JP2018024566A - Composite oxide material containing titanium oxide compound as main component - Google Patents

Composite oxide material containing titanium oxide compound as main component Download PDF

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幸伸 浅田
Yukinobu Asada
幸伸 浅田
賢洋 江上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite oxide material used for an internal electrode layer of a laminated ceramic capacitor or the like which is excellent in dispersibility in a solvent and suppresses adsorption of moisture, surface oxidation and carbonation while being ultrafine particles.SOLUTION: There is provided a composite oxide material made of fine particles containing a titanium oxide compound as a main component, which is surface-treated with a surface treatment agent and has a specific surface area of 20 m/g to 200 m/g and a moisture adsorption amount of 1 wt.% or less when exposed to an environment at a temperature of 25°C and a relative humidity of 50% for 24 hours. Further, the laminated ceramic capacitor comprises an internal electrode layer containing the composite oxide material. The dispersion solution is obtained by dispersing the composite oxide material in a solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、表面処理されたチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料、該複合酸化物材料を含む内部電極ペースト、その内部電極層を備えた積層セラミックコンデンサおよび該複合酸化物材料が溶媒に分散している分散溶液に関する。   The present invention relates to a composite oxide material mainly composed of a surface-treated titanic acid compound, an internal electrode paste containing the composite oxide material, a multilayer ceramic capacitor including the internal electrode layer, and the composite oxide material as a solvent Relates to a dispersion solution dispersed in

代表的なチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料には、チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・チタン酸マグネシウム・チタン酸鉛・チタン酸アルミニウム、チタン酸リチウムなどがある。これらのチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料は、例えば摩擦材・補強材・セラミックスコンデンサ・圧電体・サーミスタ・バリスタ・生体親和性セラミックス・耐火物・金属加工用部材・二次電池の電極の負極材など産業上、幅広く利用されている。   Typical composite oxide materials based on titanate compounds include potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, aluminum titanate, lithium titanate, etc. There is. These composite oxide materials mainly composed of titanic acid compounds include, for example, friction materials, reinforcing materials, ceramic capacitors, piezoelectric bodies, thermistors, varistors, biocompatible ceramics, refractories, metal processing members, and secondary batteries. Widely used in industry such as electrode negative electrode materials.

近年、電子部品の軽薄短小化、精密品の微細加工、複合材料の物性向上や均一化などの要求に応えるために、これらの粉体材料の微粒化が求められている。しかし、数十ナノレベルの大きさの粒子は、凝集しやすく均一分散が困難なことや、表面状態が物理的・化学的に活性であり、品質上の問題が発生している。   In recent years, in order to meet the demands for reducing the thickness and size of electronic components, fine processing of precision products, improving the physical properties and uniformity of composite materials, etc., it is required to atomize these powder materials. However, particles having a size of several tens of nanometers are easily aggregated and difficult to uniformly disperse, and the surface state is physically and chemically active, which causes quality problems.

以下、主として積層セラミックコンデンサ(以下、「MLCC」という。)の内部電極の例を挙げて説明する。特開2002−234771号公報(特許文献3)の図1には、代表的なMLCCの模式図が掲載されているが、MLCCの内部電極は、電極材料を含むペーストを用いて、スクリーン印刷などでパターン形成される。当該ペーストの構成材料は、ニッケルに代表される金属粒子・線膨張係数を調整する微粒子のチタン酸バリウム・バインダー・有機溶媒からなる。   Hereinafter, an example of an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor (hereinafter referred to as “MLCC”) will be mainly described. FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-234711 (Patent Document 3) shows a typical diagram of a typical MLCC. The internal electrode of the MLCC uses a paste containing an electrode material, screen printing, etc. A pattern is formed with The constituent material of the paste is composed of metal particles typified by nickel, fine particles of barium titanate for adjusting the linear expansion coefficient, a binder, and an organic solvent.

特許第3640511号公報(特許文献1)では、MLCCの内部電極を薄層化させるためには、内部電極の形成に用いるニッケル粉末の粒子の大きさとともに粒子の形状が球状であることが重要で、この球状のニッケル微粒子を用いると電極ペースト塗膜内の充填密度を高くできて、薄膜電極の作製が容易であり、MLCC化した場合、クラックや剥離を生じさせない効果があると記載されている。   In Japanese Patent No. 3640511 (Patent Document 1), in order to make the internal electrode of the MLCC thin, it is important that the shape of the particles is spherical together with the size of the nickel powder particles used for forming the internal electrodes. In addition, it is described that when this spherical nickel fine particle is used, the filling density in the electrode paste coating film can be increased, the production of the thin film electrode is easy, and when MLCC is formed, there is an effect of not causing cracks and peeling. .

特開2015−2250号公報(特許文献2)では、金属コロイドの粒子径とゼータ電位の制御、分散液のpH、チタン酸塩微粒子の結晶子径を制限することにより、良好な内部電極用ペーストを作製すると記載されている。   JP-A-2015-2250 (Patent Document 2) discloses a good internal electrode paste by controlling the particle size and zeta potential of metal colloid, limiting the pH of the dispersion, and the crystallite size of titanate fine particles. It is described that it produces.

特許第3640511号公報Japanese Patent No. 3640511 特開2015−2250号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-2250 特開2002−234771号公報JP 20022347471 A

しかしながら、球状であるニッケル微粉末を用いたり、金属コロイドの粒子径とゼータ電位の制御、分散液のpH、チタン酸バリウム微粒子の結晶子径などを制限するだけでは、内部電極に混合するチタン酸バリウム、バインダー、溶剤を均一に混合することができず、均一に混合させるためにはさらに物理的分散や労力を必要とするという問題があった。   However, titanic acid mixed into the internal electrode can be obtained only by using spherical nickel fine powder, controlling the particle diameter of the metal colloid and the zeta potential, limiting the pH of the dispersion, and the crystallite diameter of the barium titanate fine particles. Barium, a binder, and a solvent cannot be mixed uniformly, and there has been a problem that further physical dispersion and labor are required for uniform mixing.

また、上記のような超微粒子の場合、表面処理しなければ、表面酸化が急速に進んだり、材料によっては水分を多量に吸着したりする場合がある。例えば、MLCCの内部電極に混合するチタン酸バリウム系の粉体材料の場合、チタン酸バリウム系粉体材料表面の炭酸バリウム化が進み、MLCC化した場合の品質に悪影響を及ぼす。また、水分を多量に吸着するため、非水系の溶剤に分散させた場合には、凝集してしまうという問題があった。   In the case of the ultrafine particles as described above, if the surface treatment is not performed, the surface oxidation may proceed rapidly, or depending on the material, a large amount of moisture may be adsorbed. For example, in the case of a barium titanate-based powder material mixed with the internal electrode of the MLCC, barium carbonate conversion on the surface of the barium titanate-based powder material proceeds and adversely affects the quality when the MLCC is formed. Further, since a large amount of moisture is adsorbed, there is a problem in that it is aggregated when dispersed in a non-aqueous solvent.

そこで、本発明の目的は、溶剤へ混合した場合に凝集せずに、良好な分散状態を維持し、他の電極材料などを混合しても均一分散するチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite oxide mainly composed of a titanic acid compound that maintains a good dispersion state without agglomeration when mixed with a solvent and is uniformly dispersed even when other electrode materials are mixed. It is to provide material.

本発明者らは、鋭意検討の結果、50nm未満、特に30nm以下の凝集しやすく、溶剤に均一に分散が困難なチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を表面処理することにより、比表面積を特定の範囲にすることで、溶剤へ混合した場合に凝集せずに、良好な分散状態を維持し、他の電極材料などを混合しても均一分散できる効果を見出し、本発明を完成させるに至った。以上の知見に基づいて、本発明は次のように構成される。   As a result of intensive studies, the present inventors have surface-treated a composite oxide material mainly composed of a titanic acid compound, which is easy to aggregate less than 50 nm, particularly 30 nm or less and is difficult to uniformly disperse in a solvent. By making the surface area in a specific range, we found the effect of maintaining a good dispersion state without agglomeration when mixed with a solvent, and evenly dispersing even if other electrode materials are mixed, and completed the present invention I came to let you. Based on the above knowledge, this invention is comprised as follows.

本発明に従った複合酸化物材料は、チタン酸化合物を主成分とする微粒子からなる複合酸化物材料であって、表面処理剤を用いて表面処理され、比表面積が20m/g〜200m/gであり、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露した際の水分吸着量が1重量%以下である。 The composite oxide material according to the present invention is a composite oxide material composed of fine particles mainly composed of a titanate compound, and is surface-treated using a surface treatment agent, and has a specific surface area of 20 m 2 / g to 200 m 2. / G, and the moisture adsorption amount when exposed to an environment of temperature 25 ° C. and relative humidity 50% for 24 hours is 1% by weight or less.

本発明に従った複合酸化物材料においては、比表面積から算出した表面処理前の平均一次粒子径が球形換算値で50nm未満であることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the average primary particle diameter before the surface treatment calculated from the specific surface area is preferably less than 50 nm in terms of a sphere.

本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤は、シラン系カップリング剤および/またはチタネート系カップリング剤であることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent is preferably a silane coupling agent and / or a titanate coupling agent.

