JPH0754644B2 - 白色導電性物質 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチツク等に対する補強効果が優れ、かつ
導電性を有するほう酸マグネシウムに関する。

（従来の技術） 科学技術の発達とニーズの多様化に伴ない高性能、多機
能素材の開発が活発に行われ、プラスチツク業界にあつ
ても導電性高分子材料の開発についての研究が種々試み
られており、例えばカーボン粒子もしくは繊維又は銅、
銀、金等の金属粉を導電性充填剤として用いた高分子材
料が提案されている。しかしながら、カーボン粒子、カ
ーボン繊維又は銅、銀、金等の金属粉等は、いずれも黒
色乃至金属独自の色調を有するから用途に制約がある。
しかもこれらの導電性充填剤は、カーボン繊維を除き補
強性を持たない。カーボン繊維は補強性の導電性充填剤
ではあるが、繊維長を均質に揃えるのが困難であり、ア
スペクト比が不揃いとなるため、成型加工性が悪く、ま
た成型品の表面平滑性及び研摩性において劣る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はほう酸マグネシウム本来の特性を保持し
た白色導電性物質を提供することにある。

また本発明の目的は成型加工性並びに表面平滑性及び研
摩性に優れた成型品を与えることのできる白色導電性物
質を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は表面が酸化錫で覆われた一般式MgxByOz（x,y,z
はそれぞれ０＜ｘ≦4,0＜ｙ≦4,0＜ｚ≦10の正の実数を
示す）で表わされるほう酸マグネシウムを主成分とする
白色導電性物質に係る。

本発明の原料であるほう酸マグネシウムは一般式MgxByO
z（x,y,zはそれぞれ０＜ｘ≦4,0＜ｙ≦4,0＜ｚ≦10の正
の実数を示す）で表わされ、このほう酸マグネシウムは
一般的にはASTM粉末Ｘ線回折カード16−168のスアナイ
トと類似したＸ線回折図を与えるが、〔201〕面及び〔4
02〕面が発達している点で特異的である。上記ほう酸マ
グネシウムはウイスカー状でも提供される。

このほう酸マグネシウムウイスカーは、例えばマグネシ
ウムの酸化物、水酸化物及び無機酸塩から選ばれたマグ
ネシウム供給成分と、ほう素の酸化物、酸素酸及びその
アルカリ金属塩から選ばれたほう酸供給成分とを、ハロ
ゲン化ナトリウム及びハロゲン化カリウムから選ばれた
少なくとも１種の溶融剤の存在下、600〜1000℃の温度
に加熱して反応させることによつて製造することができ
る。

この方法におけるマグネシウム供給成分としては、マグ
ネシウムの酸化物、水酸化物のほか、無機酸例えば炭
酸、硫酸、硝酸、ハロゲン化水素酸のマグネシウム塩の
ようなマグネシウム化合物が用いられる。このような化
合物の例としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩
化マグネシウム、臭化マグネシウムなどを挙げることが
できる。これらは単独で用いてもよいし、また２種以上
混合して用いてもよい。

次に、ほう酸供給成分としては、ほう素の酸化物、例え
ば酸化ほう素や、ほう素の酸素酸例えばホルトほう酸
（H₃BO₃）、四ほう酸（H₂B₄O₇）、メタほう酸（HBO₂）
あるいはこれらのアルカリ金属塩例えばほう酸ナトリウ
ム、ピロほう酸ナトリウム、ピロほう酸カリウム、メタ
ほう酸ナトリウムなどが用いられる。これらは単独で用
いてもよいし、また２種以上混合して用いてもよい。

マグネシウム供給成分とほう酸供給成分とをマグネシウ
ムとほう素のモル比が1:4から1:1の範囲の割合で混合
し、さらに溶融剤を全重量に基づき約10〜95重量％の範
囲で添加し、約600〜1000℃の範囲の温度に加熱して反
応させることによって所望のほう酸マグネシウムウイス
カーを生成させることができる。この際の加熱温度が60
0℃未満では、反応の進行が極めて遅いし、また1000℃
を越えると目的とするほう酸マグネシウムウイスカーの
外に三斜晶系のプリズム状ほう酸マグネシウムが多量に
副生するので好ましくない。反応時間は、通常15分から
２時間の範囲である。

この反応生成物からウイスカーを単離するには、先ず熱
水あるいは冷水で処理して溶融剤その他の水溶性成分を
除去する。用いた原料組成により副生物がある場合に
は、残留物からデカンテーシヨン、水ひ、気泡分離など
の手段で繊維状物を分離する。次いでこのようにして得
られた粗製ほう酸マグネシウムウイスカーをアルカリ、
例えば水酸化ナトリウム水溶液及び酸、例えば酢酸水溶
液あるいは冷希塩酸を用いて洗浄し、不純物を除去すれ
ば純粋なほう酸マグネシウムウイスカーが得られる。

