JP4660918B2 - 粗大金属粒子の除去方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、金属粒子スラリーから粗大金属粒子を除去するための除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
積層セラミックコンデンサや、セラミック多層基板などの積層セラミック電子部品は、通常、セラミックグリーンシートを積層、圧着し、熱処理して、セラミックや電極を焼結させる工程を経て製造されている。
【０００３】
例えば、図５に示すように、セラミック素子１中に内部電極２が配設されているとともに、セラミック素子１の両端部に、交互に異なる側の端面に引き出された内部電極２と導通するように一対の外部電極３ａ、３ｂが配設された構造を有する積層セラミックコンデンサを製造する場合、通常は、以下のような方法で製造されている。
【０００４】
(１)まず、セラミックグリーンシートに、金属粒子を導電成分とする導電ペーストを塗布して、容量形成用の内部電極２を形成することにより、電極配設シート１１（図６）を作製する。
(２)次に、図６に示すように、電極配設シート１１を所定枚数積層し、さらにその上下両面側に電極の配設されていないセラミックグリーンシート（外層用シート）２１を積層、圧着することにより、各内部電極２の一端側が交互に異なる側の端面に引き出された積層体（未焼成の積層体）１ａを形成する。
(３)そして、この積層体１ａを所定の条件で焼成してセラミックを焼結させた後、焼成後の積層体（セラミック素子）１（図５）の両端部に導電性ペーストを塗布、焼付けして、内部電極２と導通する外部電極３ａ、３ｂ（図５）を形成することにより、図５に示すような積層セラミックコンデンサが得られる。
【０００５】
また、積層セラミック多層基板などの他の積層セラミック電子部品も、上述の積層セラミックコンデンサの場合と同様に、金属粒子を導電成分とする導電ペーストを塗布することにより内部電極を配設したセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程を経て製造されている。
【０００６】
近年、積層セラミックコンデンサをはじめとする種々の積層セラミック電子部品に対しては、他の電子素子の場合と同様に、小型化、高性能化が求められるようになっている。そして、そのためには、積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを薄くすることが必要になるとともに、内部電極の膜厚を薄くすることが必要となる。
【０００７】
しかし、セラミックグリーンシートを薄くした場合、内部電極形成用の導電ペーストに粗大金属粒子が含まれていると、セラミックグリーンシートに貫通孔や深い未貫通孔が形成されることになり、ショート不良などの内部欠陥を引き起こす要因となる。
したがって、厚みの薄いセラミックグリーンシートを損傷することなく、しかも膜厚が薄くて連続性に優れた内部電極を形成しようとすると、導電成分として、粗大金属粒子を含まず、平均粒径の小さい金属粒子を含有する導電ペーストを用いることが必要になる。
【０００８】
ところで、平均粒径が小さく、粗大金属粒子を含まない微細な金属粒子を得る方法として、従来は、金属粒子を分散させたスラリー（金属粒子スラリー）を濾過して、粗大金属粒子を除去する方法が適用されている。
【０００９】
この方法は、例えば、図７に示すように、濾過されるべき金属粒子スラリー（例えば、平均粒径が１μm以下の微細なニッケル粒子を含むスラリー）５１が供給されるスラリーチャンバー５２内に、円筒状で外周面が濾過面となるような、所定の目開きのフィルター５３が配設された濾過装置５４を用い、金属粒子スラリー５１をスラリーチャンバー５２内に連続的に供給して、フィルター５３を通過させることにより、粗大金属粒子（例えば、粒径が３μm以上のニッケル粒子）を濾過分離し、粗大金属粒子を含まない金属粒子スラリー５１ａを得る方法である。
【００１０】
しかし、この方法によれば、図８に示すように、スラリーチャンバー５２内で金属粒子（ニッケル粒子）５５が沈降し、凝集することにより形成されるフロック５５ａにより、フィルター（濾材）５３が閉塞し、濾過速度が低下するばかりでなく、フィルターの目開きに対応して、所定の粒径以上の粗大金属粒子を除去し、所定の粒径以下の金属粒子を通過させるという、基本的な濾過性能を確保することが困難になり、精度よく所定の粒径以下の微細な金属粒子を得ることができなくなるという問題点がある。
【００１１】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、金属粒子スラリーから、粗大金属粒子を効率よく除去することが可能な粗大金属粒子の除去方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の粗大金属粒子の除去方法は、
(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有するスラリー（以下「金属粒子スラリー」）を準備する工程と、
前記金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して前記粗大金属粒子を分離する工程と、
前記粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、前記低沸点分散剤および前記溶剤を蒸留除去する工程と、を備える粗大金属粒子の除去方法において、
前記粗大金属粒子を分離する工程は、
前記フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーを、フィルター前室として機能するスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、
前記スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、
金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、前記循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、前記フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ濾過して、粗大金属粒子を除去すること
を特徴としている。
【００１３】
本発明は、(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有する金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して粗大金属粒子を分離した後、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、低沸点分散剤および溶剤を蒸留除去するようにした、粗大金属粒子の除去方法において、上記粗大金属粒子を分離するにあたって、フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーをスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ濾過するようにしているので、フィルター（濾材）の閉塞による濾過速度の低下を招くことなく、所定の目開きのフィルターに対応する粒径の金属粒子を確実に通過させる一方、所定の粒径以上の粗大金属粒子を確実に除去（濾去）することが可能になり、粗大金属粒子を含まず、所望の粒径を有する微細な金属粒子を含む金属粒子スラリーを得ることが可能になる。
特に、金属粒子スラリーには、分散剤を含有させているので、金属粒子スラリー自体の分散性を向上させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止することが可能になる。
また、分散剤として低沸点分散剤を用いているので、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーからの、分散剤及び溶剤を蒸留除去を効率よく行って、所望の粒径の微細な金属粒子を確実に得ることが可能になる。
【００１４】
なお、本願発明において、粗大金属粒子とは、完全に１つの結晶粒としてその粒径が大きいもののみではなく、通常の剪断力がかかった程度では分散しないような集合体や凝集体などをも含む概念である。
【００１５】
また、本願発明は、粗大粒子として、主として、粗大金属粒子を除去することを意図するものであるが、金属粒子以外の他の粗大粒子を、粗大金属粒子とともに除去する場合を排除するものではない。
【００１６】
また、本願発明において、「フィルター前室として機能するスラリーチャンバー」とは、フィルターと接する空間であって、濾過すべき金属粒子スラリーがそこを経てフィルターを通過することになる空間（チャンバー）を意味する概念であり、その具体的な構成や形状には特別の制約はないが、一例を挙げると、筒状のフィルターが用いられる場合において、フィルターを囲むように配設されたハウジング（フィルター本体）と該フィルターにより規定される、筒状のフィルターの周囲のドーナツ状の空間が本願発明におけるスラリーチャンバーとなる。