本発明に従った複合酸化物材料においては、チタン酸化合物を主成分とする微粒子(A)重量に対する表面処理剤(B)重量の比(B/A)が、0.01≦B/A≦0.30であることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the ratio (B / A) of the weight of the surface treatment agent (B) to the weight of the fine particles (A) mainly composed of a titanic acid compound is 0.01 ≦ B / A ≦. It is preferably 0.30.

本発明に従った複合酸化物材料においては、チタン酸化合物を主成分とする微粒子はチタン酸バリウムであることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the fine particles mainly composed of a titanate compound are preferably barium titanate.

本発明に従った複合酸化物材料においては、温度25℃、相対湿度50%の環境下に14日間暴露した際のX線回折測定において、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の最も大きなピーク強度に対する、炭酸塩の最も大きなピーク強度の比が1%以下であることが好ましい。   The composite oxide material according to the present invention is the most complex oxide material mainly composed of a titanate compound in X-ray diffraction measurement when exposed to an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50% for 14 days. The ratio of the largest peak intensity of carbonate to the large peak intensity is preferably 1% or less.

本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤はシラン系カップリング剤であり、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の重量に対するSiの含有量が0.1〜5.0重量%であることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent is a silane coupling agent, and the Si content relative to the weight of the composite oxide material mainly composed of a titanate compound is 0.1 to 5. It is preferably 0% by weight.

本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤は、一般式RSiX (I)(R:有機官能基、X:アルコキシル基、m=1〜3、n=1〜3)で表わされるシラン系カップリング剤であり、Rの合計炭素数がC1〜C10の範囲であることが好ましい。 In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent has a general formula R m SiX n (I) (R: an organic functional group, X: an alkoxyl group, m = 1 to 3, n = 1 to 3). It is preferable that the total carbon number of R is in the range of C1 to C10.

本発明に従った積層セラミックコンデンサは、上記のいずれかの複合酸化物材料を含む内部電極層を備える。   A multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes an internal electrode layer containing any one of the above complex oxide materials.

本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層は、さらにニッケル粉末材料を含むことが好ましい。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the internal electrode layer preferably further contains a nickel powder material.

本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層は、薄膜印刷層であることが好ましい。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the internal electrode layer is preferably a thin film printed layer.

本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層(C)重量に対する複合酸化物材料(D)重量の比(D/C)が、0.01≦D/C≦0.30であることが好ましい。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the ratio (D / C) of the composite oxide material (D) weight to the internal electrode layer (C) weight is 0.01 ≦ D / C ≦ 0.30. Is preferred.

本発明に従った分散溶液は、上記のいずれかの複合酸化物材料が溶媒に分散していることを特徴とする。   The dispersion solution according to the present invention is characterized in that any of the above complex oxide materials is dispersed in a solvent.

本発明に従った電極用ペースト材料は、上記のいずれかの複合酸化物材料を含む。   The electrode paste material according to the present invention includes any of the above complex oxide materials.

本発明に従った電極用ペースト材料は、積層セラミックコンデンサの内部電極用であることが好ましい。   The electrode paste material according to the present invention is preferably for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.

平均一次粒子径の異なる未表面処理のチタン酸バリウムの吸水率(水分吸着量)を示すグラフである。It is a graph which shows the water absorption (moisture adsorption amount) of the barium titanate of the non-surface treatment from which an average primary particle diameter differs. 表面処理の有無が異なるチタン酸バリウムの吸水率(水分吸着量)を示すグラフである(チタン酸バリウムの平均一次粒子径は16nm)。It is a graph which shows the water absorption (moisture adsorption amount) of the barium titanate from which the presence or absence of surface treatment differs (the average primary particle diameter of barium titanate is 16 nm). 表面処理を施した実施例2のチタン酸バリウム粉体と、表面処理を施していない比較例1のチタン酸バリウム粉体が溶媒に分散している状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which the barium titanate powder of Example 2 which performed surface treatment, and the barium titanate powder of the comparative example 1 which has not performed surface treatment are disperse | distributing to a solvent.

以下、本発明の表面処理されたチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料などについて、具体例を交えながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。   Hereinafter, the composite oxide material mainly composed of the surface-treated titanic acid compound of the present invention will be described in detail with specific examples. The present invention is not limited to the embodiments shown below, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

本発明に従った複合酸化物材料は、チタン酸化合物を主成分とする微粒子からなる複合酸化物材料であって、表面処理剤を用いて表面処理され、比表面積が20m/g〜200m/gであり、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露した際の水分吸着量が1重量%以下である。 The composite oxide material according to the present invention is a composite oxide material composed of fine particles mainly composed of a titanate compound, and is surface-treated using a surface treatment agent, and has a specific surface area of 20 m 2 / g to 200 m 2. / G, and the moisture adsorption amount when exposed to an environment of temperature 25 ° C. and relative humidity 50% for 24 hours is 1% by weight or less.

チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料としては、チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・チタン酸マグネシウム・チタン酸鉛・チタン酸アルミニウム、チタン酸リチウム、などがある。本発明に従った複合酸化物材料においては、チタン酸化合物を主成分とする微粒子はチタン酸バリウムであることが好ましい。   Examples of composite oxide materials mainly composed of titanate compounds include potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, aluminum titanate, and lithium titanate. . In the composite oxide material according to the present invention, the fine particles mainly composed of a titanate compound are preferably barium titanate.

チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の比表面積が200m/gを超える場合は、表面処理前のチタン酸化合物を主成分とする微粒子からなるチタン酸化合物粉末材料の平均一次粒子径がおおむね5nm以下となるため、工業的な実用化が困難であり、コスト高になる場合がある。 When the specific surface area of the composite oxide material mainly composed of titanic acid compound exceeds 200 m 2 / g, the average primary particle diameter of the titanic acid compound powder material composed of fine particles mainly composed of the titanic acid compound before the surface treatment Is generally 5 nm or less, so that it is difficult to put it to practical use industrially, and the cost may increase.

一方、チタン酸化合物を主成分とする微粒子からなるチタン酸化合物粉末材料の比表面積が20m/g(比表面積から算出した表面処理前の平均一次粒子径が球形換算値で50nm)未満の場合は、水分の非吸着性と耐炭酸化性が高いため、表面処理しなくとも分散性の良い材料として内部電極ペーストに利用できる場合がある。 On the other hand, when the specific surface area of the titanic acid compound powder material comprising fine particles mainly composed of a titanic acid compound is less than 20 m 2 / g (average primary particle diameter before surface treatment calculated from the specific surface area is 50 nm in terms of a sphere). Has a high moisture non-adsorption property and carbonation resistance, and therefore may be used as an internal electrode paste as a material having good dispersibility without surface treatment.

そこで、本発明の複合酸化物材料においては、比表面積が20m/g〜200m/gである。 Therefore, in the composite oxide material of the present invention, a specific surface area of 20m 2 / g~200m 2 / g.

また、本発明に従った複合酸化物材料においては、比表面積から算出した表面処理前の平均一次粒子径が球形換算値で50nm未満であることが好ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the average primary particle diameter before the surface treatment calculated from the specific surface area is preferably less than 50 nm in terms of a sphere.

チタン酸化合物を主成分とする本発明の複合酸化物材料は、比表面積から算出した表面処理前の平均一次粒子径が球形換算値で50nm未満という超微粒子からなるが、表面処理が施されているので非水系溶剤に容易に分散させることができる。また、本発明の複合酸化物材料は超微粒子であるにも拘らず、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露した際の水分吸着量が1重量%以下であるという優れた水分の非吸着性を有している。   The composite oxide material of the present invention containing a titanic acid compound as a main component is composed of ultrafine particles having an average primary particle diameter before surface treatment calculated from the specific surface area of less than 50 nm in terms of a sphere, but the surface treatment is applied. Therefore, it can be easily dispersed in a non-aqueous solvent. In addition, although the composite oxide material of the present invention is an ultrafine particle, the moisture adsorption amount when exposed to an environment of 25 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours is 1% by weight or less. It has a non-adsorbing property for moisture.

本発明に従った複合酸化物材料においては、温度25℃、相対湿度50%の環境下に14日間暴露した際のX線回折測定において、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の最も大きなピーク強度に対する、炭酸塩の最も大きなピーク強度の比が1%以下であることが好ましい。   The composite oxide material according to the present invention is the most complex oxide material mainly composed of a titanate compound in X-ray diffraction measurement when exposed to an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50% for 14 days. The ratio of the largest peak intensity of carbonate to the large peak intensity is preferably 1% or less.

このようにすることにより、耐酸化性、耐炭酸化性を有する複合酸化物材料を提供することができる。   By doing so, a composite oxide material having oxidation resistance and carbonation resistance can be provided.

本発明に従った積層セラミックコンデンサは、上記のいずれかの複合酸化物材料を含む内部電極層を備える。   A multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes an internal electrode layer containing any one of the above complex oxide materials.

MLCC等の内部電極には、一般的にPt、Pd−Ag合金、Ni等を導電成分として含む導電性ペーストを主要成分として用いるが、コスト面からNiのような卑金属を用いることが多い。   For internal electrodes such as MLCC, a conductive paste containing Pt, Pd—Ag alloy, Ni or the like as a conductive component is generally used as a main component, but a base metal such as Ni is often used from the viewpoint of cost.

そこで、本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層は、さらにニッケル粉末材料を含むことが好ましい。   Therefore, in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the internal electrode layer preferably further contains a nickel powder material.

