维持带电的电荷的能力优异的带电调节用粉体和其制造方法技术

本发明专利技术提供一种带电调节用粉体，其将带电调节对象物表面的带电性控制在恒定的范围、且维持带电的电荷的能力优异。带电调节用粉体由在芯材表面的至少一部分具有钛铌氧化物的颗粒形成，所述带电调节用粉体的碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下。对于整体为20.0mmol/kg以下。对于整体为20.0mmol/kg以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】维持带电的电荷的能力优异的带电调节用粉体和其制造方法


[0001]本专利技术涉及用于调节在涂料、功能性粉体、薄膜、纤维、树脂、塑料、纸等的表面产生的带电的带电调节用粉体和其制造方法。

技术介绍

[0002]由具有导电性的金属氧化物形成的粉体和含有其的涂料、纤维、塑料和纸等利用金属氧化物的导电性而被用于防止带电、去除静电。
[0003]例如，日本特开2002
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339235号公报(专利文献1)中公开了如下方法：通过对织物进行低温等离子体处理，从而制造抗静电性优异的织物，所述织物是使分散有用炭黑或氧化锡涂覆了表面的氧化钛颗粒的导电性的合成纤维以恒定间隔排列并织制而得到的。另外，日本特开2010
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59588号公报(专利文献2)中提出了一种显色性优异的聚酯系复合纤维，所述聚酯系复合纤维是由非导电层和导电层形成的，所述导电层为包含具有氧化锡等导电性覆膜的氧化钛颗粒的热塑性聚合物。专利文献2中公开的聚酯系复合纤维由于纤维内部为导电层，因此，抑制静电的带电，具有抗静电性。
[0004]这些导电性金属氧化物和含有其的涂料、纤维、塑料和纸等是以防止在其表面产生带电、或去除所产生的静电作为目的或者效果。然而，近年来，在电除尘、静电复印、静电涂装等产业中利用静电的机会有所增加，要求带电调节用粉体不仅可以单纯地去除带电的电荷，而且还要可以控制带电的电荷的量。
[0005]本申请人公开了一种带电调节用粉体，其将二氧化钛作为芯颗粒、且在芯颗粒表面具有铌掺杂二氧化钛的涂层(日本特开2018
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141058号公报)(专利文献3)。通过混入或涂布该带电调节用粉体，从而除了防止静电在对象的表面带电的情况之外，还可以将带电量调整为负值。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2002
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339235公报
[0009]专利文献2：日本特开2010
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059588公报
[0010]专利文献3：日本特开2018
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141058公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]专利文献3的带电调节用粉体以防止带静电为目的，带电的电荷往往会立即衰减。为了稳定地控制带电的电荷的量，专利文献3的带电调节用粉体难以使用。特别是，带电的电荷在高湿度下往往会容易流向外部。
[0013]本专利技术的目的在于，提供在涂料、功能性粉体、薄膜、纤维、树脂、塑料、纸等带电调节对象物添加、混合、或涂布粉体，从而将各表面的带电性控制在恒定的范围内，且维持带电的电荷的能力优异的带电调节用粉体和其制造方法。
[0014]用于解决问题的方案
[0015]本专利技术人等对于带电调节用粉体反复深入研究，结果发现：由在芯材表面的至少一部分具有钛铌氧化物的颗粒形成的粉体中，碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下时，维持带电的电荷的能力改善。
[0016]本专利技术的具体方式不限定这些，如以下所述。
[0017][1]一种带电调节用粉体，其由在芯材表面的至少一部分具有钛铌氧化物的颗粒形成，所述带电调节用粉体的碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下。
[0018][2]根据[1]所述的带电调节用粉体，其中，碱金属的含量与硫的含量之和相对于整体为35.0mmol/kg以下。
[0019][3]根据[1]或[2]中任一项所述的带电调节用粉体，其中，铌的含量相对于整体为15.0mmol/kg以上且225.0mmol/kg以下。