【００１７】
また、本願発明においては、フィルターを構成する濾材の種類に特別の制約はなく、メンブラン状の材料からなるものや多孔質材料からなるものなど、種々の材料からなるフィルターを用いることが可能である。
【００１８】
また、請求項２の粗大金属粒子の除去方法は、前記循環ラインに金属粒子スラリーを循環させる場合において、金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力を与えることができるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることを特徴としている。
【００１９】
金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が凝集金属粒子にかかるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることにより、単に金属粒子スラリーを流動させるだけの場合よりもさらに確実に金属粒子を分散させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２０】
また、請求項３の粗大金属粒子の除去方法は、スラリーチャンバー又は循環ラインにて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させるようにしたことを特徴としている。
【００２１】
スラリーチャンバー又は循環ラインにおいて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をさらに確実に防止することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００２２】
また、請求項４の粗大金属粒子の除去方法は、金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて高速攪拌を行うことを特徴としている。
【００２３】
金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて金属粒子スラリーを高速攪拌することにより、さらに確実に金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２４】
また、請求項５の粗大金属粒子の除去方法は、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、金属粒子を回収することを特徴としている。
【００２５】
粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから金属粒子を回収することにより、金属粒子を秤量可能な形態にすることが可能になり、その後の秤量工程で、液付着のない精密な秤量が可能となる。
【００２６】
また、請求項６の粗大金属粒子の除去方法は、前記粗大金属粒子の粒径が、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上であることを特徴としている。
【００２７】
本願発明は、粗大金属粒子の粒径が、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上の径である場合に特に効果的である。
【００２８】
また、請求項７の粗大金属粒子の除去方法は、前記粗大金属粒子が粒径１μm以上の金属粒子であることを特徴としている。
【００２９】
金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径が０．５μm以下（請求項１）である場合や、粗大金属粒子が粒径１μm以上（請求項７）である場合のような、従来の粗大金属粒子の除去方法では、効率よく分離することが困難な条件下においても、本願発明を適用することにより、粗大金属粒子を効率よく分離して、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
なお、金属粒子の主要部の平均粒径が０．０２〜０．２μmの範囲にある場合に、本願発明の効果が特によく発揮される。
【００３０】
また、請求項８の粗大金属粒子の除去方法は、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属 、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子であることを特徴としている。
【００３１】
本願発明は、金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子である場合に適用することが可能であり、かかる場合に、粗大金属粒子を効率よく分離して、平均粒径が０．５μm以下の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００３２】
また、請求項９の粗大金属粒子の除去方法は、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル粒子であることを特徴としている。
【００３３】
ニッケルは磁性を有していることから、ニッケル粒子を含む金属粒子スラリーは、金属粒子（ニッケル粒子）の凝集が生じやすいが、本願発明を適用することにより、スラリー中の金属粒子（ニッケル粒子）の堆積・凝集を確実に防止することが可能になり、粗大ニッケル粒子が分離された、所望の粒径の微細なニッケル粒子を得ることが可能になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３５】
［実施形態１］
この実施形態１では、平均粒径が０．１〜０．２μmのニッケル粒子（金属粒子）を主成分とし、粒径が１．０μm以上のニッケル粒子（粗大金属粒子）を一部含有する金属粒子スラリーから、粗大金属粒子（粗大ニッケル粒子）を除去する場合を例にとって説明する。なお、この実施形態１は本願発明の前提となる発明の構成を示すものである。
【００３６】
図１はこの実施形態１において用いた、粗大金属粒子の除去装置（以下、単に「除去装置」ともいう）を示す図、図２はその要部構成を示す図である。
【００３７】
この除去装置は、図１及び２に示すように、金属粒子スラリー３１が供給される、フィルター本体４０の内部に形成されたスラリーチャンバー３２と、スラリーチャンバー３２内に配設された、外周面が濾過面となる円筒状のフィルター３３と、スラリーチャンバー３２内の金属粒子スラリー３１を抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバー３２に戻すスラリー循環機構３６とを備えており、スラリー循環機構３６は、循環ライン３４と循環ライン３４に設けられた循環ポンプ３５を備えている。
【００３８】
なお、この実施形態１においては、フィルター３３として、目開きが１．０μmの、メンブラン状の濾材からなるものが用いられている。また、フィルター３３には、濾過面積が大きくなるように、稜線が軸方向と略平行となるようなひだ（山と谷）が、その全周にわたって形成されている。
【００３９】
また、スラリー循環機構３６に関しては、循環ライン３４に金属粒子スラリー３１を循環させる場合において、金属粒子スラリー３１中の、凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が働くように、流路の形状（循環ライン３４の内径など）や循環される金属粒子スラリー３１の流速などの条件が設定されている。
【００４０】
循環ラインは、単一でもよく、また、フィルター本体の周方向に所定の間隔をおいて複数配設してもよい。この実施形態１では、フィルター本体の周方向に所定の間隔をおいて複数の循環ラインを配設した除去装置（濾過装置）を用いたが、図１及び２では、１つの循環ライン３４だけを示している。
なお、本願発明において、循環ライン３４の配設数、配設態様（配設位置）には特別の制約はなく、スラリーの性状やフィルター本体の寸法などの具体的な条件を考慮して、適切な配設数や配設態様を決定することが望ましい。
【００４１】
また、この実施形態１の除去装置は、金属粒子スラリー３１をリザーバータンク３７から、供給ポンプ４２により、供給ライン３８を経てスラリーチャンバー３２に供給するように構成されており、リザーバータンク３７には、高速攪拌を行うことが可能な高速撹拌機３９が配設されている。
また、この実施形態１の除去装置においては、粗大金属粒子が分離された金属粒子スラリーは、製品タンク４１に貯められるように構成されている。
【００４２】
上述のように構成された除去装置を用いて、金属粒子スラリー３１中の粗大金属粒子を分離するにあたっては、まず、リザーバータンク３７において高速攪拌された金属粒子スラリー３１が、供給ライン３８を経てスラリーチャンバー３２に供給される。
