JP2010229481A

JP2010229481A - 銀微粒子の製造方法

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Publication number: JP2010229481A
Application number: JP2009077755A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Uno; 貴博宇野; Akihiro Higami; 晃裕樋上; Yosuke Kawamura; 洋輔川村
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】銀微粒子スラリーを乾燥して解砕し、銀微粒子を回収する際に、解砕し易い銀微粒子とその製造方法を提供する。
【解決手段】平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、アルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し、乾燥して解砕することを特徴とする銀微粒子の製造方法、および、平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、銀重量に対して０.１倍量以上のアルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し乾燥してなり、９０μm目開きの篩に対する通過率が７０％以上であることを特徴とする銀微粒子凝集体。
【選択図】図１

Description

本発明は解砕し易い銀微粒子とその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、例えば、平均粒子径がサブミクロンの銀微粒子スラリーを乾燥して解砕し、銀微粒子を回収する際に、解砕し易い銀微粒子の製造方法に関する。

一般に、湿式法による銀微粒子の製造方法では、析出した銀微粒子が分散したスラリーが得られる。湿式法による銀微粒子の製造方法としては、例えば、硝酸銀溶液にアンモニア水を加えて銀アンミン錯体水溶液を調製し、これにヒドロキノンなどの有機還元剤を添加し、銀微粒子を還元析出させ、銀微粒子が分散したスラリーを得ることができる。この銀微粒子スラリーを脱水乾燥して銀微粒子を回収する。例えば、特表平７−５００３７９号公報（特許文献１）には、シリカゾルの希薄な水性分散液を８０〜１００℃に加熱し、攪拌しながら銀塩溶液と蟻酸塩溶液を添加して銀微粒子の沈澱を生成させ、静置後、上澄み液を除去して回収した銀微粒子沈澱を界面活性剤を添加した水中に懸濁させて洗浄し、洗浄を繰り返した後に脱水し乾燥して銀微粒子を回収する方法が記載されている。

従来の銀微粒子の製造方法は、銀微粒子スラリーを脱水乾燥する工程において、通常、銀微粒子スラリーを濾過して脱水した後に自然乾燥、熱風乾燥、または真空乾燥などの乾燥工程を経て、乾燥物を解砕して銀微粒子を回収している。

しかし、従来の上記製造方法では、銀微粒子スラリーを濾過脱水して乾燥すると、粘土が固まった状態のような乾燥物になり、この乾燥物は硬いブロック状のものであるため解砕し難く、強引に粉砕すると銀微粒子にダメージを与え、銀微粒子が破砕されるために銀微粒子が不規則な形状になり、流動性の良い銀微粒子を得ることができない。

特表平７−５００３７９号公報

本発明は、従来の製造方法における上記問題を解決したものであり、湿式製造した平均粒子径がサブミクロンの銀微粒子スラリーから銀微粒子を回収する際に、解砕時のダメージが少なく、均質な球状の銀微粒子を得ることができる銀微粒子の製造方法を提供する。

本発明によれば、以下の構成によって上記課題を解決した銀微粒子の製造方法が提供される。
〔１〕平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、アルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し、乾燥して解砕することを特徴とする銀微粒子の製造方法。
〔２〕アルコールの添加量が、銀微粒子スラリーの銀重量に対して０.１倍量以上である上記[３]に記載する銀微粒子の製造方法。
〔３〕平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、銀重量に対して等倍量以上のアルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し乾燥してなる銀微粒子の凝集体であって、９０μm目開きの篩に対する通過率が７０％以上であることを特徴とする銀微粒子凝集体。

本発明の製造方法によれば、アルコールの極性によって銀微粒子表面の電荷が弱められているので、銀微粒子が弱く凝集した状態で乾燥される。このため解砕性の良い凝集体になり、目開きの小さい篩を用いても解砕時間を短縮することができる。

具体的には、例えば、９０μm目開きの篩に対する振動１０分間の通過率が７０％以上の銀微粒子凝集体を形成することができ、解砕時のダメージが殆どない銀微粒子を得ることができる。また、解砕性が良いので銀微粒子が受けるダメージがなく、不規則な形状にならないので、流動性のよい銀微粒子を得ることができる。

