JP6811012B2 - 銅粉の製造方法 - Google Patents
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Description
[銅粉]
本発明の銅粉は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置により測定した平均粒子径が0.05〜5.0μmであり、TAP密度が3.0g/cm3以下である、おおむね球状の粒子である。
続いて、以上説明した本発明の銅粉の製造方法について説明する。本発明の銅粉は、銅(II)塩水溶液へ銅を錯化する有機酸を加えて銅・有機酸混合液を得る混合工程と、前記銅・有機酸混合液へ水酸化アルカリ金属塩を添加して水酸化銅スラリーを形成させる水酸化銅スラリー形成工程と、前記水酸化銅スラリーに還元剤を添加して銅スラリーを形成させる銅スラリー形成工程と、前記銅スラリーから銅粉を回収する回収工程とを実施することにより製造することができ、前記銅(II)塩水溶液における銅(II)塩の濃度は、銅換算で11.5〜14.0質量%である。
まず、銅(II)塩水溶液へ、銅を錯化する有機酸を加えて、銅・有機酸混合液を得る。前記銅(II)塩に特に制限はなく、従来銅粉の製造に使用されている銅(II)塩、例えば、二価の銅の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが使用可能である。これらは一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて用いてもよい。前記銅を錯化する塩にも特に制限はなく、例えばクエン酸、酒石酸、リンゴ酸などのヒドロキシカルボン酸を用いる事が出来、これらの中でも低TAP密度の銅粉を得る観点からクエン酸を用いることが好ましい。これらの錯化剤も、一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて用いてもよい。錯化剤は水溶性の固体であるため、純水に溶解して使用する事が出来る。また、錯化剤の添加量は、銅に対するモル比で0.1以上とすることが好ましく、通常0.5以下である。さらに、銅(II)塩水溶液へ前記錯化剤を加えて混合する際には、銅(II)水溶液(及び錯化剤水溶液)の液温を10〜50℃に保持して、錯化剤が完全に溶解できるようにしておくのが好ましい。
混合工程で得られた銅・有機酸混合液を水酸化アルカリ金属塩と混合して、銅(II)塩を中和することで、水酸化銅スラリーを形成させる。中和剤としては従来アンモニアや水酸化アルカリ金属塩が使用されている。例えば特許文献6の実施例では、中和剤としてアンモニアが使用されている。本発明者らは検討の結果、中和剤としてアンモニアではなく水酸化アルカリ金属塩を使用し、かつ、上記の通り混合工程に使用する銅(II)塩水溶液における銅(II)塩の濃度を所定の限定された範囲とすることによって、低TAP密度の銅粉が得られることを見出した。
水酸化銅スラリー形成工程で得られた水酸化銅スラリーに還元剤を添加して、金属銅を形成させ、銅スラリーとする。前記還元剤としては、ヒドラジン、水和ヒドラジン、炭酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン等のヒドラジン系化合物などを使用することができる。還元剤の使用量は通常、反応当量の3.0〜8.0eqであり、好ましくは3.0〜5.0eqである。前記反応当量について、2価の銅を1価の銅、あるいは1価の銅を0価の金属銅に還元するのに必要な還元剤量を1当量とする。なお、銅スラリー形成工程は、以下に説明する通り、2段階の工程に分けて実施することが好ましい。
まず、一次還元工程として、水酸化銅スラリーに還元剤を添加する。還元剤の使用量は通常、水酸化銅を亜酸化銅に還元するのに必要な反応当量の0.5〜2.5eqであり、好ましくは0.5〜1.5eqである。還元剤を添加する際の水酸化銅スラリーの温度は通常50℃以下、好ましくは20〜50℃とし、還元剤を添加して反応液を混合した後、前記範囲の温度で60〜180分程度保持して熟成反応を行い、水酸化銅から亜酸化銅を生成させる。なお、熟成反応の際には、反応を進行させるため、前記温度範囲内で、還元剤を添加したときの温度から昇温してもよい。
続いて、二次還元工程として、亜酸化銅を生成したスラリーにさらに還元剤を添加する。還元剤の使用量は通常、亜酸化銅(一次還元工程により水酸化銅がすべて亜酸化銅になったと仮定)を銅に還元するのに必要な反応当量の1.0〜4.0eqであり、好ましくは2.0〜3.5eqである。還元剤を添加する際の前記スラリーの温度は通常50℃以下、好ましくは25〜50℃とし、還元剤を添加して反応液を混合した後、前記範囲の温度で10〜180分程度保持して熟成反応を行う。