【００４３】
そして、スラリーチャンバー３２内に供給された金属粒子スラリー３１は、スラリー循環機構３６を構成する循環ポンプ３５により、循環ライン３４を経て循環され、流動することにより、図３に示すように、フィルター３３の目開きに対応する所定の粒径以下の金属粒子４３が十分に分散した状態でフィルター３３を通過する一方、所定の粒径（この実施形態１では１．０μm）以上の粗大金属粒子（特に図示せず）がフィルター３３により除去、分離される。
【００４４】
その結果、フィルター３３の閉塞による濾過速度の低下を招いたりすることなく、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを効率よく得ることが可能になる。
【００４５】
また、この実施形態１では、リザーバータンク３７に高速撹拌機３９を配設し、リザーバータンク３７内で金属粒子スラリー３１を高速攪拌することにより、金属粒子が十分に分散した金属粒子スラリー３１をスラリーチャンバー３２に供給するようにしているので、より確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止することができる。
【００４６】
［実施形態２］
この実施形態２では、図４に示すように、リザーバータンク３７において高速攪拌された金属粒子スラリー３１が供給される供給ライン３８に、超音波分散処理を行うための超音波印加手段４４を上記実施形態１に対して付加した除去装置を用いている。なお、この実施形態２も本願発明の前提となる発明の構成を示すものである。
【００４７】
この実施形態２では、供給ライン３８に超音波印加手段４４を配設して、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態で、スラリーチャンバー３２に供給するととともに、循環ライン３４を循環させながらフィルター３３を通過させて粗大金属粒子を除去するようにしているので、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をより確実に防止することが可能になり、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
なお、この実施形態２では、超音波印加手段４４を、供給ライン３８に設けているが、スラリーチャンバー３２に超音波印加手段を設けるように構成することも可能である。
【００４８】
［実施形態３］
この実施形態３は、本願発明が関連する発明の実施形態である。
金属粒子スラリー３１に、低分子量分散剤（この実施形態では脂肪酸エステル（ライオン（株）製））を添加して、金属粒子スラリー３１中の金属粒子の分散性を向上させるようにしたこと、図４に示す除去装置を用いたことを除いて、上記実施形態１の場合と同様に、粗大金属粒子を分離する。
【００４９】
この実施形態３においては、金属粒子スラリー３１に分散剤を添加して、金属粒子を分散させるとともに、上記実施形態１の場合と同様に、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態でスラリーチャンバー３２に供給し、かつ、循環ライン３４を循環させながら、フィルター３３により濾過して粗大金属粒子を除去するようにしているので、分散剤添加の効果により、さらに確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止して、効率よく、しかも確実に、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
【００５０】
なお、この実施形態３の場合には、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーを第二のフィルター（図示せず）を用いて濾過することにより、粗大金属粒子が分離され、かつ、分散剤溶液が分離された、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。
【００５１】
［実施形態４］
この実施形態４は、本願発明の実施形態である。実施形態４では、金属粒子スラリー３１に、低沸点分散剤（この実施形態では、エソファットシリーズ（ライオン（株）製））を添加して、金属粒子スラリー３１中の金属粒子の分散性を向上させるようにしたこと、図４に示す除去装置を用いたことを除いて、上記実施形態１の場合と同様の方法で、粗大金属粒子を分離する。
【００５２】
この実施形態４においては、金属粒子スラリー３１に低沸点分散剤を添加して、金属粒子を分散させるとともに、前記実施形態１の場合と同様に、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態でスラリーチャンバー３２に供給し、かつ、循環ライン３４を循環させながら、フィルター３３により濾過して粗大金属粒子を除去するようにしているので、分散剤添加の効果により、さらに確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止して、効率よくしかも確実に、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
【００５３】
なお、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、分散剤及び溶剤を蒸留して除去することにより、粗大金属粒子を含まない、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。なお、場合によっては、濾過、洗浄を行うことにより金属粒子を得るように構成することも可能である。
【００５４】
［実施形態５］
この実施形態５では、粗大金属粒子が除去された微細な金属粒子を導電成分とする導電ペーストを用いて積層セラミックコンデンサを製造する方法について説明する。
(１)上記実施形態１〜３の方法で得た金属粒子スラリーを濾過して、洗浄、乾燥した平均粒径が０．１〜０．２μmの金属粒子（ニッケル粒子）、及び上記実施形態４の方法で得た金属粒子スラリーから分散剤及び溶剤を蒸留、除去した平均粒径が０．１〜０．２μmの金属粒子（ニッケル粒子）を、導電粉末として用い、これに、有機ビヒクル（エチルセルロースのテルペン溶液）を配合し、十分に混練して、導電ペーストを作製した。
【００５５】
(２)そして、上記(１)の導電ペーストを、誘電体セラミックスラリーをシート状に成形した厚み２．０μmのセラミックグリーンシートに塗布して、容量形成用の内部電極２を形成することにより、電極配設シート１１（図５）を作製した。
【００５６】
(３)次に、図６に示すように、電極配設シート１１を所定枚数積層し、さらにその上下両面側に電極の配設されていないセラミックグリーンシート（外層用シート）２１を積層、圧着することにより、各内部電極２の一端側が交互に異なる側の端面に引き出された積層体（未焼成の積層体）１ａを形成した。
【００５７】
(４)そして、この積層体１ａを所定の条件で焼成してセラミックを焼結させた後、焼成後の積層体（セラミック素子）１（図５）の両端部に導電性ペーストを塗布、焼付けして、内部電極２と導通する外部電極３ａ、３ｂ（図５）を形成することにより、図５に示すような積層セラミックコンデンサを得た。
【００５８】
この実施形態５においては、粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子（ニッケル粒子）を含有する導電ペーストを用いているので、厚みの薄いセラミックグリーンシートに貫通孔が形成されるような事態を招くことなく、厚みが薄く、連続性に優れた信頼性の高い内部電極を備えた積層体を形成することが可能になり、これを焼成し、外部電極を形成することにより、小型、大容量で、しかも内部電極が卑金属（この実施形態ではニッケル）からなる経済性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、金属粒子がニッケル粒子である場合を例にとって説明したが、本願発明は、金属粒子の種類に制約はなく、例えば、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子を含む金属粒子スラリーから粗大金属粒子を分離する場合にも適用することが可能であり、その場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
なお、本願発明は、ニッケル粒子のように、磁性を有し、凝集しやすい金属粒子を含むスラリーから粗大金属粒子を除去する場合に、金属粒子の凝集を確実に防止することができて、特に有意義である。
【００６０】