また、MLCC等に使用される内部電極層は薄肉であることが求められる。   Moreover, the internal electrode layer used for MLCC etc. is required to be thin.

そこで、本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層は、薄膜印刷層であることが好ましい。   Therefore, in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the internal electrode layer is preferably a thin film printed layer.

内部電極層(C)とコンデンサ層とが交互に積層されているMLCCにおいては、焼成時に内部電極層(C)とコンデンサ層との線膨張係数が異なるため、クラックの発生や層間の密着強度が弱くなるなどの弊害が発生する。そこで、MLCCでは内部電極層(C)にコンデンサ層の主成分であるチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を混合して線膨張係数を合わせる工夫がなされるが、当該複合酸化物材料の配合比(D/C)が0.01(1%)未満の場合、線膨張係数が合わずに上述の弊害が発生してしまう。また、D/Cが0.30(30%)を超えると、電極を形成できなかったり、静電容量が低下するなどの電極としての機能を阻害してしまう。   In MLCCs in which internal electrode layers (C) and capacitor layers are alternately stacked, the linear expansion coefficients of the internal electrode layers (C) and the capacitor layers are different during firing. Defects such as weakening occur. Therefore, in MLCC, the internal oxide layer (C) is mixed with a composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component of the capacitor layer to adjust the linear expansion coefficient. When the blending ratio (D / C) is less than 0.01 (1%), the linear expansion coefficient does not match and the above-described problems occur. Moreover, when D / C exceeds 0.30 (30%), the function as an electrode, such as an electrode being unable to be formed or an electrostatic capacity falling, will be inhibited.

そこで、本発明に従った積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極層(C)重量に対する複合酸化物材料(D)重量の比(D/C)が、0.01≦D/C≦0.30であることが好ましく、0.01≦D/C≦0.20とすることがより好ましい。すなわち、内部電極層(C)の重量に対するチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料(D)は、重量比で1〜30%とすることが好ましく、1〜20%とすることがより好ましい。   Therefore, in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the ratio (D / C) of the weight of the composite oxide material (D) to the weight of the internal electrode layer (C) is 0.01 ≦ D / C ≦ 0.30. It is preferable that there is 0.01 ≦ D / C ≦ 0.20. That is, the composite oxide material (D) containing a titanic acid compound as a main component with respect to the weight of the internal electrode layer (C) is preferably 1 to 30% by weight, and more preferably 1 to 20%. preferable.

このようにすることにより、MLCC等に使用される内部電極層が、クラック発生抑止機能や剥離発生抑止機能といった特性を有するようにすることができる。   By doing in this way, the internal electrode layer used for MLCC etc. can make it have characteristics, such as a crack generation | occurrence | production suppression function and peeling generation | occurrence | production suppression function.

本発明に従った分散溶液は、上記のいずれかの複合酸化物材料が溶媒に分散していることを特徴とする。   The dispersion solution according to the present invention is characterized in that any of the above complex oxide materials is dispersed in a solvent.

本発明に従った電極用ペースト材料は、上記のいずれかの複合酸化物材料を含む。   The electrode paste material according to the present invention includes any of the above complex oxide materials.

本発明の複合酸化物材料は、上述したように溶媒等に容易に均一に分散させることができ、そして水に対する非吸着性や耐炭酸化性も高い。このため、薄膜層とした場合の高い充填密度や、高いクラック発生抑止機能及び剥離発生抑止機能が求められる、MLCC等に使用される内部電極層のペースト材料としても適している。   As described above, the composite oxide material of the present invention can be easily and uniformly dispersed in a solvent or the like, and also has high non-adsorption property to water and carbonation resistance. For this reason, it is also suitable as a paste material for internal electrode layers used in MLCCs and the like that require a high packing density in the case of a thin film layer, a high crack generation suppression function and a peeling generation suppression function.

本発明に従った電極用ペースト材料は、積層セラミックコンデンサの内部電極用であることが好ましい。   The electrode paste material according to the present invention is preferably for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.

以下、本発明の複合酸化物材料に使用される材料などについて説明する。   Hereinafter, materials used for the composite oxide material of the present invention will be described.

複合酸化物材料:
代表的なチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料には、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、チタン酸アルミニウム及びチタン酸リチウムなどがある。また、複合酸化物材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸錫酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウムバリウム、チタン酸ジルコン酸ストロンチウムバリウムなど、複数のチタン酸塩の混合物若しくは固溶体でもよい。
Composite oxide materials:
Typical composite oxide materials based on titanate compounds include potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, aluminum titanate and lithium titanate. There is. The composite oxide material may be a mixture or solid solution of a plurality of titanates such as barium zirconate titanate, barium titanate titanate, calcium barium zirconate titanate, strontium barium titanate titanate, and the like.

上記複合酸化物材料の好適な粒子の大きさとしては、平均一次粒子径が球形換算値で50nm未満のものを用いるのが好ましく、特に10nm〜20nmが好ましい。当該粒子径の材料の製造法については、公知の方法を用いればよく、一般的には、水熱合成などの湿式方法によって合成することができる。また、必要に応じ、対象とする材料を仮焼、粉砕しても構わない。   As a suitable particle size of the composite oxide material, those having an average primary particle diameter of less than 50 nm in terms of a sphere are preferably used, and particularly preferably 10 nm to 20 nm. As a method for producing the material having the particle diameter, a known method may be used, and in general, the material can be synthesized by a wet method such as hydrothermal synthesis. Further, if necessary, the target material may be calcined and pulverized.

チタン酸化合物原料
本発明のチタン酸化合物を合成するためのチタン源として、硫酸チタニル、四塩化チタン、有機チタン化合物などから作製した含水酸化チタン等を用いることができる。含水酸化チタンを煮沸・高温高圧下・焼成等によりアナタース化させても構わない。その場合は、合成するチタン酸化合物よりもチタン源の粒子径が小さい方が好ましい。ジルコニウム源についてもチタン源と同様に原料を選定することができる。また、カリウム、バリウム、ストロンチウムなどは、チタンやジルコニウム源と反応させる場合に溶液中に溶解すればどのような原料も利用できる。
Titanic acid compound raw material As a titanium source for synthesizing the titanic acid compound of the present invention, hydrous titanium oxide prepared from titanyl sulfate, titanium tetrachloride, an organic titanium compound, or the like can be used. Hydrous titanium oxide may be converted to anatase by boiling, high temperature and high pressure, or firing. In that case, it is preferable that the particle size of the titanium source is smaller than the titanate compound to be synthesized. A raw material can be selected for the zirconium source as well as the titanium source. In addition, when potassium, barium, strontium, etc. are reacted with a titanium or zirconium source, any raw material can be used as long as it dissolves in the solution.

表面処理剤:
本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤は、シラン系カップリング剤および/またはチタネート系カップリング剤であることが好ましい。
Surface treatment agent:
In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent is preferably a silane coupling agent and / or a titanate coupling agent.

本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤は、一般式RSiX (I)(R:有機官能基、X:アルコキシル基、m=1〜3、n=1〜3、RもXもそれぞれ同一の官能基でなくともよい。)で表わされるシラン系カップリング剤であることが好ましい。Rの合計炭素数が大きい場合は、シランカップリング剤中の有機成分が多くなる。チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を、例えばMLCCの内部電極に混合した場合、必要なシランカップリング剤を混合するためには有機成分が多いと、焼成後の電極密度が低下するなどの弊害が生じる可能性がある。そこで、Rの合計炭素数がC1〜C10の範囲であることが好ましい。 In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent has a general formula R m SiX n (I) (R: an organic functional group, X: an alkoxyl group, m = 1 to 3, n = 1 to 3, It is preferable that R and X are not necessarily the same functional group.) When the total carbon number of R is large, the organic component in the silane coupling agent increases. When a complex oxide material containing a titanic acid compound as a main component is mixed with, for example, an internal electrode of MLCC, the electrode density after firing decreases when there are many organic components in order to mix the necessary silane coupling agent. May cause harmful effects such as Therefore, the total carbon number of R is preferably in the range of C1 to C10.

シランカップリング剤の例としては、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。   Examples of silane coupling agents include 3-aminopropyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, trimethylmethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, propyl Trimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane , 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane and the like.

チタネート系カップリング剤の例としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルバイロホスフェート)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルバイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルバイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート、ポリジイソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ポリジノルマルブチルチタネート等が挙げられる。   Examples of titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl borophosphate) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyl) Oxymethyl-1-butyl) bis (di-tridecyl) phosphite titanate, bis (dioctyl bisphosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctyl bisphosphate) ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropyl Isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate) titanate , Isopropyltricumylphenyl titanate, isopropyltri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, dicumylphenyloxyacetate titanate, diisostearoylethylene titanate, polydiisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, polydinormal butyl titanate, etc. .

