JP2001043734A - ニッケル粉およびその製造法 - Google Patents
ニッケル粉およびその製造法Info
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Abstract
きに,電気抵抗の低い塗膜が形成できるニッケル粉を得
る。 【解決手段】 粒径よりも小径の小瘤,例えば粒径の1
/3以下の径をもつ半球状の小瘤を表面に複数個有し且
つ全体として略ボール形状を有したリッケル粒子からな
る導電ペースト用ニッケル粉である。このようなニッケ
ル粉は,水溶性ニッケル塩の水溶液にアルカリを添加し
て水酸化ニッケルを析出させ,この水酸化ニッケルの懸
濁液に還元剤を添加して金属ニッケルに還元するニッケ
ル粉の製造法において,該水酸化ニッケルの懸濁液に還
元剤を添加して金属ニッケルに還元する反応を,ニッケ
ルより貴な金属イオンの存在下で進行させることによっ
て,製造することができる。
Description
ラーとした導電ペーストにおいて,低抵抗の導電体が形
成できる導電ペースト用ニッケル粉およびその製造法に
関する。
トが知られている。例えば特開平3−280304号公
報には高純度で粒径が0.05〜1μm未満の微粉状ニ
ッケル粉を含有した導電ペーストが記載され,該ニッケ
ル粉を気相化学反応で製造する方法が記載されている。
湿式還元法でそのようなニッケル粉を製造することも知
られており,例えば特開昭53−95165号公報や特
開平5−51610号公報には水溶性ニッケル塩の水溶
液に強アルカリを添加して水酸化ニッケルを析出させ,
この水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤(例えばヒドラジ
ン)を添加して金属ニッケルに還元するニッケル粉の製
造法が記載されている。
ジンを用いて水中で還元する前記のような湿式還元法
は,処理設備や操作が簡易で且つ導電ペーストに適する
粒径のものを比較的安定して製造できる利点があり,導
電ペースト用ニッケル粉の製造法の主流となりつつあ
る。
電ペーストに適した粒径のニッケル粉が製造できるとし
ても,導電ペーストに要求される諸性質が全て満たされ
る訳のものではない。例えば,導電ペーストによって形
成された導電体の電気抵抗を小さくするという要求に対
しては,必ずしも満足できるものではなかった。樹脂中
に分散されたニッケル粉の粒子同士が緊密に接触し合わ
ないと電気抵抗が高くなるが,この粒子同士が緊密に接
触し合うためには,当該粉体の樹脂への充填性・分散性
に優れることのほかに,隣合う粒子同士の接触面積がで
きるだけ大きくなることが必要である。このことは,粒
径分布と粒子形状が主として関与することになる。粒子
が滑らかな表面をもつ完全球体であれば粒子同士は点接
触することになり,必ずしも十分な接触面積を確保でき
なくなる。
一般に球形の粒子からなり,その表面も凹凸の少ないも
のとなりがちで,この点からすると,隣合う粒子間の接
触面積は必ずしも十分なものとはなり得ず,このことか
ら,導電ペーストによって形成された導電体の電気抵抗
を小さくするという要求に十分に応えることができなか
った。
ル粉は球形粒子が互いに連なった凝集した状態で得られ
やすく,ここれを無理に解砕すると粒子がつぶれてしま
う結果となり,所望の粒径の独立した粒子からなる粉末
を得るには困難を伴った。
決し,湿式還元法によるニッケル粉を導電ペーストのフ
イラーとして用いた場合でも,とくに電気抵抗の低い導
電体が得られるようなニッケル粉を得ることを課題とし
たものである。
本発明者らは鋭意研究を重ねたところ,ニッケル粉の湿
式還元法を工夫すると,コンペイトウに似た表面につぶ
つぶ(瘤)のあるニッケル粒子を得ることができ,この
ようなコンペイトウ形状の粒子同士はそのこぶとこぶが
複雑に絡み合って互いに接触する結果,接触面積が非常
に増大して電気抵抗の著しく低い導電ペーストが得られ
ることがわかった。
を表面に複数個有し且つ全体として略ボール形状を有し
たニッケル粒子からなる導電ペースト用ニッケル粉,よ
り具体的には,粒径の1/3以下の径をもつ半球状の小
瘤を表面に複数個有し且つ全体としてボール形状を有し
たニッケル粒子からなる導電ペースト用ニッケル粉を提
供するものである。そして,本発明は,水溶性ニッケル
塩の水溶液にアルカリを添加して水酸化ニッケルを析出
させ,この水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤を添加して
金属ニッケルに還元するニッケル粉の製造法において,