銅スラリー形成工程を経て得られた金属銅を含有するスラリーから、銅粉を回収する。具体的には、例えば前記スラリーを固液分離し、固形分を純水で洗浄し、窒素雰囲気中で乾燥処理をすることで、おおむね球状の銅粉が得られる。なお、回収手段はこの方法に限定されるものではなく、また得られた銅粉について、必要に応じて解砕や粉砕を実施してもよい。
レーザー回折散乱式粒度分布装置(SYMPATEC社製のヘロス粒度分布測定装置(HELOS&RODOS))により測定して、累積体積50%粒子径(D50)を求めた。
BET比表面積測定装置(ユアサイオニクス株式会社製の4ソーブUS)を用いて、BET一点法により求めた。
特開2007−263860号公報に記載された方法に従って測定した。すなわち、銅粉試料を内径6mmの有底円筒形の容器に充填して銅粉試料層を形成し、この層に上部から0.16N/m2の圧力を加えた後、銅粉試料層の高さを測定し、この銅粉試料層の高さの測定値と、充填された銅粉試料の重量とから、銅粉試料の密度を求めた。これを銅粉のTAP密度と定義した。
銅粉中のC元素量は、炭素・硫黄分析装置(堀場製作所製:EMIA−220V)により測定した。
[銅(II)塩水溶液の調製]
硝酸銅三水和物濃度50.3質量%の圓商産業株式会社製の硝酸銅(II)水溶液1172.3gと、純水156.9gと、扶桑化学工業株式会社製のクエン酸一水和物92.3gを純水531.2gに溶解させたクエン酸水溶液とを、室温で撹拌混合し、硝酸銅(II)・クエン酸混合液を調製した。また、48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液448.3gと純水453.3gとを混合した水酸化ナトリウム希釈水溶液を調製した。
次に、4L反応槽へ上記の硝酸銅(II)・クエン酸混合液を入れ、撹拌を開始した。回転数350rpmで行った。これ以後、後述する固液分離の直前まで、この条件で撹拌操作を継続した。次に、硝酸銅(II)・クエン酸混合液を27℃に保持した。
その後、4L反応槽の前記混合液上へ窒素ガスを吹き込み、排気されるガス中の酸素濃度が0体積%となるまで吹き込みを継続し、これ以降、後述する固液分離の直前まで、この窒素ガス吹き込みを継続した。
排気されるガス中の酸素濃度が0体積%となった時点で、硝酸銅(II)・クエン酸混合液に上記の水酸化ナトリウム希釈水溶液を添加し、水酸化銅(II)を生成させた。
次に、この反応液を35℃に昇温させた後に、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物26.6gを純水546.3gに溶解させたヒドラジン水溶液を添加した。以後、このヒドラジン水溶液を、「一次還元ヒドラジン水溶液」と呼ぶ。その後、反応液を50℃に昇温させた後に、120分間保持する事により、一次還元を行い、亜酸化銅を生成させた。以後、この保持した温度を「一次還元保持温度」と呼び、保持した時間を「一次還元保持時間」と呼ぶ。
次に、反応液を冷却して50℃とし、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物114.0gを添加し、10分間保持して二次還元を行った。その後、反応を完結するために反応液を90℃に昇温して180分保持し、金属銅を生成させた。
次に、反応液を固液分離し、固形分を純水で水洗し、窒素雰囲気中110℃で9時間乾燥処理をすることで、実施例1に係る球状の銅粉を得た。この、実施例1に係る銅粉について、平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。
48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液の使用量、これに混合した純水の量、中和順、水酸化ナトリウムの硝酸銅(II)に対する当量、回転数;
一次還元に使用した還元剤の種類、その量、それを溶解した純水の量、還元剤の水酸化銅に対する当量、二次還元における前期及び後期に使用した還元剤の種類、その量、その亜酸化銅(一次還元により全て亜酸化銅となったと仮定)に対する当量;
一次還元剤添加温度、一次還元保持温度、一次還元保持時間、二次還元前期保持温度、二次還元前期保持時間、二次還元後期保持温度、二次還元後期保持時間、最終保持温度、最終保持時間;並びに、
銅粉の平均粒子径D50、BET比表面積、TAP密度及びC元素量を、後記表1〜5に示す。以下の実施例2及び3並びに比較例1〜30についても同様である。
[銅(II)塩水溶液の調製]
硝酸銅三水和物濃度50.3質量%の圓商産業株式会社製の硝酸銅(II)水溶液1312.9gと、純水16.3gと、扶桑化学工業株式会社製のクエン酸一水和物103.4gを純水520.1gに溶解させたクエン酸水溶液とを撹拌混合し、硝酸銅(II)・クエン酸混合液を調製した。また、48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液502.1gと純水399.5gとを混合した水酸化ナトリウム希釈水溶液を調製した。