チタン酸化合物を主成分とする微粒子からなるチタン酸化合物粉末材料に対するして表面処理剤は、均一に被覆されることが望まれる。均一に被覆されていない場合、例えばMLCCの内部電極材料にこれらのチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を混合すると、シランカップリング剤由来のSi成分が局所的にガラス成分を構築したり、複合酸化物材料同士が凝集(表面処理されていない複合、酸化物材料が存在する場合が想定される)したり、不均一な状況を生じる恐れがあるため、焼成中の内部電極形成時の収縮遅延効果などを期待できない場合がある。   It is desirable that the surface treatment agent is uniformly coated on the titanate compound powder material composed of fine particles mainly composed of titanate compound. In the case where the coating is not uniformly applied, for example, when a composite oxide material mainly composed of these titanate compounds is mixed with the internal electrode material of MLCC, the Si component derived from the silane coupling agent locally builds the glass component. When the internal electrodes are formed during firing, the composite oxide materials may agglomerate with each other (it is assumed that composites and oxide materials that have not been surface-treated are present) or non-uniform conditions may occur. In some cases, the contraction delay effect cannot be expected.

本発明に従った複合酸化物材料においては、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の微粒子(A)重量に対する表面処理剤(B)重量の比(B/A)を0.01≦B/A≦0.30、好ましくは0.01≦B/A≦0.20、更に好ましくは0.05≦B/A≦0.15とすることが望ましい。すなわち、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料に対する表面処理剤の量は、1〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、更に好ましくは5〜15重量%とすることが望ましい。この理由は、1重量%未満では表面処理剤の被覆効果がほとんど得られない。また30重量%を超える量では、MLCC用途の場合、シリカやチタンが過剰に混合されていることになるため、MLCC自体の電気特性が目的通りに得られない場合がある。また、過剰処理となって経済性が悪くなる。なお、複数の表面処理剤で被覆しても良いが、その場合は各表面処理剤の合計量が1〜30重量%の範囲内で適用される。   In the composite oxide material according to the present invention, the ratio (B / A) of the weight of the surface treatment agent (B) to the weight of fine particles (A) of the composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component is 0.01 ≦ It is desirable that B / A ≦ 0.30, preferably 0.01 ≦ B / A ≦ 0.20, and more preferably 0.05 ≦ B / A ≦ 0.15. That is, the amount of the surface treatment agent with respect to the composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component is 1 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, and more preferably 5 to 15% by weight. For this reason, if it is less than 1% by weight, the coating effect of the surface treatment agent is hardly obtained. On the other hand, if the amount exceeds 30% by weight, in the case of MLCC application, silica and titanium are excessively mixed, so that the electrical characteristics of MLCC itself may not be obtained as intended. Moreover, it becomes excessive processing and economical efficiency worsens. In addition, although you may coat | cover with a several surface treating agent, in that case, the total amount of each surface treating agent is applied within the range of 1 to 30 weight%.

本発明に従った複合酸化物材料においては、表面処理剤はシラン系カップリング剤であり、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の重量に対するSiの含有量は、0.1〜5.0重量%であることが好ましく、より好ましくは0.3〜3.0%、さらに好ましくは0.5〜2.5重量%とすることが望ましい。   In the composite oxide material according to the present invention, the surface treatment agent is a silane coupling agent, and the Si content relative to the weight of the composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component is 0.1-5. The content is preferably 0.0% by weight, more preferably 0.3 to 3.0%, and still more preferably 0.5 to 2.5% by weight.

この理由は、先に述べた表面処理剤の量の決定方法と類似しているが、被覆されたSi(ここではシランカップリング剤)の効果としては、例えばMLCCの内部電極用Niペーストに利用される非水系の溶媒に対して良好な分散効果が期待できる。Siの重量が0.1%未満のような少ない量であれば、非水系の溶媒に対して良好な分散効果は期待できない。Siの量が多くなればなるほど、非水系溶媒に対して馴染みが良くなるが、適量を超えると例えばMLCCの内部電極用Niペーストとして用いた場合に、焼成段階でSiはSiOとなり、このSiOは低誘電率材料であることから、Siの重量が5.0%を超えるような場合はMLCCの誘電特性等に悪影響を及ぼす可能性がある。なお、表面処理剤の種類と配合量は、Ni粉体の粒子径・量、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の粒子径・量、溶剤の種類・量、バインダーの種類・量、分散剤の種類・量などにより、適宜決定される。しかし、例えばMLCCの誘電率などに悪影響を及ぼすために、Siの重量が制限されるような場合、十分な水分の吸着抑制効果が得られずに非水系の溶剤に容易に分散しないことなどが想定される。その場合は、適時チタネート系などの表面処理剤を複合することも可能である。 The reason for this is similar to the method for determining the amount of the surface treatment agent described above, but the effect of the coated Si (here, silane coupling agent) can be applied to, for example, the ML paste Ni paste for internal electrodes. A good dispersion effect can be expected with respect to the non-aqueous solvent. If the amount of Si is as small as less than 0.1%, a good dispersion effect cannot be expected for a non-aqueous solvent. The greater the amount of Si, the better the familiarity with non-aqueous solvents. However, when the amount exceeds the appropriate amount, for example, when used as a Ni paste for MLCC internal electrodes, Si becomes SiO 2 at the firing stage. Since 2 is a low dielectric constant material, when the weight of Si exceeds 5.0%, the dielectric properties of MLCC may be adversely affected. The type and amount of the surface treatment agent are the particle size / amount of Ni powder, the particle size / amount of the composite oxide material mainly composed of titanate compound, the type / amount of solvent, the type / amount of binder. It is appropriately determined depending on the type and amount of the dispersant. However, for example, when the weight of Si is limited to adversely affect the dielectric constant of MLCC, a sufficient moisture adsorption suppression effect cannot be obtained, and it may not be easily dispersed in a non-aqueous solvent. is assumed. In that case, it is possible to combine a surface treatment agent such as a titanate system in a timely manner.

表面処理方法:
本発明において、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の微粒子に対して表面処理を行う場合、一般的な処理方法が適用できる。すなわち、対象となる材料と表面処理剤(カップリング剤)、必要に応じ溶剤等の液体成分を混合して撹拌等の分散処理を行った後、液体成分を分離する。
Surface treatment method:
In the present invention, when the surface treatment is performed on the fine particles of the composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component, a general treatment method can be applied. That is, after subjecting a target material, a surface treatment agent (coupling agent), and a liquid component such as a solvent as necessary to perform a dispersion treatment such as stirring, the liquid component is separated.

分散処理においては、ボールミル、ヘンシェルミキサー、サンドグラインドミル、ロールミルなどの装置を適用することができるが、後述する大気の影響を避けるため、密閉系で処理を行える装置が好ましい。   In the dispersion treatment, an apparatus such as a ball mill, a Henschel mixer, a sand grind mill, or a roll mill can be applied. In order to avoid the influence of air, which will be described later, an apparatus that can perform the treatment in a closed system is preferable.

ボールミルやサンドグラインドミルなどの球石(メディア)を用いて粉砕、分散を行う処理の場合、メディアとしては例えばジルコニアボール等を利用することができる。その径は一般的にφ0.1mm、φ0.5mm、φ1.0mm、φ2.0mmなどが用いられるが、必要に応じて適時、処理に最適な径を選定して使用すればよい。   In the case of processing to pulverize and disperse using a sphere (media) such as a ball mill or a sand grind mill, for example, zirconia balls can be used as the media. The diameter is generally φ0.1 mm, φ0.5 mm, φ1.0 mm, φ2.0 mm, etc., but it is only necessary to select and use the optimum diameter for processing as needed.

溶剤の種類としては、後述の“分散溶液及びペーストに用いる溶剤”に例示した。   Examples of the type of solvent are described in “Solvent for Dispersion Solution and Paste” below.

なお、本発明において使用する材料の粒子径は一般的な粉体よりも微細であるため、大気中の水分や炭酸ガスの影響を受けやすい。従って、表面処理を行う場合には、処理前に材料の乾燥を十分に行ったり、低湿度の環境で素早く作業を行うなど、大気の影響をできるだけ受けないように配慮する必要がある。   In addition, since the particle diameter of the material used in this invention is finer than general powder, it is easy to receive to the influence of the water | moisture content or carbon dioxide gas in air | atmosphere. Therefore, when performing the surface treatment, it is necessary to take care not to be affected by the atmosphere as much as possible, for example, the material is sufficiently dried before the treatment, or the work is performed quickly in a low humidity environment.

具体的な表面処理工程としては、例えば、以下のような手順が有効である。
チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料と表面処理剤、φ2mmのジルコニアボール、トルエンを、それぞれ遊星ボールミル容器に投入してフタを閉め、密閉系にて湿式分散を行う。次に、遊星ボールミル容器からスラリーを取り出し1mmのメッシュを用いてボールと分離し、スラリーを回収する。回収スラリーを120℃に設定した乾燥機に入れ、液体成分を除き乾燥粉末に仕上げる。乾燥粉末を、乳鉢を用いて解砕し、約300μmのメッシュを通過させて不純物や凝集塊を除去する。
As a specific surface treatment process, for example, the following procedure is effective.
A composite oxide material mainly composed of a titanic acid compound, a surface treatment agent, φ2 mm zirconia balls, and toluene are put into a planetary ball mill container, the lid is closed, and wet dispersion is performed in a closed system. Next, the slurry is taken out from the planetary ball mill container, separated from the balls using a 1 mm mesh, and the slurry is recovered. The recovered slurry is put into a drier set at 120 ° C., and the liquid component is removed to make a dry powder. The dry powder is crushed using a mortar and passed through an approximately 300 μm mesh to remove impurities and agglomerates.