該水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤を添加して金属ニッ
ケルに還元する反応を,ニッケルより貴な金属イオンの
存在下で進行させることを特徴とするニッケル粉の製造
法,さらには,水溶性ニッケル塩の水溶液にアルカリを
添加して水酸化ニッケルを析出させる反応を,錯化剤の
存在下で進行させることを特徴とするニッケル粉の製造
法を提供する。
粒子の電子顕微鏡写真(図1はSEM像,図2はTEM
像)を示した。これらの図に見られるように,各ニッケ
ル粒子は粒径(図例のものでは約0.4μm)の1/3
以下(図例のものでほぼ1/5)の径をもつ半球状の小
瘤が粒子表面を覆っており,あたかもコンペイトウのよ
うな形状を有している。そして,このような小瘤が表面
に存在しても全体として見たときの外形はほぼボール状
であり,各々独立した粒子である。
たず滑らかな表面を有したほぼ同一大きさのボール状か
らなるニッケル粒子の電子顕微鏡写真(図3はSEM
像,図4はTEM像)であり,比較例として示したもの
である。
らなるニッケル粉体であっても,隣合う粒子同士は,後
者のように表面が滑らかな球体では点接触に近い状態に
なるのに対し,前者のように小瘤で表面が覆われている
ものは相手側の瘤と複雑に絡み合って面接触に近い状態
となることが例えば図4と図2を対比すると理解されよ
う。したがって,図4のものに比べ,図2のものは充填
された状態では粒子同士の接触界面が遙かに大きくな
り,このために電気的な導通関係が良好になる。この場
合,瘤があまり大きいと点接触に近いものとなるので,
各粒子の粒径に対して1/3以下,好ましくは1/4以
下のほぼ均等な径をもつ小瘤で表面全体が覆われている
のがよい。そして,このような小瘤を表面に有していて
も,全体として見たときには個々独立したボール形状を
有していることにより,サラサラとした流動性の良好な
粉体となり,樹脂に分散させるさいにも良好に分散させ
ることができる。
粉として従来用いられていたものと同様に,平均粒径が
0.1〜10μmの範囲の範囲のものであればよく,こ
の範囲において,図1〜2に見られるように,粒径が揃
っているもの(粒度分布の小さいもの)であるのがよ
い。
従うニッケル粒子(以下,これを「瘤付き粒子」と略称
することがある)は,水溶性ニッケル塩の水溶液にアル
カリを添加して水酸化ニッケルを析出させ,この水酸化
ニッケルの懸濁液に還元剤を添加して金属ニッケルに還
元するニッケル粉の湿式製造法において,水酸化ニッケ
ルの懸濁液に還元剤を添加して金属ニッケルに還元する
反応を,ニッケルより貴な金属イオンの存在下で進行さ
せることによって得ることができる。その理由は必ずし
も明確ではないが,Niより貴な金属イオンが還元時に
共存することにより,先ずこの金属イオンが還元されて
微細な核が液中に一斉に生成し,これを核として金属N
iの析出が開始する結果,ほぼ大きさの等しい微細な金
属Ni粒子(小瘤の大きさにほぼ対応する)が生成し,
これがある時点で集合して一つの粒子を形成するのでは
ないかと考えられる。
が還元時に液中に存在する必要があり,実際にはAu,
Ag,Cu,Pd等の水溶性塩を適量添加すればよく,
後記の実施例では塩化パラジウムを使用した例を挙げ
た。貴な金属イオンの量が多いほど小瘤の径は小さくな
り,少ないほど大きくなるので小瘤の径をその添加量で
調整することができる。実際には,ニッケル1モルに対
し,これにより貴な金属を5×10-8〜5×10-6モル
の範囲で添加すればよい。
は,従来と同様に行なえばよく,例えば硫酸ニッケルの
水溶液とNaOH水溶液とを溶存酸素が存在しないよう
に混合すればよい。生成した水酸化ニッケルの懸濁液に
添加する還元剤としても,従来と同様にヒドラジン(飽
水ヒドラジン)を使用することができる。そのさい,水
酸化ニッケルの析出段階において,錯化剤例えばクエン
酸ナトリウムや酒石酸ナトリウム等を適量添加しておく
と,還元剤の歩留りを著しく向上させることができるこ
とがわかった。すなわち,水酸化ニッケルの懸濁液に飽
水ヒドラジンを添加して還元反応を行なわせる場合,添
加した飽水ヒドラジンが還元剤として作用することなく
無駄に放逸され,還元を完全に終了させるには当量より
遙かに多量の還元剤を必要とするのであるが,錯化剤を
添加しておくと,還元剤の歩留りが向上し,無駄なく還
元作用に供されることがわかった。錯化剤の添加量はニ
ッケル1モルに対して,0.01〜1モル程度でよい。
ケル塩の水溶液にアルカリを添加して水酸化ニッケルを