本願発明は、さらにその他の点においても、上記の実施形態に限定されるものではなく、フィルターを構成する濾材の種類や構造などの具体的な構成、循環ラインの配設態様、分散剤や溶剤の具体的な種類などについても、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の粗大金属粒子の除去方法は、(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有する金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して粗大金属粒子を分離した後、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、低沸点分散剤および溶剤を蒸留除去するようにした、粗大金属粒子の除去方法において、上記粗大金属粒子を分離するにあたって、フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーをスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ、所定の目開きのフィルターにより濾過するようにしているので、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止し、フィルター（濾材）の閉塞による濾過速度の低下を招くことなく、所定の目開きのフィルターに対応する粒径の金属粒子を確実に通過させる一方、所定の粒径以上の粗大金属粒子を確実に除去（濾去）することが可能になり、粗大金属粒子を含まず、所望の粒径を有する微細な金属粒子を含む金属粒子スラリーを得ることができる。
また、金属粒子スラリーには、分散剤を含有させているので、金属粒子スラリー自体の分散性を向上させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止することができる。
また、分散剤として低沸点分散剤を用いているので、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーからの、分散剤及び溶剤を蒸留除去を効率よく行って、所望の粒径の微細な金属粒子を確実に得ることができる。
【００６２】
また、請求項２の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が凝集金属粒子にかかるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることにより、単に金属粒子スラリーを流動させるだけの場合よりもさらに確実に金属粒子を分散させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００６３】
また、請求項３の粗大金属粒子の除去方法のように、スラリーチャンバー又は循環ラインにおいて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させるようにした場合、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をさらに確実に防止することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６４】
また、請求項４の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて金属粒子スラリーを高速攪拌するようにした場合、さらに確実に金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止することが可能になる。
【００６５】
また、請求項５の粗大金属粒子の除去方法のように、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから金属粒子を回収するようにした場合、金属粒子を秤量可能な形態にすることが可能になり、その後の秤量工程で、液付着のない精密な秤量が可能となる。
【００６６】
また、請求項６の粗大金属粒子の除去方法のように、分散剤として低分子量分散剤を用い、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーを第二のフィルターで濾過することにより、粗大金属粒子が分離され、かつ、分散剤溶液が分離された、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。
【００６７】
また、本願発明は、請求項７の粗大金属粒子の除去方法のように、粗大金属粒子の粒径が、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上である場合に特に効果的である。
【００６８】
また、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径が０．５μm以下（請求項１）である場合や、粗大金属粒子が粒径１μm以上（請求項７）である場合のような、従来の粗大金属粒子の除去方法では、効率よく分離することが困難な条件下においても、本願発明を適用することにより、粗大金属粒子を効率よく分離して、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００６９】
また、本願発明は、請求項８の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子である場合に適用することが可能であり、かかる場合に、粗大金属粒子を効率よく分離して、平均粒径が０．５μm以下の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００７０】
また、ニッケルは磁性を有していることから、ニッケル粒子を含む金属粒子スラリーは、金属粒子の凝集が生じやすいが、請求項９のように、本願発明を適用することにより、スラリー中の金属粒子（ニッケル粒子）の堆積・凝集を確実に防止することが可能になり、粗大ニッケル粒子が分離された、所望の粒径の微細なニッケル粒子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態（実施形態１）で用いた粗大金属粒子の除去装置の構成を示す図である。
【図２】 図１の粗大金属粒子の除去装置の要部構成を示す図である。
【図３】 図１の粗大金属粒子の除去装置を用いて粗大金属粒子を分離（濾過）している状態を模式的に示す図である。
【図４】 本願発明の他の実施形態で用いた粗大金属粒子の除去装置の構成を示す図である。
【図５】 セラミックグリーンシートを積層して製造される積層セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。
【図６】 積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図である。
【図７】 従来の粗大金属粒子の除去方法を示す図である。
【図８】 従来の粗大金属粒子の除去方法において、金属粒子が沈降して凝集する状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 積層体（セラミック素子）
１ａ 未焼成の積層体
２ 内部電極
３ａ，３ｂ 外部電極
１１ 電極配設シート
２１ 外層用シート
３１ 金属粒子スラリー
３２ スラリーチャンバー
３３ フィルター
３４ 循環ライン
３５ 循環ポンプ
３６ スラリー循環機構
３７ リザーバータンク
３８ 供給ライン
３９ 高速撹拌機
４０ フィルター本体
４１ 製品タンク
４２ 供給ポンプ
４３ 金属粒子
４４ 超音波印加手段
【発明の属する技術分野】
本願発明は、金属粒子スラリーから粗大金属粒子を除去するための除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
積層セラミックコンデンサや、セラミック多層基板などの積層セラミック電子部品は、通常、セラミックグリーンシートを積層、圧着し、熱処理して、セラミックや電極を焼結させる工程を経て製造されている。
【０００３】
例えば、図５に示すように、セラミック素子１中に内部電極２が配設されているとともに、セラミック素子１の両端部に、交互に異なる側の端面に引き出された内部電極２と導通するように一対の外部電極３ａ、３ｂが配設された構造を有する積層セラミックコンデンサを製造する場合、通常は、以下のような方法で製造されている。
【０００４】
(１)まず、セラミックグリーンシートに、金属粒子を導電成分とする導電ペーストを塗布して、容量形成用の内部電極２を形成することにより、電極配設シート１１（図６）を作製する。
(２)次に、図６に示すように、電極配設シート１１を所定枚数積層し、さらにその上下両面側に電極の配設されていないセラミックグリーンシート（外層用シート）２１を積層、圧着することにより、各内部電極２の一端側が交互に異なる側の端面に引き出された積層体（未焼成の積層体）１ａを形成する。
(３)そして、この積層体１ａを所定の条件で焼成してセラミックを焼結させた後、焼成後の積層体（セラミック素子）１（図５）の両端部に導電性ペーストを塗布、焼付けして、内部電極２と導通する外部電極３ａ、３ｂ（図５）を形成することにより、図５に示すような積層セラミックコンデンサが得られる。