分散溶液及びペーストに用いる溶剤
溶剤の例として、アルコール類、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、石油エーテル類、ミネラルスピリット、トルエン、その他の炭化水素系溶剤、ブチルカルビトール、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、ジヒドロターピネオールアセテート、ジヒドロカルビルアセテート、カルビルアセテート、ターピニルアセテート、リナリールアセテート等のアセテート系や、ジヒドロターピニルプロピオネート、ジヒドロカルビルプロピオネート、イソボニルプロピオネートなどのプロピオネート系溶剤、エチルセロソルブやブチルセロソルブなどのセロソルブ類、芳香族類、ジエチルフタレートなどが挙げられる。その他、用途や目的より適時溶剤は選定される。
Examples of solvent solvents used in dispersion solutions and pastes include alcohols, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, petroleum ethers, mineral spirits, toluene, other hydrocarbon solvents, butyl carbitol, terpineol, dihydroterpineol, Acetate series such as butyl carbitol acetate, dihydroterpineol acetate, dihydrocarbyl acetate, carbyl acetate, terpinyl acetate, linalyl acetate, dihydroterpinyl propionate, dihydrocarbyl propionate, isobornyl propionate And propionate solvents such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve, aromatics, and diethyl phthalate. In addition, the solvent is selected in a timely manner depending on the application and purpose.

バインダー
ペースト溶剤に溶解するものであれば特に限定はないが、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラールなどの樹脂を用いればよい。
Although it will not specifically limit if it melt | dissolves in a binder paste solvent, What is necessary is just to use resin, such as methylcellulose, ethylcellulose, and polyvinyl butyral.

本発明によれば、複合酸化物材料としてチタン酸化合物を主成分とする超微粒子が用いられていても、表面処理が施されているので非水系溶剤に容易に分散するのみならず、表面の炭酸化、水分の吸着を防ぐ効果がある。また、本発明の表面処理したチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を用いれば、他の材料との均一混合、溶剤に対する易分散、活性な表面の酸化や炭酸化の抑制、水分吸着の抑制などの効果が得られ、電子材料を始めとする各材料の品質向上などに大きく貢献することが期待される。   According to the present invention, even if ultrafine particles mainly composed of a titanic acid compound are used as the composite oxide material, the surface treatment is performed, so that the composite oxide material is not only easily dispersed in a non-aqueous solvent, but also has a surface Effective in preventing carbonation and moisture adsorption. In addition, if the composite oxide material mainly composed of the surface-treated titanic acid compound of the present invention is used, uniform mixing with other materials, easy dispersion in a solvent, suppression of active surface oxidation and carbonation, moisture adsorption It is expected to contribute to the improvement of the quality of each material including electronic materials.

具体的には、本発明の表面処理したチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料をMLCCの内部電極用ペーストに適量を混合させれば、ペーストの均一性、ペーストを塗膜化した後の乾燥表面の粗さが少ない(薄層化に適合する)、焼成時の熱による収縮遅延効果など、薄層化や品質面に大きく貢献することが期待される。   Specifically, if an appropriate amount of the composite oxide material mainly composed of the surface-treated titanic acid compound of the present invention is mixed with the internal electrode paste of MLCC, the uniformity of the paste, after the paste is formed into a coating film It is expected that the dry surface has a low roughness (suitable for thinning) and contributes greatly to thinning and quality, such as a shrinkage delay effect due to heat during firing.

すなわち、この表面処理剤を用いて表面処理されたチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料を混合したMLCCの内部電極用ペーストは、塗膜化した場合の表面粗さが少なく、積層した際の凹凸を軽減する効果を持ち、焼成時の収縮遅延効果も併せ持つ優れた材料である。   That is, the MLCC internal electrode paste mixed with a composite oxide material mainly composed of a titanic acid compound surface-treated with this surface treatment agent has a low surface roughness when formed into a coating film and is laminated. It is an excellent material that has the effect of reducing unevenness at the time, and also has the effect of delaying shrinkage during firing.

1.水酸化チタンの作成
・四塩化チタン水溶液の加水分解
四塩化チタン水溶液(チタンとして16.4%含有)2.86kgを純水11.5kgに添加し30分間攪拌した。この水溶液中に6%の水酸化ナトリウム水溶液を、ローラーポンプにてpHが7.0になるまで一定速度で添加し、白色スラリーを得た。このスラリーをろ過・水洗し固形分が11%の含水酸化チタンケーキを得た。
・硫酸チタニル等の水溶液の加水分解
硫酸チタニル水溶液(チタンとして3.3%含有)17.5kgに8%の水酸化ナトリウム水溶液を、ローラーポンプにてpHが7.0になるまで一定速度で添加し、白色スラリーを得た。このスラリーをろ過・水洗し固形分が11%の含水酸化チタンケーキを得た。
1. Creation of titanium hydroxide
Tetrahydrate and 2.86 kg (16.4% contained as titanium) hydrolyzing titanium tetrachloride aqueous solution of titanium chloride aqueous solution was stirred in for 30 minutes in pure water 11.5 kg. A 6% aqueous sodium hydroxide solution was added to the aqueous solution at a constant rate with a roller pump until the pH reached 7.0, thereby obtaining a white slurry. This slurry was filtered and washed with water to obtain a hydrous titanium oxide cake having a solid content of 11%.
・ Hydrolysis of aqueous solution of titanyl sulfate, etc. 8% sodium hydroxide aqueous solution was added to 17.5 kg of aqueous solution of titanyl sulfate (containing 3.3% as titanium) at a constant rate until the pH reached 7.0 with a roller pump. A white slurry was obtained. This slurry was filtered and washed with water to obtain a hydrous titanium oxide cake having a solid content of 11%.

2.チタン酸バリウム粉体の作製
還流管付き容器内で水酸化バリウム486gと純水500gを混合し、100℃に煮沸還流した。この際、炭酸バリウムの生成を防止するため、窒素ガスを容器内にパージした。
上記で得た含水酸化チタンケーキを800g採取し、純水を250g加えスラリー化し、上記水酸化バリウム溶液にゆっくり加え、1.5時間還流反応させた。反応後、スラリーをろ過・水洗し、Ba/Ti比を調整後、乾燥しチタン酸バリウム粉体を得た。
なお、チタン酸バリウム粉体の平均一次粒子径は、特開平6−48734号公報の実施例、比較例に記載の方法などを適用した。すなわち(Ba/Ti比や濃度等の)反応条件を管理することにより調整した。作製したチタン酸バリウム粉体のBa/Ti比は、適時調整したものを用いることができる。
MLCCの内部電極用Niペーストの製造方法
(1)表面処理されたチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料と電極ペーストに用いる溶媒、分散剤を混合してビーズミルを用いて分散させたスラリー(a)を作製する。
(2)(a)のスラリーにNi微粉体とバインダーを混合させた後、3本ロールミルにて混練させる。
2. Preparation of barium titanate powder In a vessel equipped with a reflux tube, 486 g of barium hydroxide and 500 g of pure water were mixed and boiled and refluxed at 100 ° C. At this time, nitrogen gas was purged into the container to prevent the formation of barium carbonate.
800 g of the hydrous titanium oxide cake obtained above was sampled, 250 g of pure water was added to form a slurry, which was slowly added to the barium hydroxide solution, and refluxed for 1.5 hours. After the reaction, the slurry was filtered and washed with water, the Ba / Ti ratio was adjusted, and then dried to obtain a barium titanate powder.
For the average primary particle diameter of the barium titanate powder, the methods described in Examples and Comparative Examples of JP-A-6-48734 were applied. That is, it was adjusted by controlling the reaction conditions (Ba / Ti ratio, concentration, etc.). The Ba / Ti ratio of the produced barium titanate powder can be adjusted as appropriate.
Manufacturing Method of MLCC Ni Electrode for Internal Electrode (1) Slurry in which a composite oxide material mainly composed of a surface-treated titanic acid compound, a solvent used in the electrode paste, and a dispersing agent are mixed and dispersed using a bead mill. (A) is produced.
(2) The Ni fine powder and the binder are mixed in the slurry of (a) and then kneaded in a three-roll mill.

実施例1
四塩化チタン水溶液を加水分解して作製されたチタニアケーキを用いてチタン酸バリウムを作製した。
比表面積から算出した、平均一次粒子径が球形換算値で30nmのチタン酸バリウム粉体100gをトルエン200gに混合した後、該チタン酸バリウム粉体に対し6重量%のイソブチルトリメトキシシランを添加しスラリー化した。本スラリーを遊星ボールミルにて湿式分散し、減圧蒸留、乾燥、解砕してイソブチルトリメトキシシランで表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 1
Barium titanate was prepared using a titania cake prepared by hydrolyzing a titanium tetrachloride aqueous solution.
After mixing 100 g of barium titanate powder having an average primary particle diameter of 30 nm calculated from the specific surface area with a spherical equivalent value in 200 g of toluene, 6% by weight of isobutyltrimethoxysilane was added to the barium titanate powder. Slurried. This slurry was wet dispersed in a planetary ball mill, distilled under reduced pressure, dried and crushed to obtain barium titanate powder surface-treated with isobutyltrimethoxysilane.