このようにして得られたほう酸マグネシウムウイスカー
は、そのＸ線回折スペクトルにおいて、ASTM粉末Ｘ線回
折カード16−168に比べｄ値4,47の〔201〕面及びｄ値2.
823の〔402〕面の回折強度が強く、ｄ値2.557の〔012〕
面の回折強度が相対的に弱くなつており、従つて、この
ものは繊維状化合物であると同定することができる。

ほう酸マグネシウムは、一般に粉末又は繊維状の単結晶
体であるが、本発明ではこれらいずれの形態でも使用可
能である。しかし、なかでも繊維状物質が好ましく、こ
のうち繊維長５μｍ以上、アスペクト比20以上、特に10
0以上のものが補強性充填剤として好適である。

本発明におけるほう酸マグネシウムは白色であり、着色
剤と併用して任意の色調とすることが出来る。本発明の
目的物を得るには、一般的な金属酸化物形成法が適用で
きるが、補強性の導電材料としては、短繊維状態に分離
したものである方が望ましく、微細繊維状態のままのほ
う酸マグネシウムに酸化スズの被覆処理を行うのが有利
である。例えば、塩化スズの水溶液、アルコール溶液又
はアルコール類、多価アルコール類、水溶性アルデヒド
類等の有機溶媒を加えた水系溶液又は分散液を用い、20
0〜900℃、好ましくは400〜800℃に加熱したほう酸マグ
ネシウム表面に噴霧後再加熱処理して、ほう酸マグネシ
ウム表面に酸化スズを沈着被覆するスプレーコート法；
ほう酸マグネシウムを非酸化性雰囲気中で流動床を用い
浮遊、懸濁させた状態、又は沈床させた状態で加熱下ス
ズ化合物を導入、必要により、水分又は酸素等を導入し
てほう酸マグネシウム表面に酸化スズを沈着させる化学
気相析出法；ほう酸マグネシウムを沙紙又は成型後、減
圧、加熱下で酸化スズを気化させ、ほう酸マグネシウム
表面に沈着させるいわゆる物理気相析出法等が適用出来
る。

尚、これらの方法に適用出来るスズ化合物としては、工
程の複雑さを無視すると任意の化合物が考えられるが、
毒性が少なく、安定であり、処理工程の管理が容易な点
で塩化スズ又はその水和物が有利である。又CVD法やア
セチルアセトンスズ塩、アセチルアセトンアンチモン塩
を分解してほう酸マグネシウム上にシヤワリングする方
法も適用出来る。

本発明に於いて、酸化スズの被服層形成時、例えばアン
チモン、インジウム等の微量を人為的に混在せしめ導電
性の向上を計ることも可能である。

本発明の導電性ほう酸マグネシウムは現在実用されてい
るプラスチツク例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂、フエノール樹脂、アミノ樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、
ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等とのい
ずれとも良く混和し、導電性が優れ、機械的強度が改善
された白色の複合材料となる。しかもこれらの複合材料
は、切削、研磨性、平面平滑性に優れたものとなる。

又本発明の導電性ほう酸マグネシウムは、これを適当な
高分子結合剤と併用することにより、導電性塗料、導電
性インク、導電性接着剤、導電性テープ、導電性シー
ト、導電性密封剤等の種々の用途に適用可能である。

以上述べた通り、本発明は容易に製造可能で、後加工性
が優れた導電性物質を提供するものであり、黒色又は有
色の補強性を有する導電性物質に本発明の白色の導電性
物質を組み合わせることにより耐熱性、表面平滑性の優
れた任意の色調の補強性導電性充填剤を得ることができ
るものである。

（実施例） 以下、実施例を挙げて説明する。

実施例１ 繊維状ほう酸マグネシウム10gを水100ml中に分散させ、
攪拌機で30分間攪拌してスラリー化した。次にこの分散
スラリーを油浴中にて90℃に加熱し、この熱スラリー中
に塩化第２錫〔半井化学薬品（株）製、SnCl₄・xH₂O、
x:4.8、SnCl₄75％含有〕16g及び塩化アンチモン〔半井
化学薬品（株）製、SbCl₃〕1.6gを3.7規定の塩酸水溶液
30g中に溶解した混合溶液と3.7規定の水酸化ナトリウム
水溶液90mlとを熱スラリーの液温を90℃、pH10〜11に保
持しながら攪拌下に約１時間をかけて同時に添加後、3.
7Nの塩酸水溶液を用いてpH7.5に調整し、さらに液温を9
0℃に保持しつつ１時間攪拌した。その後反応液を室温
まで放冷し、固形物を取、水洗、乾燥した後、微細化
し、次いで600℃で２時間加熱処理した。かくして白色
の導電性繊維状ほう酸マグネシウムが得られた。