【０００５】
また、積層セラミック多層基板などの他の積層セラミック電子部品も、上述の積層セラミックコンデンサの場合と同様に、金属粒子を導電成分とする導電ペーストを塗布することにより内部電極を配設したセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程を経て製造されている。
【０００６】
近年、積層セラミックコンデンサをはじめとする種々の積層セラミック電子部品に対しては、他の電子素子の場合と同様に、小型化、高性能化が求められるようになっている。そして、そのためには、積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを薄くすることが必要になるとともに、内部電極の膜厚を薄くすることが必要となる。
【０００７】
しかし、セラミックグリーンシートを薄くした場合、内部電極形成用の導電ペーストに粗大金属粒子が含まれていると、セラミックグリーンシートに貫通孔や深い未貫通孔が形成されることになり、ショート不良などの内部欠陥を引き起こす要因となる。
したがって、厚みの薄いセラミックグリーンシートを損傷することなく、しかも膜厚が薄くて連続性に優れた内部電極を形成しようとすると、導電成分として、粗大金属粒子を含まず、平均粒径の小さい金属粒子を含有する導電ペーストを用いることが必要になる。
【０００８】
ところで、平均粒径が小さく、粗大金属粒子を含まない微細な金属粒子を得る方法として、従来は、金属粒子を分散させたスラリー（金属粒子スラリー）を濾過して、粗大金属粒子を除去する方法が適用されている。
【０００９】
この方法は、例えば、図７に示すように、濾過されるべき金属粒子スラリー（例えば、平均粒径が１μm以下の微細なニッケル粒子を含むスラリー）５１が供給されるスラリーチャンバー５２内に、円筒状で外周面が濾過面となるような、所定の目開きのフィルター５３が配設された濾過装置５４を用い、金属粒子スラリー５１をスラリーチャンバー５２内に連続的に供給して、フィルター５３を通過させることにより、粗大金属粒子（例えば、粒径が３μm以上のニッケル粒子）を濾過分離し、粗大金属粒子を含まない金属粒子スラリー５１ａを得る方法である。
【００１０】
しかし、この方法によれば、図８に示すように、スラリーチャンバー５２内で金属粒子（ニッケル粒子）５５が沈降し、凝集することにより形成されるフロック５５ａにより、フィルター（濾材）５３が閉塞し、濾過速度が低下するばかりでなく、フィルターの目開きに対応して、所定の粒径以上の粗大金属粒子を除去し、所定の粒径以下の金属粒子を通過させるという、基本的な濾過性能を確保することが困難になり、精度よく所定の粒径以下の微細な金属粒子を得ることができなくなるという問題点がある。
【００１１】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、金属粒子スラリーから、粗大金属粒子を効率よく除去することが可能な粗大金属粒子の除去方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の粗大金属粒子の除去方法は、
(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有するスラリー（以下「金属粒子スラリー」）を準備する工程と、
前記金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して前記粗大金属粒子を分離する工程と、
前記粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、前記低沸点分散剤および前記溶剤を蒸留除去する工程と、を備える粗大金属粒子の除去方法において、
前記粗大金属粒子を分離する工程は、
前記フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーを、フィルター前室として機能するスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、
前記スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、
金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、前記循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、前記フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ濾過して、粗大金属粒子を除去すること
を特徴としている。
【００１３】
本発明は、(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有する金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して粗大金属粒子を分離した後、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、低沸点分散剤および溶剤を蒸留除去するようにした、粗大金属粒子の除去方法において、上記粗大金属粒子を分離するにあたって、フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーをスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ濾過するようにしているので、フィルター（濾材）の閉塞による濾過速度の低下を招くことなく、所定の目開きのフィルターに対応する粒径の金属粒子を確実に通過させる一方、所定の粒径以上の粗大金属粒子を確実に除去（濾去）することが可能になり、粗大金属粒子を含まず、所望の粒径を有する微細な金属粒子を含む金属粒子スラリーを得ることが可能になる。
特に、金属粒子スラリーには、分散剤を含有させているので、金属粒子スラリー自体の分散性を向上させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止することが可能になる。
また、分散剤として低沸点分散剤を用いているので、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーからの、分散剤及び溶剤を蒸留除去を効率よく行って、所望の粒径の微細な金属粒子を確実に得ることが可能になる。
【００１４】
なお、本願発明において、粗大金属粒子とは、完全に１つの結晶粒としてその粒径が大きいもののみではなく、通常の剪断力がかかった程度では分散しないような集合体や凝集体などをも含む概念である。
【００１５】
また、本願発明は、粗大粒子として、主として、粗大金属粒子を除去することを意図するものであるが、金属粒子以外の他の粗大粒子を、粗大金属粒子とともに除去する場合を排除するものではない。
【００１６】
また、本願発明において、「フィルター前室として機能するスラリーチャンバー」とは、フィルターと接する空間であって、濾過すべき金属粒子スラリーがそこを経てフィルターを通過することになる空間（チャンバー）を意味する概念であり、その具体的な構成や形状には特別の制約はないが、一例を挙げると、筒状のフィルターが用いられる場合において、フィルターを囲むように配設されたハウジング（フィルター本体）と該フィルターにより規定される、筒状のフィルターの周囲のドーナツ状の空間が本願発明におけるスラリーチャンバーとなる。
【００１７】
また、本願発明においては、フィルターを構成する濾材の種類に特別の制約はなく、メンブラン状の材料からなるものや多孔質材料からなるものなど、種々の材料からなるフィルターを用いることが可能である。
【００１８】
また、請求項２の粗大金属粒子の除去方法は、前記循環ラインに金属粒子スラリーを循環させる場合において、金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力を与えることができるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることを特徴としている。
【００１９】
金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が凝集金属粒子にかかるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることにより、単に金属粒子スラリーを流動させるだけの場合よりもさらに確実に金属粒子を分散させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２０】
また、請求項３の粗大金属粒子の除去方法は、スラリーチャンバー又は循環ラインにて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させるようにしたことを特徴としている。
【００２１】