本発明の製造方法の一例を示す処理工程図。本発明の製造方法の処理効果を示すグラフ。本発明の製造方法の処理効果を示すグラフ。

以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。本発明の製造方法の一例を図１に示す。

本発明の製造方法は、平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、アルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し、乾燥して解砕することを特徴とする銀微粒子の製造方法であり、好ましくは、アルコールの添加量が銀微粒子スラリーの銀重量に対して等倍量以上である銀微粒子の製造方法である。

〔銀微粒子スラリー〕
本発明の製造方法は、平均粒子径がサブミクロンの銀微粒子スラリーを用いる。平均粒子径がサブミクロンの銀微粒子スラリーは、例えば湿式法によって得ることができる。具体的には、例えば、硝酸銀溶液にアンモニア水を加えて銀アンミン錯体水溶液を調製し、これにヒドロキノンなどの有機還元剤を添加し、銀微粒子を還元析出させ、銀微粒子が分散したスラリーを得ることができる。この他に、例えば、固液分離されたブロック状銀微粉末に水等の液体を所定量加え、攪拌等の操作によって均一に混ぜることによっても得られる。

本発明の銀微粒子スラリーは、例えば、平均粒子径０.１μm〜１.０μmの銀微粒子のスラリーである。この平均粒子径がサブミクロンの銀微粒子スラリーは、従来のように濾過脱水して乾燥すると硬い乾燥物になるが、本発明の製造方法によればサブミクロンの銀微粒子スラリーでも解砕性の良い乾燥物を形成することができる。

本発明の銀微粒子スラリーは、銀微粒子濃度が４０質量％〜９５質量％（含液率６０wt％〜５wt％）であるものが好ましい。銀濃度が４０質量％未満であると、スラリーの銀微粒子が沈降して水分と分離しやすくなるので硬い乾燥物になり、解砕性のよい多孔質の乾燥物が得られない。一方、銀濃度が９５質量％より高い場合には水分が少なく、硬い乾燥物になるので好ましくない。

なお、スラリーの好ましい銀微粒子濃度は、具体的には、銀微粒子の平均粒径によって異なり、例えば、平均粒子径１.０μmの銀微粒子は、銀微粒子濃度９３.８％ではスラリー状態であるが、銀微粒子濃度９５.８％では非スラリー状態（粘土状）になる。また、平均粒子径０.２μmの銀微粒子は、銀微粒子濃度８４.２％ではスラリー状態であるが、銀微粒子濃度８８.７％では非スラリー状態（粘土状）になる。本発明の製造方法は、銀微粒子の平均粒径に応じてスラリー状態を維持する銀微粒子濃度の銀微粒子スラリーを用いる。

〔アルコールの添加〕
本発明の製造方法は、平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、アルコールを投入し、スラリー溶媒の誘電率を高める。アルコールを添加した後に数分間攪拌して保持するのが好ましい。

使用するアルコールは、１価または多価の脂肪族飽和アルコール、脂肪族不飽和アルコール、脂環式アルコール、芳香族アルコール、複素環式アルコールなどを用いることができる。

アルコールの添加量は銀微粒子スラリーの銀重量に対して０.１倍量以上が好ましい。具体的には、実施例に示すように、含液率１４％の銀微粒子スラリー３５０ｇ（銀量３０１ｇ）に対して、銀重量に対して０.１倍量よりやや多い量のアルコールを添加した場合の９０μm目開きの篩通過率は７０％であり、１０倍量よりやや多い量のアルコールを添加した場合の９０μm目開きの篩通過率は約７４％である。

アルコールを添加すると、アルコールの極性によって銀微粒子表面の電荷が弱められるので濾過脱水したときに、銀微粒子が弱く凝集し、これを乾燥したときに解砕しやすい乾燥物になる。

〔脱水処理〕
銀微粒子スラリーにアルコールを添加して攪拌し、１０分程度保持して銀微粒子の弱い凝集を促す。その後、濾過して脱水する。

〔乾燥処理〕
濾過ケーキを乾燥してさらに脱水する。乾燥処理は熱風乾燥または真空乾燥の何れでもよい。熱風乾燥は３０〜１００℃の熱風下に濾過物を置けばよい。乾燥処理によって弱く凝集した銀微粒子の間に介在しているアルコールや水分が蒸発するので、空隙が多く、解砕しやすい多孔質の乾燥物になる。乾燥処理は熱風乾燥でよく、必ずしも真空設備を要しないので容易に実施することができる。乾燥時間は処理量に応じて定めればよい。