析出させ,この水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤を添加
して金属ニッケルにまで還元する湿式還元法によるニッ
ケル粉の製造法において,水溶性ニッケル塩の水溶液に
アルカリを添加して水酸化ニッケルを析出させる反応
を,錯化剤の存在下で進行させることによって,次工程
の還元を効率よく進行させることができるニッケル粉の
製造法を提供でき,この方法を,前記のようにNiより
貴な金属イオンを共存させる瘤付き粒子の製法に適用す
ることにより,一層効率よく瘤付き粒子が製造できる。
は30℃以上の温度で開始するのがよく,還元剤添加時
の液温が30℃未満では均等な大きさの瘤をもつ粒子と
することが困難になることもわかった。この還元反応は
発熱反応であるから,反応の進行につれて液温は高くな
るが,還元開始時の液温が重要であり,その温度を30
℃以上としてから還元を開始するのが好ましい。ただ
し,100℃以上では沸騰が生じるので30〜100℃
未満とするのがよい。そして,当該還元反応は強アルカ
リのもとで,実際にはpH13以上で開始するのがよ
い。実際には,液中のニッケル量1モルに対し,2〜4
0モルのNaOHの使用によって水酸化ニッケルを析出
させ,過剰のNaOHの存在下で還元を開始すればよ
い。このアルカリ濃度が高いほど,瘤付き粒子の生成が
優勢になる。
てのクエン酸ナトリウム64gと,49%NaOH水溶
液691gを溶解した溶液に対し,428.8gのNi
SO4・6H2Oを純水640gに溶解した溶液を添加し
て水酸化ニッケルを生成させた。中和後の反応液のpH
は13.72であった。
50℃に昇温し,塩化パラジウムをニッケル1モルあた
り1.5×10-7モルの割合で添加したあと,50℃を
維持しながら80%N2H4水和物(飽水ヒドラジン)を
162.3g添加して還元反応を進行させた。反応温度
がピークを示したあと,水酸化ニッケルがもはや存在し
ないことを目視によって確認して反応終了とした。反応
後液のpHは13.83であった。反応終了後の懸濁液
を30℃以下まで冷却したあとろ過し,洗浄液の電気伝
導度が10μs/cm以下になるまで洗浄した。次いで
脱水を行なった後,110℃で窒素雰囲気下で乾燥し
た。
回処理で完全に解砕された),湿式レーザー回折式粒度
分布測定装置により平均粒径を測定したところ,0.4
1μmであった。また,当該ニッケル粉の電子顕微鏡写
真(SEM像)を図1に示した。図1に見られるよう
に,このニッケル粉は,平均粒径が約0.4μmで,粒
径が0.3〜0.5μmの範囲に存在する粒子数が75%
以上であり,各粒子には粒径の1/4〜1/6の小瘤が
表面全体を覆っているニッケル粒子からなり,各粒子は
全体としてボール形状を有している。
エノール樹脂を用いてF値85%の条件でペースト化
し,この導電ペーストを用いて10μm厚みの塗膜を作
り,硬化後の塗膜の電気抵抗値を測定したところ,40
0kΩ/cm2であった。
った以外は実質的に実施例1と同一にしてニッケル粉を
製造した。ただし,ヒドラジン添加時の液温は常温(2
5℃)であった。得られた粉体(湿式分散機で3回解砕
したあとの粒子)の平均粒径は0.5μmであった。こ
の粉体の電子顕微鏡写真(SEM像)を図3に,TEM
像を図4に示した。図3〜4に見られるように,このニ
ッケル粉は表面に瘤を持たないほぼ球形であり,粒径は
揃っていないが平均粒径は0.5μm付近にある。この
ニッケル粉についても,実施例1と同様にして,その導
電ペーストの電気抵抗値を測定したところ,100MΩ
/cm2以上を示した。
導電ペースト用粉体として使用したときに該ペーストで
形成された塗膜の電気抵抗を非常に低くできるニッケル
粉が提供される。本発明のニッケル粉は各粒子の表面が
小瘤で覆われている点に特徴があるが,このような特殊
形状のニッケル粒子が本発明によると湿式還元法で効率
よく製造できる。したがって,導電ペーストのフイラー
に適した高品質のニッケル粉が安価に製造できる。
m)の電子顕微鏡SEM像である。
m)の電子顕微鏡TEM像(倍率:57000倍)であ
る。
5μm)の電子顕微鏡SEM像である。
5μm)の電子顕微鏡TEM像(倍率:57000倍)
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 粒径よりも小径の小瘤を表面に複数個有
し且つ全体として略ボール形状を有したニッケル粒子か
らなる導電ペースト用ニッケル粉。 - 【請求項2】 粒径の1/3以下の径をもつ半球状の小
瘤を表面に複数個有し且つ全体としてボール形状を有し