次に、実施例1と同様に、4L反応槽へ上記の硝酸銅(II)・クエン酸混合液を入れ、撹拌、反応槽の当該混合液上への窒素ガスの吹き込み、硝酸銅(II)・クエン酸混合液と水酸化ナトリウム希釈水溶液の混合による水酸化銅(II)の生成を行った。
次に、この反応液を35℃に昇温させた後に、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物29.8gを純水543.1gに溶解させたヒドラジン水溶液を添加した。以降は、実施例1と同様に所定温度での保持を行い、亜酸化銅を生成させた。
次に、反応液を冷却して50℃とし、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物127.7gを添加し、10分間保持して二次還元を行った。その後、反応を完結するために反応液を90℃に昇温して180分保持し、金属銅を生成させた。
次に、実施例1と同様に回収工程を実施して、実施例2に係る球状の銅粉を得た。この、実施例2に係る銅粉について、平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。
[銅(II)塩水溶液の調製]
硝酸銅三水和物濃度50.1質量%の圓商産業株式会社製の硝酸銅(II)水溶液1412.3と、扶桑化学工業株式会社製のクエン酸一水和物110.8gを純水512.7gに溶解させたクエン酸水溶液とを撹拌混合し、硝酸銅(II)・クエン酸混合液を調製した。また、48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液538.0gと純水363.6gとを混合した水酸化ナトリウム希釈水溶液を調製した。
次に、実施例1と同様に、4L反応槽へ上記の硝酸銅(II)・クエン酸混合液を入れ、撹拌、反応槽の当該混合液上への窒素ガスの吹き込み、硝酸銅(II)・クエン酸混合液と水酸化ナトリウム希釈水溶液の混合による水酸化銅(II)の生成を行った。
次に、この反応液を35℃に昇温させた後に、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物31.9gを純水541.0gに溶解させたヒドラジン水溶液を添加した。以降は、実施例1と同様に所定温度での保持を行い、亜酸化銅を生成させた。
次に、反応液を冷却して50℃とし、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物136.8gを添加し、10分間保持して二次還元を行った。その後、反応を完結するために反応液を90℃に昇温して180分保持し、金属銅を生成させた。
次に、実施例1と同様に回収工程を実施して、実施例3に係る球状の銅粉を得た。この、実施例3に係る銅粉について、平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。
[銅(II)塩水溶液の調製]
硝酸銅三水和物濃度50.1質量%の圓商産業株式会社製の硝酸銅(II)水溶液941.6gと、純水387.6gと、扶桑化学工業株式会社製のクエン酸一水和物73.9gを純水549.6gに溶解させたクエン酸水溶液とを撹拌混合し、硝酸銅(II)・クエン酸混合液を調製した。また、48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液358.6gと純水543.0gとを混合した水酸化ナトリウム希釈水溶液を調製した。
次に、4L反応槽へ上記の水酸化ナトリウム希釈水溶液を入れ、その水溶液の撹拌と反応槽の水溶液上への窒素ガスの吹き込みを、実施例1と同様の条件で行った。回転数350rpmで行った。これ以後、後述する硝酸銅(II)・クエン酸混合液の添加の直前まで、この条件で撹拌操作を継続した。排気されるガスの酸素濃度が0体積%となった時点で、撹拌を停止し、上記の硝酸銅(II)・クエン酸混合液を水酸化ナトリウム希釈水溶液へ添加した後に、撹拌停止前と同条件での撹拌を再開し、これにより、水酸化銅(II)を生成させた。これ以降、後述する固液分離の直前まで、この条件で撹拌操作を継続した。
次に、この反応液を35℃に昇温させた後に、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物21.3gを純水551.6gに溶解させたヒドラジン水溶液を添加した。その後、反応液を70℃に昇温させた後に、120分間保持する事により、一次還元を行い、亜酸化銅を生成させた。