〔解砕処理〕
上記乾燥処理して得た乾燥物（銀微粒子凝集体）を解砕して銀微粒子を回収する。解砕は振動を与える程度でよく、ボールミルなどの粉砕を行う必要がない。上記乾燥物を一般の振動篩装置に投入し、例えば、振幅４０mm、振動数３００回/分で、１０分間程度振動するだけで、９０μm目開きの篩を７０％以上通過する状態に解砕することができる。このように、本発明の上記製造方法によれば、解砕性の良い銀微粒子凝集体を得ることができる。具体的には、９０μm目開きの篩に対する通過率が７０％以上の銀微粉末凝集体を得ることができる。

〔銀微粒子〕
本発明の銀微粒子凝集体（乾燥物）は振動を与える程度で解砕することができるので、解砕時に銀微粒子が受けるダメージが殆どなく、銀微粒子が破断されないので、金属光沢のない均質な球状の銀微粒子を得ることができる。なお、従来の製造方法のように硬い乾燥物では、これを粉砕するときに大きな圧力が加わるので銀微粒子が破断されやすく、破断面が金属光沢を示すので、金属光沢の多い銀微粒子になる。具体的には、本発明の製造方法によれば、好ましくは、銀微粉末３０ｇ中の金属光沢の輝点数が１個以下の銀微粒子を得ることができる。なお、従来の方法によって製造した銀微粒子は、解砕時にダメージを受けるので、銀微粉末３０ｇ中の金属光沢の輝点数は概ね１０個以上になる。

以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。各例において、銀微粒子スラリーは、アンモニア水を加えた硝酸銀溶液にヒドロキノン液を添加して銀（平均粒径0.2μm）を還元析出させ、これを回収して洗浄し、含液率１４.０％に調製したものを用いた。なお、解砕率Ｘ（銀粉の通過割合％）は篩に投入された量Ｍ１に対する篩処理された量Ｍ２の割合〔Ｘ＝〔Ｍ２／Ｍ１×100％〕である。

〔実施例１〕
銀微粒子スラリー３５０ｇ（含液率１４.０％、銀量３０１ｇ）に、おのおのエタノール、ブタノールを添加した。添加量はスラリー量の１０倍量である。添加後、１０分間攪拌を続けた後に、濾過脱水し、５０℃の熱風に１８時間さらして乾燥した。この乾燥物（銀微粒子凝集体）を振動篩装置に投入し、９０μm目開きの篩を用い、振幅４０mm、毎分３００回の振動を与えて解砕した。この結果を図２に示した。

図２に示すように、エタノール、ブタノールを添加した本発明の試料は、銀粉の通過割合（解砕率）が何れも１０分の篩時間で７０％以上である。

〔実施例２〕
アルコールの添加量を表１に示す量にした以外は実施例１と同様にして銀微粒子スラリーを乾燥して解砕した。この結果を表１および図３に示した。この結果に示すように、スラリー量の０.１倍量（銀重量に対して０.１倍量よりやや多い量）のアルコールを添加した場合の９０μm目開きの篩通過率は７０％であり、スラリー量の１０倍量（銀重量の１０倍量よりやや多い量）のアルコールを添加した場合の９０μm目開きの篩通過率は約７４％である。このように、銀重量に対して０.１倍量以上のアルコールを添加することによって、９０μm目開きの篩通過率が７０％以上の解砕率を有する銀微粒子凝集体を得ることができる。

Claims

平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、アルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し、乾燥して解砕することを特徴とする銀微粒子の製造方法。
アルコールの添加量が、銀微粒子スラリーの銀重量に対して０.１倍量以上である請求項３に記載する銀微粒子の製造方法。
平均粒径がサブミクロンの銀微粒子のスラリーに、銀重量に対して等倍量以上のアルコールを投入して撹拌した後に、濾過脱水し乾燥してなる銀微粒子の凝集体であって、９０μm目開きの篩に対する通過率が７０％以上であることを特徴とする銀微粒子凝集体。