スラリーチャンバー又は循環ラインにおいて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をさらに確実に防止することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００２２】
また、請求項４の粗大金属粒子の除去方法は、金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて高速攪拌を行うことを特徴としている。
【００２３】
金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて金属粒子スラリーを高速攪拌することにより、さらに確実に金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２４】
また、請求項５の粗大金属粒子の除去方法は、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、金属粒子を回収することを特徴としている。
【００２５】
粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから金属粒子を回収することにより、金属粒子を秤量可能な形態にすることが可能になり、その後の秤量工程で、液付着のない精密な秤量が可能となる。
【００２６】
また、請求項６の粗大金属粒子の除去方法は、前記粗大金属粒子の粒径が、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上であることを特徴としている。
【００２７】
本願発明は、粗大金属粒子の粒径が、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上の径である場合に特に効果的である。
【００２８】
また、請求項７の粗大金属粒子の除去方法は、前記粗大金属粒子が粒径１μm以上の金属粒子であることを特徴としている。
【００２９】
金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径が０．５μm以下（請求項１）である場合や、粗大金属粒子が粒径１μm以上（請求項７）である場合のような、従来の粗大金属粒子の除去方法では、効率よく分離することが困難な条件下においても、本願発明を適用することにより、粗大金属粒子を効率よく分離して、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
なお、金属粒子の主要部の平均粒径が０．０２〜０．２μmの範囲にある場合に、本願発明の効果が特によく発揮される。
【００３０】
また、請求項８の粗大金属粒子の除去方法は、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属 、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子であることを特徴としている。
【００３１】
本願発明は、金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子である場合に適用することが可能であり、かかる場合に、粗大金属粒子を効率よく分離して、平均粒径が０．５μm以下の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００３２】
また、請求項９の粗大金属粒子の除去方法は、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル粒子であることを特徴としている。
【００３３】
ニッケルは磁性を有していることから、ニッケル粒子を含む金属粒子スラリーは、金属粒子（ニッケル粒子）の凝集が生じやすいが、本願発明を適用することにより、スラリー中の金属粒子（ニッケル粒子）の堆積・凝集を確実に防止することが可能になり、粗大ニッケル粒子が分離された、所望の粒径の微細なニッケル粒子を得ることが可能になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３５】
［実施形態１］
この実施形態１では、平均粒径が０．１〜０．２μmのニッケル粒子（金属粒子）を主成分とし、粒径が１．０μm以上のニッケル粒子（粗大金属粒子）を一部含有する金属粒子スラリーから、粗大金属粒子（粗大ニッケル粒子）を除去する場合を例にとって説明する。なお、この実施形態１は本願発明の前提となる発明の構成を示すものである。
【００３６】
図１はこの実施形態１において用いた、粗大金属粒子の除去装置（以下、単に「除去装置」ともいう）を示す図、図２はその要部構成を示す図である。
【００３７】
この除去装置は、図１及び２に示すように、金属粒子スラリー３１が供給される、フィルター本体４０の内部に形成されたスラリーチャンバー３２と、スラリーチャンバー３２内に配設された、外周面が濾過面となる円筒状のフィルター３３と、スラリーチャンバー３２内の金属粒子スラリー３１を抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバー３２に戻すスラリー循環機構３６とを備えており、スラリー循環機構３６は、循環ライン３４と循環ライン３４に設けられた循環ポンプ３５を備えている。
【００３８】
なお、この実施形態１においては、フィルター３３として、目開きが１．０μmの、メンブラン状の濾材からなるものが用いられている。また、フィルター３３には、濾過面積が大きくなるように、稜線が軸方向と略平行となるようなひだ（山と谷）が、その全周にわたって形成されている。
【００３９】
また、スラリー循環機構３６に関しては、循環ライン３４に金属粒子スラリー３１を循環させる場合において、金属粒子スラリー３１中の、凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が働くように、流路の形状（循環ライン３４の内径など）や循環される金属粒子スラリー３１の流速などの条件が設定されている。
【００４０】
循環ラインは、単一でもよく、また、フィルター本体の周方向に所定の間隔をおいて複数配設してもよい。この実施形態１では、フィルター本体の周方向に所定の間隔をおいて複数の循環ラインを配設した除去装置（濾過装置）を用いたが、図１及び２では、１つの循環ライン３４だけを示している。
なお、本願発明において、循環ライン３４の配設数、配設態様（配設位置）には特別の制約はなく、スラリーの性状やフィルター本体の寸法などの具体的な条件を考慮して、適切な配設数や配設態様を決定することが望ましい。
【００４１】
また、この実施形態１の除去装置は、金属粒子スラリー３１をリザーバータンク３７から、供給ポンプ４２により、供給ライン３８を経てスラリーチャンバー３２に供給するように構成されており、リザーバータンク３７には、高速攪拌を行うことが可能な高速撹拌機３９が配設されている。
また、この実施形態１の除去装置においては、粗大金属粒子が分離された金属粒子スラリーは、製品タンク４１に貯められるように構成されている。
【００４２】
上述のように構成された除去装置を用いて、金属粒子スラリー３１中の粗大金属粒子を分離するにあたっては、まず、リザーバータンク３７において高速攪拌された金属粒子スラリー３１が、供給ライン３８を経てスラリーチャンバー３２に供給される。
【００４３】
そして、スラリーチャンバー３２内に供給された金属粒子スラリー３１は、スラリー循環機構３６を構成する循環ポンプ３５により、循環ライン３４を経て循環され、流動することにより、図３に示すように、フィルター３３の目開きに対応する所定の粒径以下の金属粒子４３が十分に分散した状態でフィルター３３を通過する一方、所定の粒径（この実施形態１では１．０μm）以上の粗大金属粒子（特に図示せず）がフィルター３３により除去、分離される。
【００４４】
その結果、フィルター３３の閉塞による濾過速度の低下を招いたりすることなく、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを効率よく得ることが可能になる。
【００４５】
また、この実施形態１では、リザーバータンク３７に高速撹拌機３９を配設し、リザーバータンク３７内で金属粒子スラリー３１を高速攪拌することにより、金属粒子が十分に分散した金属粒子スラリー３１をスラリーチャンバー３２に供給するようにしているので、より確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止することができる。
【００４６】
［実施形態２］
この実施形態２では、図４に示すように、リザーバータンク３７において高速攪拌された金属粒子スラリー３１が供給される供給ライン３８に、超音波分散処理を行うための超音波印加手段４４を上記実施形態１に対して付加した除去装置を用いている。なお、この実施形態２も本願発明の前提となる発明の構成を示すものである。
【００４７】