次に、反応液を冷却して50℃とし、エムジーシー大塚ケミカル株式会社製の水和ヒドラジンである80質量%ヒドラジン一水和物40.5gを添加し、60分間保持した。続いて液温を50℃に維持したまま、前記と同様のヒドラジン一水和物50.7gを添加し、60分間保持した。その後、反応を完結するために反応液を90℃に昇温して180分保持し、金属銅を生成させた。
次に、実施例1と同様に回収工程を実施して、比較例1に係る球状の銅粉を得た。この、比較例1に係る銅粉について、平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。
二次還元後期保持温度を70℃とした以外は比較例1と同様の方法により比較例2に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.84μmであり、BET比表面積は1.13m2/gであり、TAP密度は3.81g/cm3であり、銅粉中のC元素量は0.04質量%であった。
二次還元後期保持温度を90℃とした以外は比較例2と同様の方法により比較例3に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.61μmであり、BET比表面積は2.38m2/gであり、TAP密度は3.43g/cm3であり、銅粉中のC元素量は0.07質量%であった。
濃度50.2質量%の硝酸銅(II)水溶液939.7g使用し、これに389.5gの純水を添加し、48.8質量%水酸化ナトリウム水溶液を358.9g使用し、これに純水542.7gを混合し、二次還元前期においてヒドラジン一水和物を47.4g、二次還元後期においてヒドラジン一水和物を59.2g使用した以外は比較例1と同様の方法により、比較例4に係る球状の銅粉を得た。
得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、及びTAP密度測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.69μmであり、BET比表面積は1.96m2/gであり、TAP密度は3.35g/cm3であった。
二次還元前期においてヒドラジン一水和物を33.8g、二次還元後期においてヒドラジン一水和物を42.2g使用した以外は比較例4と同様の方法により、比較例5に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、及びTAP密度測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.68μmであり、BET比表面積は1.77m2/gであり、TAP密度は3.71g/cm3であった。
一次還元においてヒドラジン一水和物を33.5g使用し、これを純水539.4gに溶解した以外は比較例4と同様の方法により、比較例6に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.74μmであり、BET比表面積は1.53m2/gであり、TAP密度は3.58g/cm3であり、C元素量は0.04質量%であった。
一次還元においてヒドラジン一水和物を24.4g使用し、これを純水548.5gに溶解した以外は比較例4と同様の方法により、比較例7に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.63μmであり、BET比表面積は2.12m2/gであり、TAP密度は3.55g/cm3であり、C元素量は0.05質量%であった。
一次還元においてヒドラジン一水和物を18.3g使用し、これを純水554.6gに溶解した以外は比較例4と同様の方法により、比較例8に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.83μmであり、BET比表面積は1.35m2/gであり、TAP密度は3.81g/cm3であり、C元素量は0.03質量%であった。
一次還元においてヒドラジン一水和物を27.4g使用し、これを純水545.5gに溶解した以外は比較例4と同様の方法により、比較例9に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、及びTAP密度測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.60μmであり、BET比表面積は2.18m2/gであり、TAP密度は3.70g/cm3であった。
水酸化ナトリウム水溶液を383.7g使用し、これと純水517.9gを混合した以外は比較例6と同様の方法により、比較例10に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.76μmであり、BET比表面積は1.39m2/gであり、TAP密度は3.65g/cm3であり、C元素量は0.04質量%であった。