[0020][4]根据[1]～[3]中任一项所述的带电调节用粉体，其中，芯材为二氧化钛。
[0021][5]根据[1]～[4]中任一项所述的带电调节用粉体，其中，使用扫描型电子显微镜以倍率50000倍进行观察时在构成粉体的颗粒的至少一部分表面上确认到凹坑。
[0022][6]根据[1]～[5]中任一项所述的带电调节用粉体，其中，使用扫描型电子显微镜以倍率50000倍进行观察时在构成粉体的颗粒的表面观察到的凹坑的数量为每1μm2颗粒表面中10个以上。
[0023][7]根据[1]～[6]中任一项所述的带电调节用粉体，其中，将根据BET法测得的每1g的表面积设为S1、将基于扫描型电子显微镜的观察中得到的由体积基准中值粒径算出的每1g的表面积设为S2时，S1/S2大于1.05。
[0024][8]一种[1]～[7]中任一项所述的带电调节用粉体的制造方法，其特征在于，具备以下的工序A～D：
[0025]A：使成为芯材的粉体分散于水中，得到芯材的悬浮液的工序；
[0026]B：在工序A所得到的悬浮液中，添加钛盐和铌盐的酸性混合液以及碱性溶液，用碱性溶液中和钛盐和铌盐的酸性混合液，使钛和铌的氢氧化物在芯材表面的至少一部分上析出的工序；
[0027]C：从工序B所得到的悬浮液中去除水可溶盐类并进行固液分离的工序；
[0028]D：对工序C所得到的固体成分进行焙烧的工序。
[0029][9]根据[8]所述的带电调节用粉体的制造方法，其中，前述工序B中，以悬浮液的pH为1.0以上且6.0以下的方式进行中和。
[0030][10]根据[8]或[9]所述的带电调节用粉体的制造方法，其中，前述工序B中，同时添加钛盐和铌盐的酸性混合液以及碱性溶液。
[0031][11]根据[8]～[10]中任一项所述的带电调节用粉体的制造方法，其中，前述工序D中包括如下步骤：在大气气氛、非活性气氛、还原气氛、或比大气减少了氧浓度的气氛中将固体成分以250℃以上且900℃以下进行焙烧。
[0032]专利技术的效果
[0033]根据本专利技术，通过使用碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下的、在芯材表面的一部分具有钛铌氧化物的颗粒，从而提供维持带电的电荷的能力优异的带电调节用粉体。特别是被暴露于高湿度的情况下，维持带电的电荷的能力也优异。
附图说明
[0034]图1为实施例5中得到的带电调节用粉体的扫描型电子显微镜照片。
[0035]图2为比较例1中得到的带电调节用粉体的扫描型电子显微镜照片。
[0036]图3为用于算出颗粒界面电阻的等效电路模型。
具体实施方式
[0037]本专利技术的带电调节用粉体由在芯材表面的至少一部分具有钛铌氧化物的颗粒形成，所述带电调节用粉体的碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下。
[0038]前述带电调节用粉体优选的是芯材为二氧化钛，在表面具有钛与铌的复合氧化物。带电调节用粉体中的铌的量相对于整体优选为15.0mmol/kg以上且225.0mmol/kg以下。铌含量如果为15.0mmol/kg以上，则发挥电荷产生效果，且可以得到有助于电荷传输的氧缺失的稳定性。铌含量如果为225.0mmol/kg以下，则由于在颗粒内形成单一相，因此，不易产生电荷分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带电调节用粉体，其由在芯材表面的至少一部分具有钛铌氧化物的颗粒形成，所述带电调节用粉体的碱金属的含量相对于整体为20.0mmol/kg以下。2.根据权利要求1所述的带电调节用粉体，其中，碱金属的含量与硫的含量之和相对于整体为35.0mmol/kg以下。3.根据权利要求1或2中任一项所述的带电调节用粉体，其中，铌的含量相对于整体为15.0mmol/kg以上且225.0mmol/kg以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的带电调节用粉体，其中，芯材为二氧化钛。5.根据权利要求1～4中任一项所述的带电调节用粉体，其中，使用扫描型电子显微镜以倍率50000倍进行观察时在构成粉体的颗粒的至少一部分表面上确认到凹坑。6.根据权利要求1～5中任一项所述的带电调节用粉体，其中，使用扫描型电子显微镜以倍率50000倍进行观察时在构成粉体的颗粒的表面观察到的凹坑的数量为每1μm2颗粒表面中10个以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的带电调节用粉体，其中，将根据BET法测得的每1g的表面积设为S1、将基于扫描型电子显微镜的观察中得到的由体积基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中贵康，关敏正，田中尚文，吉见智子，熊谷徹，
申请(专利权)人：钛工业株式会社，
类型：发明
国别省市：