この実施形態２では、供給ライン３８に超音波印加手段４４を配設して、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態で、スラリーチャンバー３２に供給するととともに、循環ライン３４を循環させながらフィルター３３を通過させて粗大金属粒子を除去するようにしているので、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をより確実に防止することが可能になり、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
なお、この実施形態２では、超音波印加手段４４を、供給ライン３８に設けているが、スラリーチャンバー３２に超音波印加手段を設けるように構成することも可能である。
【００４８】
［実施形態３］
この実施形態３は、本願発明が関連する発明の実施形態である。
金属粒子スラリー３１に、低分子量分散剤（この実施形態では脂肪酸エステル（ライオン（株）製））を添加して、金属粒子スラリー３１中の金属粒子の分散性を向上させるようにしたこと、図４に示す除去装置を用いたことを除いて、上記実施形態１の場合と同様に、粗大金属粒子を分離する。
【００４９】
この実施形態３においては、金属粒子スラリー３１に分散剤を添加して、金属粒子を分散させるとともに、上記実施形態１の場合と同様に、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態でスラリーチャンバー３２に供給し、かつ、循環ライン３４を循環させながら、フィルター３３により濾過して粗大金属粒子を除去するようにしているので、分散剤添加の効果により、さらに確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止して、効率よく、しかも確実に、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
【００５０】
なお、この実施形態３の場合には、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーを第二のフィルター（図示せず）を用いて濾過することにより、粗大金属粒子が分離され、かつ、分散剤溶液が分離された、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。
【００５１】
［実施形態４］
この実施形態４は、本願発明の実施形態である。実施形態４では、金属粒子スラリー３１に、低沸点分散剤（この実施形態では、エソファットシリーズ（ライオン（株）製））を添加して、金属粒子スラリー３１中の金属粒子の分散性を向上させるようにしたこと、図４に示す除去装置を用いたことを除いて、上記実施形態１の場合と同様の方法で、粗大金属粒子を分離する。
【００５２】
この実施形態４においては、金属粒子スラリー３１に低沸点分散剤を添加して、金属粒子を分散させるとともに、前記実施形態１の場合と同様に、金属粒子スラリー３１中の金属粒子を十分に分散させた状態でスラリーチャンバー３２に供給し、かつ、循環ライン３４を循環させながら、フィルター３３により濾過して粗大金属粒子を除去するようにしているので、分散剤添加の効果により、さらに確実に金属粒子スラリー３１中の金属粒子の堆積・凝集を防止して、効率よくしかも確実に、粒径が１．０μm以上の粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子のみを含む金属粒子スラリーを得ることができる。
【００５３】
なお、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、分散剤及び溶剤を蒸留して除去することにより、粗大金属粒子を含まない、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。なお、場合によっては、濾過、洗浄を行うことにより金属粒子を得るように構成することも可能である。
【００５４】
［実施形態５］
この実施形態５では、粗大金属粒子が除去された微細な金属粒子を導電成分とする導電ペーストを用いて積層セラミックコンデンサを製造する方法について説明する。
(１)上記実施形態１〜３の方法で得た金属粒子スラリーを濾過して、洗浄、乾燥した平均粒径が０．１〜０．２μmの金属粒子（ニッケル粒子）、及び上記実施形態４の方法で得た金属粒子スラリーから分散剤及び溶剤を蒸留、除去した平均粒径が０．１〜０．２μmの金属粒子（ニッケル粒子）を、導電粉末として用い、これに、有機ビヒクル（エチルセルロースのテルペン溶液）を配合し、十分に混練して、導電ペーストを作製した。
【００５５】
(２)そして、上記(１)の導電ペーストを、誘電体セラミックスラリーをシート状に成形した厚み２．０μmのセラミックグリーンシートに塗布して、容量形成用の内部電極２を形成することにより、電極配設シート１１（図５）を作製した。
【００５６】
(３)次に、図６に示すように、電極配設シート１１を所定枚数積層し、さらにその上下両面側に電極の配設されていないセラミックグリーンシート（外層用シート）２１を積層、圧着することにより、各内部電極２の一端側が交互に異なる側の端面に引き出された積層体（未焼成の積層体）１ａを形成した。
【００５７】
(４)そして、この積層体１ａを所定の条件で焼成してセラミックを焼結させた後、焼成後の積層体（セラミック素子）１（図５）の両端部に導電性ペーストを塗布、焼付けして、内部電極２と導通する外部電極３ａ、３ｂ（図５）を形成することにより、図５に示すような積層セラミックコンデンサを得た。
【００５８】
この実施形態５においては、粗大金属粒子を含まず、平均粒径が０．１〜０．２μmの微細な金属粒子（ニッケル粒子）を含有する導電ペーストを用いているので、厚みの薄いセラミックグリーンシートに貫通孔が形成されるような事態を招くことなく、厚みが薄く、連続性に優れた信頼性の高い内部電極を備えた積層体を形成することが可能になり、これを焼成し、外部電極を形成することにより、小型、大容量で、しかも内部電極が卑金属（この実施形態ではニッケル）からなる経済性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、金属粒子がニッケル粒子である場合を例にとって説明したが、本願発明は、金属粒子の種類に制約はなく、例えば、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子を含む金属粒子スラリーから粗大金属粒子を分離する場合にも適用することが可能であり、その場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
なお、本願発明は、ニッケル粒子のように、磁性を有し、凝集しやすい金属粒子を含むスラリーから粗大金属粒子を除去する場合に、金属粒子の凝集を確実に防止することができて、特に有意義である。
【００６０】
本願発明は、さらにその他の点においても、上記の実施形態に限定されるものではなく、フィルターを構成する濾材の種類や構造などの具体的な構成、循環ラインの配設態様、分散剤や溶剤の具体的な種類などについても、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の粗大金属粒子の除去方法は、(ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有する金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して粗大金属粒子を分離した後、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、低沸点分散剤および溶剤を蒸留除去するようにした、粗大金属粒子の除去方法において、上記粗大金属粒子を分離するにあたって、フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーをスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ、所定の目開きのフィルターにより濾過するようにしているので、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止し、フィルター（濾材）の閉塞による濾過速度の低下を招くことなく、所定の目開きのフィルターに対応する粒径の金属粒子を確実に通過させる一方、所定の粒径以上の粗大金属粒子を確実に除去（濾去）することが可能になり、粗大金属粒子を含まず、所望の粒径を有する微細な金属粒子を含む金属粒子スラリーを得ることができる。
また、金属粒子スラリーには、分散剤を含有させているので、金属粒子スラリー自体の分散性を向上させて、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を確実に防止することができる。