実施例2
実施例1で用いたチタン酸バリウム粉体に代えて、平均一次粒子径16nmのチタン酸バリウム粉体を用いた以外は実施例1と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 2
In place of the barium titanate powder used in Example 1, surface-treated barium titanate powder was treated in the same manner as in Example 1 except that barium titanate powder having an average primary particle size of 16 nm was used. Got.

実施例3
実施例2において、イソブチルトリメトキシシランを5重量%、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートを5重量%混合処理した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 3
In Example 2, a surface-treated barium titanate powder was obtained by performing the same treatment as in Example 2 except that 5% by weight of isobutyltrimethoxysilane and 5% by weight of isopropyltriisostearoyl titanate were mixed. .

実施例4
実施例1で用いた四塩化チタン水溶液を加水分解したチタニアケーキに代えて、硫酸チタニル水溶液を加水分解したチタニアケーキを用いた以外は実施例1と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 4
In place of the titania cake obtained by hydrolyzing the titanium tetrachloride aqueous solution used in Example 1, a titanic acid surface-treated by performing the same treatment as in Example 1 except that a titania cake obtained by hydrolyzing a titanyl sulfate aqueous solution was used. Barium powder was obtained.

実施例5
実施例1で用いたチタン酸バリウム粉体に代えて、平均一次粒子径12nmのチタン酸バリウム粉体を用いて、イソブチルトリメトキシシランを10重量%で処理した以外は実施例1と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 5
Instead of the barium titanate powder used in Example 1, a treatment similar to that in Example 1 was performed except that isobutyltrimethoxysilane was treated with 10% by weight using a barium titanate powder having an average primary particle size of 12 nm. To obtain a surface-treated barium titanate powder.

実施例6
実施例1で用いたチタン酸バリウム粉体に代えて、平均一次粒子径6nmのチタン酸バリウム粉体を用いて、イソブチルトリメトキシシランを12重量%で処理した以外は実施例1と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 6
The same treatment as in Example 1 except that instead of the barium titanate powder used in Example 1, barium titanate powder having an average primary particle size of 6 nm was treated with 12% by weight of isobutyltrimethoxysilane. To obtain a surface-treated barium titanate powder.

実施例7
実施例2においてイソブチルトリメトキシシランを5重量%、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを5重量%混合処理した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 7
A barium titanate powder surface-treated by the same treatment as in Example 2 except that 5% by weight of isobutyltrimethoxysilane and 5% by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane were mixed in Example 2. Obtained.

実施例8
実施例2においてイソブチルトリメトキシシランを7.5重量%、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを7.5重量%混合処理した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 8
The surface-treated titanic acid was treated in the same manner as in Example 2 except that 7.5% by weight of isobutyltrimethoxysilane and 7.5% by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane were mixed in Example 2. Barium powder was obtained.

実施例9
実施例2においてイソブチルトリメトキシシランを10.0重量%、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを10.0重量%混合処理した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 9
The surface-treated titanic acid was treated in the same manner as in Example 2 except that 10.0% by weight of isobutyltrimethoxysilane and 10.0% by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane were mixed in Example 2. Barium powder was obtained.

実施例10
実施例1で用いたチタン酸バリウム粉体に代えて、平均一次粒子径30nmのチタン酸ストロンチウム粉体を用いた以外は実施例1と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸ストロンチウム粉体を得た。
Example 10
In place of the barium titanate powder used in Example 1, strontium titanate powder which was surface-treated by the same treatment as in Example 1 except that strontium titanate powder having an average primary particle size of 30 nm was used. Got.

実施例11
実施例2において、3−アミノプロピルトリエトキシシランを6重量%処理した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 11
In Example 2, a surface-treated barium titanate powder was obtained by performing the same treatment as in Example 2 except that 6% by weight of 3-aminopropyltriethoxysilane was treated.

実施例12
実施例5において、メチルトリメトキシシランを28重量%処理した以外は実施例5と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Example 12
In Example 5, a surface-treated barium titanate powder was obtained by performing the same treatment as in Example 5 except that 28% by weight of methyltrimethoxysilane was treated.

実施例13
実施例2で得られたイソブチルトリメトキシシランで表面処理されたチタン酸バリウム粉体200g、ターピネオール360g、分散剤6gを、ビーズミルを用いてチタン酸化合物を主成分とする複合酸化物スラリーを作製した。ビーズを除去し、作製したスラリー170gに平均粒子径200nmのNi粒子300g、さらにターピネオール175g、エチルセルロース溶液150g(ターピネオールで10%溶液に調整)をプラスチック容器にて混合後、3本ロールにて混練してペーストを調整した。このペーストを、アプリケータ(ギャップ厚25μm)を用いてPETフィルム上で塗膜化し、125℃、10分で乾燥させた後、その電極膜の100μm角の面積の表面粗さを測定した。測定した結果、表面粗さは0.06μmであった。
Example 13
A composite oxide slurry having a titanic acid compound as a main component was prepared using a bead mill with 200 g of barium titanate powder surface-treated with isobutyltrimethoxysilane obtained in Example 2, 360 g of terpineol, and 6 g of a dispersant. . The beads were removed, 300 g of Ni particles with an average particle diameter of 200 nm, 175 g of terpineol, and 150 g of ethylcellulose solution (adjusted to 10% with terpineol) were mixed in a plastic container and kneaded with three rolls. The paste was adjusted. The paste was coated on a PET film using an applicator (gap thickness 25 μm), dried at 125 ° C. for 10 minutes, and then the surface roughness of the electrode film with a 100 μm square area was measured. As a result of measurement, the surface roughness was 0.06 μm.

イソブチルトリメトキシシランで表面処理されていないチタン酸バリウム粉体を用いてペーストを調整し、同様の処理により塗膜化、乾燥後の表面粗さは、0.15μm(比較例6)であり、表面処理されたチタン酸バリウム粉体を用いて作製したMLCCの内部電極用ペーストは、表面粗さが少ない良好なペーストであることがわかった。   The paste was prepared using barium titanate powder that was not surface-treated with isobutyltrimethoxysilane, and the surface roughness after coating and drying by the same treatment was 0.15 μm (Comparative Example 6). The MLCC internal electrode paste produced using the surface-treated barium titanate powder was found to be a good paste with low surface roughness.

さらにこのペーストを150℃で乾燥後、乾燥粉を乳鉢で混合した。その乾燥紛を脱脂(500℃)後、ペレットに成型し、還元焼成した結果、700℃での収縮率は1%、1000℃での収縮率は4%であった。なお、収縮率はペレット成型時からの収縮率を測定した。   Furthermore, after drying this paste at 150 ° C., the dried powder was mixed in a mortar. The dried powder was degreased (500 ° C.), molded into pellets, and reduced and fired. As a result, the shrinkage at 700 ° C. was 1% and the shrinkage at 1000 ° C. was 4%. In addition, the shrinkage rate measured the shrinkage rate from the time of pellet molding.

イソブチルトリメトキシシランで表面処理されていないチタン酸バリウム粉体を用いたペーストを乾燥、脱脂、還元焼成した場合の熱収縮率は、700℃で収縮率1.5%、1000℃で収縮率8%であり、本実施例のイソブチルトリメトキシシランで表面処理されているチタン酸バリウム粉体を用いたペーストを使用すれば、熱による収縮遅延効果が得られることがわかった。   When the paste using barium titanate powder that has not been surface-treated with isobutyltrimethoxysilane is dried, degreased, and reduced and fired, the thermal shrinkage rate is 1.5% at 700 ° C and the shrinkage rate is 8% at 1000 ° C. It was found that if the paste using the barium titanate powder surface-treated with isobutyltrimethoxysilane of this example is used, the effect of delaying shrinkage due to heat can be obtained.

比較例1
実施例2においてイソブチルトリメトキシシランを添加せずに処理を行い、表面処理されていない16nmのチタン酸バリウム粉体を得た。
Comparative Example 1
In Example 2, the treatment was carried out without adding isobutyltrimethoxysilane to obtain 16 nm barium titanate powder that was not surface-treated.

比較例2
実施例2において0.6重量%のイソブチルトリメトキシシランを添加した以外は実施例2と同様の処理を行って表面処理されたチタン酸バリウム粉体を得た。
Comparative Example 2
A surface-treated barium titanate powder was obtained by performing the same treatment as in Example 2 except that 0.6% by weight of isobutyltrimethoxysilane was added in Example 2.

比較例3
実施例1においてイソブチルトリメトキシシランを添加せずに処理を行い、表面処理されていない30nmのチタン酸バリウム粉体を得た。
Comparative Example 3
In Example 1, the treatment was performed without adding isobutyltrimethoxysilane to obtain a 30-nm barium titanate powder that was not surface-treated.

比較例4
実施例1において30nmのチタン酸バリウムに代え平均一次粒子径が50nmのチタン酸バリウムを使用し、イソブチルトリメトキシシランを添加せずに処理を行い、表面処理されていない50nmのチタン酸バリウム粉体を得た。
Comparative Example 4
In Example 1, instead of 30 nm barium titanate, barium titanate having an average primary particle size of 50 nm was used, and the treatment was performed without adding isobutyltrimethoxysilane, and the surface-treated 50 nm barium titanate powder was not used. Got.

比較例5
実施例1において30nmのチタン酸バリウムに代え平均一次粒子径が100nmのチタン酸バリウムを使用し、イソブチルトリメトキシシランを添加せずに処理を行い、表面処理されていない100nmのチタン酸バリウム粉体を得た。
Comparative Example 5
In Example 1, barium titanate having an average primary particle size of 100 nm was used instead of 30 nm of barium titanate, and the treatment was performed without adding isobutyltrimethoxysilane. Got.