以上の導電性繊維状ほう酸マグネシウムを100kg/cm²の
荷重下で測定したときの体積抵抗率（特記しない限り以
下同様）は1.3×10²Ω・cmであつた。

実施例２ 塩化アンチモンを用いない以外は実施例１と同様に実施
して得たほう酸マグネシウムの体積抵抗率は4.1×10⁴Ω
・cmであつた。

実施例３ 実施例１と同じ塩化第２錫17g及び塩化アンチモン1.7g
を3.7規定の塩酸水溶液30g中に溶解した混合塩溶液を調
製した。

次いで磁製皿上にほう酸マグネシウム10gを厚さ1mmにな
るように広げ、800℃に調整したジルコンサンドバス上
で振動させながら、750℃までほう酸マグネシウムを加
熱すると共に、簡易ハンドスプレーで上述調整液をほう
酸マグネシウムの表面に噴霧した。噴霧に際しては10回
に分けて10秒間隔で全量噴霧し、その後更に５分間750
℃に保つたのち、300℃に調整した乾燥に移し３時間
熟成し、白色で微細繊維状の導電性ほう酸マグネシウム
粉末を得た。

尚、導電性の評価は錠剤成型機を用い、100kg/cm²の加
圧下で成型して直径12mm、厚み3mmの錠剤を作成し、そ
の体積抵抗を測定して評価した。体積抵抗率は4.9×10²
Ω・cmであつた。

実施例４ 塩化第２錫溶液噴霧時のほう酸マグネシウムの加熱温度
及び後処理温度を第１表の条件に変更した他は実施例３
と同様にして白色の微細結晶である試料41〜45を作成し
た。導電性の評価を第１表に示す。

実施例５ 塩化第２スズ 80部 メチルアルコール 20部 からなる塩化第２錫のアルコール溶液（Ａ液） 塩化アンチモン 3.5部 メチルアルコール 96.5部 からなる塩化アンチモンのアルコール溶液（Ｂ液）Ａ
液、Ｂ液を上記の如く調製し、Ａ液とＢ液の第２表に示
す混合割合（部）の処理液を作成した後、ほう酸マグネ
シウムの表面を混合液で処理し、白色で微細な導電性ほ
う酸マグネシウム粉末を得た。

実施例６ 繊維状ほう酸マグネシウム25gを水200ml中に分散し攪拌
機にて30分間攪拌してスラリー化した後、この分散スラ
リーを油溶中で90℃に加熱した。この熱スラリー中に3.
7規定の水酸化ナトリウム57.3mlを添加し混合後、予め
調製しておいた塩化第１錫の45％（SnCl₂として）塩酸
水溶液62.4gに三塩化アンチモン5.5gを3.7規定塩酸68.7
mlに溶解した溶液を加えてなる塩化第１錫と塩化アンチ
モンとを含む酸性混合塩溶液及び8.4規定の水酸化ナト
リウム水溶液52mlを実施例１と同様に約１時間を要して
添加した。この熱スラリーを攪拌下に90℃で１時間熟成
後、3.7規定の塩酸を用いてpH8.5に調整し、不溶物を
取、水洗、乾燥後、600℃で２時間熱処理することによ
り、白色導電性繊維状ほう酸マグネシウムを得た。この
ほう酸マグネシウムの体積抵抗率は7.2×10¹Ω・cmであ
つた。またこれをウレタン塗料〔大日本塗料（株）製、
Ｖトツプクリア〕に25wt％の割合に分散、混合後40μｍ
の厚さに紙上に塗布し、乾燥後この紙を100Wの蛍光灯下
に照射距離60cm、照射時間24時間の条件で曝露して耐光
性を調べたところ、照射前後の色差は、ΔE1.5以下であ
り、良好な耐光性を有することが示された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森永 操 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大 塚化学株式会社徳島研究所内 (72)発明者 晴山 幸哉 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大 塚化学株式会社徳島研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−114216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−89337（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面が酸化錫で覆われた一般式MgxByOz
   （x,y,zはそれぞれ０＜ｘ≦4,0＜ｙ≦4,0＜ｚ≦10の正
   の実数を示す）で表わされるほう酸マグネシウムを主成
   分とする白色導電性物質。
2. 【請求項２】ほう酸マグネシウムが繊維状である特許請
   求の範囲第１項記載の白色導電性物質。