なくとも50%を占めるものである請求項1
    記載の導電性ゼオライト組成物。
  3. 【請求項3】 ゼオライトが、次の一般式で示される合
    成ゼオライトである請求項1記載の導電性ゼオライト組
    成物。 xM2/n O・Al2 3 ・ySiO2 ・zH2 O 但し、上式中 0.8≦x≦1.2 、1.8 ≦y≦20、0≦z≦
    20の関係にあり、Mは1価または2価のカチオン、nは
    原子価を表わす。
  4. 【請求項4】 導電性金属酸化物が、酸化インジウム、
    酸化スズ、酸化アンチモンまたは酸化亜鉛から選ばれた
    1種または2種以上である請求項1記載の導電性ゼオラ
    イト組成物。
  5. 【請求項5】 平均粒子径 (D50) が0.1 〜5μm の範
    囲にあり、かつD50の1/2 から3/2 の粒子径を有する粒
    子が全体の60%以上を占める微細なゼオライトAの粒子
    表面にアンチモンをドープした酸化スズの皮膜を全量当
    り5〜40wt%被覆形成してなることを特徴とする導電性
    ゼオライト組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06183728A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Nippon Chem Ind Co Ltd ゼオライト系抗菌剤とその製造法および抗菌性ポリマー組成物
JP2005108734A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 導電性粉末及びその製造方法

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