比較例6
実施例11においてイソブチルトリメトキシシランで表面処理していないチタン酸バリウム粉体を用いた以外は実施例11と同様の操作にて電極膜を作製した。作製した電極膜の表面粗さは0.15μmであった。さらに、このペーストを乾燥、脱脂後(500℃)、ペレット成型、焼成した結果、700℃での収縮率は1.5%、1000℃での収縮率は8%であった。
Comparative Example 6
An electrode film was prepared in the same manner as in Example 11 except that barium titanate powder that was not surface-treated with isobutyltrimethoxysilane in Example 11 was used. The surface roughness of the produced electrode film was 0.15 μm. Further, the paste was dried, degreased (500 ° C.), molded into pellets, and fired. As a result, the shrinkage at 700 ° C. was 1.5%, and the shrinkage at 1000 ° C. was 8%.

3.チタン酸バリウム粉体の評価
実施例1〜7および比較例1〜5で得られた粉体について、以下に述べる測定方法により、モノテルペンアルコールの一種であるテルピネオールへの分散性、水分吸着量、X線回折の強度比を測定した。
3. Evaluation of barium titanate powder Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were carried out by the measurement methods described below, by dispersibility in terpineol, which is a kind of monoterpene alcohol, The intensity ratio of X-ray diffraction was measured.

平均一次粒子径:
測定装置としてQUADRASURB S1(カンタクローム社製)を用い、測定ガスは窒素を使用して比表面積を測定した。比表面積の測定値から、下記計算式を用い球形換算値で平均一次粒子径を算出した。
D=6000/(S×ρ)
ここでDは平均一次粒子径(nm)、Sは比表面積値(m/g)、ρは密度(g/cm)を表す。なお、密度はチタン酸バリウムの理論密度である6.02g/cmとした。
Average primary particle size:
QUADRASURB S1 (manufactured by Cantachrome Co., Ltd.) was used as the measuring device, and the specific surface area was measured using nitrogen as the measurement gas. From the measured value of the specific surface area, the average primary particle diameter was calculated as a spherical conversion value using the following formula.
D = 6000 / (S × ρ)
Here, D represents an average primary particle diameter (nm), S represents a specific surface area value (m 2 / g), and ρ represents a density (g / cm 2 ). The density was 6.02 g / cm 3 which is the theoretical density of barium titanate.

テルピネオールへの分散性:
50mlスクリュー管にテルピネオールを10g投入し、実施例1〜7および比較例1〜5で得た粉体をサンプルとして1gを加え50回振とうした。4時間静置後、粉体の沈降具合を目視で観察し、以下のように分散性を判断した。
○:沈降がほぼ無い状態
△:わずかに沈降が見られる状態
×:ほぼ全量沈降している状態
Dispersibility in terpineol:
10 g of terpineol was added to a 50 ml screw tube, 1 g of the powder obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 was added as a sample, and shaken 50 times. After standing for 4 hours, the sedimentation condition of the powder was visually observed, and the dispersibility was judged as follows.
○: almost no sedimentation △: slight sedimentation ×: almost all sedimentation

水分吸着量:
実施例1〜12および比較例1〜5で得た粉体を測定サンプルとして1g秤量ビンに採取し、乾燥機内で120℃、4時間乾燥後、デシケータ中で放冷した。放冷後のサンプルを25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露し、重量増から水分吸着量(%)を算出した。
Moisture adsorption:
The powder obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 was collected as a measurement sample in a 1 g weighing bottle, dried in a dryer at 120 ° C. for 4 hours, and then allowed to cool in a desiccator. The sample after being allowed to cool was exposed to an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours, and the moisture adsorption amount (%) was calculated from the weight increase.

X線回折の強度比:
実施例1〜12および比較例1〜5で得た粉体を測定サンプルとして25℃、相対湿度50%の環境下に14日間暴露した後、X線回折測定を行い、チタン酸化合物の最も大きなピーク強度を100とした際の炭酸塩の最も大きなピーク強度の比(%)を算出した。測定装置はX線回折測定装置X PERT PRO(PANALYTICAL社製)を使用した。
X-ray diffraction intensity ratio:
The powders obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 were exposed to an environment of 25 ° C. and 50% relative humidity as a measurement sample for 14 days, followed by X-ray diffraction measurement. The ratio (%) of the maximum peak intensity of the carbonate when the peak intensity was 100 was calculated. The measuring apparatus used was an X-ray diffraction measuring apparatus X PERT PRO (manufactured by PANALYTICAL).

Ba/Ti比:
測定装置として、蛍光X線測定装置 スペクトリス AKIOS−4KW型(PANALYTICAL社製)を使用し、蛍光X線の定量分析結果からBa/Ti比を算出した。
なお、Sr/Ti比は測定していない。
Ba / Ti ratio:
As a measuring device, a fluorescent X-ray measuring device Spectris AKIOS-4KW type (manufactured by PANALYTICAL) was used, and a Ba / Ti ratio was calculated from a quantitative analysis result of fluorescent X-rays.
The Sr / Ti ratio is not measured.

表面粗さの測定方法
Ni微粉末・チタン酸バリウム粉体・分散剤・バインダーなどを混合させたNi電極ペーストを、アプリケータ(ギャップ厚25μm)を用いてPETフィルム上で塗膜化し、乾燥後の表面粗さを測定した。
Surface roughness measurement method Ni electrode paste mixed with Ni fine powder / barium titanate powder / dispersant / binder is coated on a PET film using an applicator (gap thickness 25 μm) and dried. The surface roughness of was measured.

ペースト乾燥粉の熱収縮測定方法
作製したNi電極ペーストを150℃にて乾燥後、乳鉢にて10分間解砕した。大気中にて5℃/分の昇温速度で500℃にて有機物を脱脂した。得られた脱脂後の粉体を直径6mmの円柱ペレットに成型し、窒素ガス中で5℃/分の昇温速度で700℃及び1,000℃までそれぞれ昇温し、成形したペレットの収縮率を測定した。
Method for Measuring Thermal Shrinkage of Paste Dry Powder The prepared Ni electrode paste was dried at 150 ° C. and then crushed in a mortar for 10 minutes. The organic matter was degreased at 500 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min in the air. The obtained degreased powder was molded into a cylindrical pellet having a diameter of 6 mm, heated to 700 ° C. and 1,000 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min in nitrogen gas, and the shrinkage ratio of the molded pellets Was measured.

実施例1〜12および比較例1〜5で得られたチタン酸化合物粉体の上記特性について、その測定結果を表1に示す。
Table 1 shows the measurement results of the above characteristics of the titanate compound powders obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5.

上記実施例および比較例において、平均一次粒子径がチタン酸バリウムの吸水率(水分吸着量)にどのような影響を及ぼすのかについて詳しく調べるため、平均一次粒子径の異なる比較例1,3〜5の未表面処理のチタン酸バリウムの吸水率の測定結果を図1に示す。   In the above Examples and Comparative Examples, Comparative Examples 1, 3 to 5 having different average primary particle diameters are used to examine in detail how the average primary particle diameter affects the water absorption rate (moisture adsorption amount) of barium titanate. FIG. 1 shows the measurement results of the water absorption rate of untreated surface-treated barium titanate.

また、表面処理の有無がチタン酸バリウムの吸水率にどのような影響を及ぼすのかについて詳しく調べるため、シラン系カップリング剤を用いて表面処理を行った実施例2のチタン酸バリウム、シラン系カップリング剤とチタネート系カップリング剤の両方を用いて表面処理を行った実施例3のチタン酸バリウムおよび表面処理を行わなかった比較例1のチタン酸バリウムの吸水率(水分吸着量)の測定結果を図2に示す。   Further, in order to investigate in detail how the presence or absence of surface treatment affects the water absorption rate of barium titanate, the barium titanate and silane cups of Example 2 subjected to surface treatment using a silane coupling agent were used. Measurement results of water absorption (moisture adsorption amount) of barium titanate of Example 3 in which surface treatment was performed using both a ring agent and a titanate coupling agent and barium titanate in Comparative Example 1 in which surface treatment was not performed Is shown in FIG.

また、上述したテルピネオールへの分散性を示す例示として、表面処理を施した実施例2のチタン酸バリウム粉体と、表面処理を施していない比較例1のチタン酸バリウム粉体について、50回振とうし、4時間静置した時の分散状態を図3に示す。   As an example showing the dispersibility in terpineol, the barium titanate powder of Example 2 subjected to surface treatment and the barium titanate powder of Comparative Example 1 not subjected to surface treatment were shaken 50 times. FIG. 3 shows the dispersion state after standing for 4 hours.