また、分散剤として低沸点分散剤を用いているので、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーからの、分散剤及び溶剤を蒸留除去を効率よく行って、所望の粒径の微細な金属粒子を確実に得ることができる。
【００６２】
また、請求項２の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力が凝集金属粒子にかかるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることにより、単に金属粒子スラリーを流動させるだけの場合よりもさらに確実に金属粒子を分散させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００６３】
また、請求項３の粗大金属粒子の除去方法のように、スラリーチャンバー又は循環ラインにおいて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させるようにした場合、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集をさらに確実に防止することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６４】
また、請求項４の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて金属粒子スラリーを高速攪拌するようにした場合、さらに確実に金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止することが可能になる。
【００６５】
また、請求項５の粗大金属粒子の除去方法のように、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから金属粒子を回収するようにした場合、金属粒子を秤量可能な形態にすることが可能になり、その後の秤量工程で、液付着のない精密な秤量が可能となる。
【００６６】
また、請求項６の粗大金属粒子の除去方法のように、分散剤として低分子量分散剤を用い、粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーを第二のフィルターで濾過することにより、粗大金属粒子が分離され、かつ、分散剤溶液が分離された、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることができる。
【００６７】
また、本願発明は、請求項７の粗大金属粒子の除去方法のように、粗大金属粒子の粒径が、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上である場合に特に効果的である。
【００６８】
また、金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径が０．５μm以下（請求項１）である場合や、粗大金属粒子が粒径１μm以上（請求項７）である場合のような、従来の粗大金属粒子の除去方法では、効率よく分離することが困難な条件下においても、本願発明を適用することにより、粗大金属粒子を効率よく分離して、所望の粒径の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００６９】
また、本願発明は、請求項８の粗大金属粒子の除去方法のように、金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子である場合に適用することが可能であり、かかる場合に、粗大金属粒子を効率よく分離して、平均粒径が０．５μm以下の微細な金属粒子を得ることが可能になる。
【００７０】
また、ニッケルは磁性を有していることから、ニッケル粒子を含む金属粒子スラリーは、金属粒子の凝集が生じやすいが、請求項９のように、本願発明を適用することにより、スラリー中の金属粒子（ニッケル粒子）の堆積・凝集を確実に防止することが可能になり、粗大ニッケル粒子が分離された、所望の粒径の微細なニッケル粒子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態（実施形態１）で用いた粗大金属粒子の除去装置の構成を示す図である。
【図２】 図１の粗大金属粒子の除去装置の要部構成を示す図である。
【図３】 図１の粗大金属粒子の除去装置を用いて粗大金属粒子を分離（濾過）している状態を模式的に示す図である。
【図４】 本願発明の他の実施形態で用いた粗大金属粒子の除去装置の構成を示す図である。
【図５】 セラミックグリーンシートを積層して製造される積層セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。
【図６】 積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図である。
【図７】 従来の粗大金属粒子の除去方法を示す図である。
【図８】 従来の粗大金属粒子の除去方法において、金属粒子が沈降して凝集する状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 積層体（セラミック素子）
１ａ 未焼成の積層体
２ 内部電極
３ａ，３ｂ 外部電極
１１ 電極配設シート
２１ 外層用シート
３１ 金属粒子スラリー
３２ スラリーチャンバー
３３ フィルター
３４ 循環ライン
３５ 循環ポンプ
３６ スラリー循環機構
３７ リザーバータンク
３８ 供給ライン
３９ 高速撹拌機
４０ フィルター本体
４１ 製品タンク
４２ 供給ポンプ
４３ 金属粒子
４４ 超音波印加手段
Claims (9)
- (ａ)所定の粒径以上の粗大金属粒子を含み、主要部の平均粒径が０．５μｍ以下で、導電性ペーストを構成する導電成分として用いられる金属粒子を主として含む固形分と、(ｂ)低沸点分散剤と、(ｃ)溶剤とを含有するスラリー（以下「金属粒子スラリー」）を準備する工程と、
前記金属粒子スラリーをフィルターにより濾過して前記粗大金属粒子を分離する工程と、
前記粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、前記低沸点分散剤および前記溶剤を蒸留除去する工程と、を備える粗大金属粒子の除去方法において、
前記粗大金属粒子を分離する工程は、
前記フィルターを通過させるべき金属粒子スラリーを、フィルター前室として機能するスラリーチャンバーに供給するための供給ラインを設けるとともに、
前記スラリーチャンバーから、金属粒子スラリーを抜き出し、所定の経路で循環させて再びスラリーチャンバーに戻す循環ラインを設け、
金属粒子スラリーを前記フィルターにより濾過する際に、前記循環ラインにより循環される金属粒子スラリーを、前記フィルターの濾過面に沿うように流動させて循環させることにより、金属粒子スラリー中の金属粒子の堆積・凝集を防止しつつ濾過して、粗大金属粒子を除去すること
を特徴とする粗大金属粒子の除去方法。 - 前記循環ラインに金属粒子スラリーを循環させる場合において、金属粒子スラリー中の凝集した金属粒子を分散させることが可能な剪断力を与えることができるような条件で、金属粒子スラリーを循環させることを特徴とする請求項１記載の粗大金属粒子の除去方法。
- スラリーチャンバー又は循環ラインにて、超音波分散処理を施し、金属粒子スラリー中の金属粒子を分散させるようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 金属粒子スラリーをリザーバータンクからスラリーチャンバーに供給する場合において、リザーバータンクにて高速攪拌を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 粗大金属粒子を分離した後の金属粒子スラリーから、金属粒子を回収することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 前記粗大金属粒子の粒径が、前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子の主要部の平均粒径の２倍以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 前記粗大金属粒子が粒径１μm以上の金属粒子であることを特徴とする請求項６記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル、パラジウム、銀、銅、白金、金のうち少なくとも１種の金属、及び／又はそれらの少なくとも１種を含む合金からなる粒子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の粗大金属粒子の除去方法。
- 前記金属粒子スラリーを構成する金属粒子が、ニッケル粒子であることを特徴とする請求項８記載の粗大金属粒子の除去方法。
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