たニッケル粒子からなる導電ペースト用ニッケル粉。 - 【請求項3】 平均粒径が0.1〜10μmである請求
項1または2に記載の導電ペースト用ニッケル粉。 - 【請求項4】 水溶性ニッケル塩の水溶液にアルカリを
添加して水酸化ニッケルを析出させ,この水酸化ニッケ
ルの懸濁液に還元剤を添加して金属ニッケルに還元する
ニッケル粉の製造法において,該水酸化ニッケルの懸濁
液に還元剤を添加して金属ニッケルに還元する反応を,
ニッケルより貴な金属イオンの存在下で進行させること
を特徴とするニッケル粉の製造法。 - 【請求項5】 水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤を添加
して金属ニッケルに還元する反応を30℃以上の温度で
開始する請求項4に記載のニッケル粉の製造法。 - 【請求項6】 水酸化ニッケルの懸濁液に還元剤を添加
して金属ニッケルに還元する反応をpH13以上で開始
する請求項4または5に記載のニッケル粉の製造法。 - 【請求項7】 水溶性ニッケル塩の水溶液にアルカリを
添加して水酸化ニッケルを析出させ,この水酸化ニッケ
ルの懸濁液に還元剤を添加して金属ニッケルにまで還元
する湿式還元法によるニッケル粉の製造法において,水
溶性ニッケル塩の水溶液にアルカリを添加して水酸化ニ
ッケルを析出させる反応を,錯化剤の存在下で進行させ
ることを特徴とするニッケル粉の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21403999A JP4301646B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | ニッケル粉の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001043734A true JP2001043734A (ja) | 2001-02-16 |
JP4301646B2 JP4301646B2 (ja) | 2009-07-22 |
Family
ID=16649274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21403999A Expired - Fee Related JP4301646B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | ニッケル粉の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4301646B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007063851A1 (ja) | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Tyco Electronics Raychem K.K. | ニッケル粉およびその製造方法、ならびに該ニッケル粉を用いたポリマーptc素子 |
JP2010185112A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Noritake Co Ltd | ニッケル微粒子およびその製造方法 |
JP2014037614A (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 金属粉末、電子部品及びその製造方法 |
JP2018070941A (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケル粉末の製造方法 |
JP2018154870A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケル粉末の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP21403999A patent/JP4301646B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007063851A1 (ja) | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Tyco Electronics Raychem K.K. | ニッケル粉およびその製造方法、ならびに該ニッケル粉を用いたポリマーptc素子 |
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