4.考察
図1から明らかなように、表面処理を行っていないチタン酸バリウム粉体は、平均一次粒子径が小さければ小さいほどその水分吸着量は多くなる。これは、粉体の粒子径が小さければ小さいほどその比表面積が大きくなることによる影響であると考えられる。このため、表面処理を行っていないチタン酸バリウム粉体の平均一次粒子径が100nmよりも大きくなると、その比表面積が小さくなる結果、水分吸着量は暴露時間に関係なくほぼ0wt%となり、チタン酸バリウム粉体に表面処理を施すことの意義が薄れてしまう。また、平均一次粒子径が100nmよりも大きなチタン酸バリウム粉体は、薄層化が進められているMLCCの内部電極層のペースト材として使用するには、粒子径が大き過ぎて不適当である。
4). As can be seen from FIG. 1, the barium titanate powder that has not been subjected to surface treatment has a larger amount of moisture adsorption as the average primary particle size is smaller. This is considered to be due to the effect that the specific surface area increases as the particle size of the powder decreases. For this reason, when the average primary particle diameter of the barium titanate powder not subjected to the surface treatment becomes larger than 100 nm, the specific surface area becomes small. As a result, the moisture adsorption amount becomes almost 0 wt% regardless of the exposure time. The significance of applying surface treatment to the barium powder is diminished. In addition, barium titanate powder having an average primary particle size larger than 100 nm is unsuitable for use as a paste material for the internal electrode layer of MLCC which is being thinned. .

また、図2から明らかなように、表面処理を行ったチタン酸バリウム粉体は、その表面処理剤としてシラン系カップリング剤を用いた場合(実施例2)においてもチタネート系カップリング剤を用いた場合(実施例3)においても、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間を超えて5000分より長く暴露した際にも水分吸着量を1wt%以下に抑えることがわかった。これに対して、表面処理をしていない比較例1のチタン酸バリウム粉体の水分吸着量は、24時間後にすでに1wt%を超えていた。   As is clear from FIG. 2, the surface-treated barium titanate powder uses a titanate coupling agent even when a silane coupling agent is used as the surface treatment agent (Example 2). (Example 3), the moisture adsorption amount was suppressed to 1 wt% or less even when exposed to an environment with a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50% for more than 24 hours and longer than 5000 minutes. On the other hand, the moisture adsorption amount of the barium titanate powder of Comparative Example 1 that was not surface-treated had already exceeded 1 wt% after 24 hours.

また、表1から明らかであるように、チタン酸バリウムを主成分とする微粒子からなる複合酸化物材料であって、表面処理剤を用いて表面処理され、比表面積が20m/g〜200m/gであり、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露した際の水分吸着量が1重量%以下である実施例1〜12の複合酸化物粉体は、比較例1〜5と比べて、溶媒に対して高い分散性を示した。 Further, as is clear from Table 1, it is a composite oxide material composed of fine particles mainly composed of barium titanate, which is surface-treated using a surface treatment agent, and has a specific surface area of 20 m 2 / g to 200 m 2. / G, and the composite oxide powders of Examples 1 to 12 having a moisture adsorption amount of 1% by weight or less when exposed to an environment of 25 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours are Comparative Examples 1 to 1. Compared with 5, it showed high dispersibility in the solvent.

図3を参照して理解されるように、水分吸着量が大きくなると、非水系の溶剤(ここではテルピネオール)に分散させた場合に均一分散できずに凝集してしまう。また、効果的な表面処理を行わず粉体のまま放置しておくと、粒子径が小さい(=比表面積が大きい)粉体は、その表面活性により炭酸塩の生成が起こり、当該粉体を配合した最終製品などの品質に悪影響を及ぼすという弊害が生じる。これは、比表面積の大きい粒子表面が高活性状態となり、結果として水分吸着や、炭酸塩形成を引き起こすものと考えられる。   As will be understood with reference to FIG. 3, when the moisture adsorption amount is increased, the particles are aggregated without being uniformly dispersed when dispersed in a non-aqueous solvent (here, terpineol). Further, if the powder is left as it is without performing effective surface treatment, a powder having a small particle diameter (= large specific surface area) generates carbonate due to its surface activity. There is a negative effect of adversely affecting the quality of the blended final product. It is considered that this is because the particle surface having a large specific surface area is in a highly active state, resulting in moisture adsorption and carbonate formation.

本実施例では、問題解決策として粒子表面を改質することに着目し、カップリング剤を用いて、好ましくは対象粉体に対し1〜30wt%の表面処理を施すことにより、水分吸着の低減と異組成物である炭酸塩の形成を抑制することが確認された。本発明を適用した複合酸化物材料を電子部品などへ用いることにより、従来では得られなかった高品質、高信頼性を期待することができる。   In this example, attention is paid to modifying the particle surface as a solution to the problem, and moisture adsorption is reduced by applying a surface treatment of preferably 1 to 30 wt% on the target powder using a coupling agent. It was confirmed that the formation of carbonate, which is a different composition, was suppressed. By using the composite oxide material to which the present invention is applied to an electronic component or the like, it is possible to expect high quality and high reliability that have not been obtained conventionally.

以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。

It should be considered that the embodiments and examples disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of claims, and includes all modifications and variations within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.

Claims (15)

チタン酸化合物を主成分とする微粒子からなる複合酸化物材料であって、
表面処理剤を用いて表面処理され、比表面積が20m/g〜200m/gであり、温度25℃、相対湿度50%の環境下に24時間暴露した際の水分吸着量が1重量%以下である、複合酸化物材料。
A composite oxide material composed of fine particles mainly composed of a titanate compound,
Surface treated with the surface treatment agent, the specific surface area of 20m 2 / g~200m 2 / g, the temperature 25 ° C., the water adsorption during exposure 24 hours under a relative humidity of 50% 1% A composite oxide material that is:
比表面積から算出した表面処理前の平均一次粒子径が球形換算値で50nm未満である、請求項1に記載の複合酸化物材料。   The composite oxide material according to claim 1, wherein the average primary particle diameter before the surface treatment calculated from the specific surface area is less than 50 nm in terms of a sphere. 前記表面処理剤は、シラン系カップリング剤および/またはチタネート系カップリング剤である、請求項1または請求項2に記載の複合酸化物材料。   The composite oxide material according to claim 1, wherein the surface treatment agent is a silane coupling agent and / or a titanate coupling agent. チタン酸化合物を主成分とする微粒子(A)重量に対する表面処理剤(B)重量の比(B/A)が、0.01≦B/A≦0.30である、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料。   The ratio (B / A) of the weight of the surface treatment agent (B) to the weight of the fine particles (A) containing a titanic acid compound as a main component is 0.01 ≦ B / A ≦ 0.30. 4. The composite oxide material according to any one of up to 3. 前記チタン酸化合物を主成分とする微粒子はチタン酸バリウムである、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料。   The composite oxide material according to any one of claims 1 to 4, wherein the fine particles mainly composed of the titanate compound are barium titanate. 温度25℃、相対湿度50%の環境下に14日間暴露した際のX線回折測定において、チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の最も大きなピーク強度に対する、炭酸塩の最も大きなピーク強度の比が1%以下である、請求項5に記載の複合酸化物材料。   In X-ray diffraction measurement when exposed to an environment of temperature 25 ° C. and relative humidity 50% for 14 days, the highest peak intensity of carbonate relative to the highest peak intensity of the complex oxide material mainly composed of titanate compound The composite oxide material according to claim 5, wherein the ratio of is 1% or less. 前記表面処理剤はシラン系カップリング剤であり、
チタン酸化合物を主成分とする複合酸化物材料の重量に対するSiの含有量が0.1〜5.0重量%である、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料。
The surface treatment agent is a silane coupling agent,
The composite oxidation according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of Si is 0.1 to 5.0% by weight with respect to the weight of the composite oxide material containing a titanic acid compound as a main component. Material.
前記表面処理剤は、一般式RSiX (I)(R:有機官能基、X:アルコキシル基、m=1〜3、n=1〜3)で表わされるシラン系カップリング剤であり、前記Rの合計炭素数がC1〜C10の範囲である、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料。 The surface treatment agent is a silane coupling agent represented by the general formula R m SiX n (I) (R: organic functional group, X: alkoxyl group, m = 1-3, n = 1-3), The composite oxide material according to claim 1, wherein the total carbon number of R is in the range of C1 to C10. 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料を含む内部電極層を備える、積層セラミックコンデンサ。   A multilayer ceramic capacitor comprising an internal electrode layer containing the composite oxide material according to any one of claims 1 to 8. 前記内部電極層は、さらにニッケル粉末材料を含む、請求項9に記載の積層セラミックコンデンサ。   The multilayer ceramic capacitor according to claim 9, wherein the internal electrode layer further includes a nickel powder material. 前記内部電極層は、薄膜印刷層である、請求項9または請求項10に記載の積層セラミックコンデンサ。   The multilayer ceramic capacitor according to claim 9 or 10, wherein the internal electrode layer is a thin film printed layer. 前記内部電極層(C)重量に対する前記複合酸化物材料(D)重量の比(D/C)が、0.01≦D/C≦0.30である、請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。   The ratio (D / C) of the composite oxide material (D) weight to the internal electrode layer (C) weight is 0.01 ≦ D / C ≦ 0.30. The multilayer ceramic capacitor according to any one of claims. 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料が溶媒に分散していることを特徴とする分散溶液。   A dispersion solution, wherein the composite oxide material according to any one of claims 1 to 8 is dispersed in a solvent. 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の複合酸化物材料を含む、電極用ペースト材料。   The paste material for electrodes containing the complex oxide material of any one of Claim 1- Claim 8. 積層セラミックコンデンサの内部電極用である、請求項14に記載の電極用ペースト材料。

The electrode paste material according to claim 14, which is used for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.

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