濃度50.3質量%の硝酸銅(II)水溶液937.8g使用し、これに391.4gの純水を添加し、水酸化銅(II)の生成において、硝酸銅(II)・クエン酸混合液に水酸化ナトリウム希釈水溶液を加えた以外は比較例1と同様の方法により、比較例11に係る球状の銅粉を得た。
得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.63μmであり、BET比表面積は1.97m2/gであり、TAP密度は3.59g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
排気されるガスの酸素濃度が0体積%となった時点での撹拌停止を行わずに固液分離の直前まで撹拌を継続し、二次還元を一段階で行い、その際ヒドラジン一水和物91.2gを使用し、二次還元前期保持時間を10分とした以外は比較例11と同様の方法により、比較例12に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.61μmであり、BET比表面積は2.00m2/gであり、TAP密度は3.73g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
一次還元ヒドラジンを27.4g使用し、これを純水545.5gに溶解した以外は比較例12と同様の方法により、比較例13に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.62μmであり、BET比表面積は2.16m2/gであり、TAP密度は3.57g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
一次還元ヒドラジンを15.2g使用し、これを純水557.7gに溶解した以外は比較例12と同様の方法により、比較例14に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.67μmであり、BET比表面積は2.56m2/gであり、TAP密度は3.35g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
二次還元ヒドラジンを85.1g使用した以外は比較例13と同様の方法により、比較例15に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.61μmであり、BET比表面積は1.98m2/gであり、TAP密度は3.83g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
二次還元ヒドラジンを97.3g使用した以外は比較例14と同様の方法により、比較例16に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.62μmであり、BET比表面積は2.05m2/gであり、TAP密度は3.59g/cm3であり、C元素量は0.05質量%であった。
水酸化ナトリウム水溶液を374.6g使用し、これを純水527.0gと混合した以外は比較例12と同様の方法により、比較例17に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.85μmであり、BET比表面積は1.13m2/gであり、TAP密度は3.82g/cm3であり、C元素量は0.03質量%であった。
クエン酸一水和物を102.6g使用し、これを純水520.9gに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を358.7g使用し、これを純水542.9gと混合した以外は比較例12と同様の方法により、比較例18に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.64μmであり、BET比表面積は2.58m2/gであり、TAP密度は3.40g/cm3であり、C元素量は0.08質量%であった。
硝酸銅(II)水溶液を844g使用し、これに純水485.2gを添加し、クエン酸一水和物を66.5g使用し、これを純水557gに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を322.8g使用し、これを純水578.8gと混合し、一次還元ヒドラジンを19.2g使用し、これを純水553.7gに溶解し、二次還元ヒドラジンを82.1g使用した以外は比較例12と同様の方法により、比較例19に係る球状の銅粉を得た。
得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.65μmであり、BET比表面積は1.75m2/gであり、TAP密度は3.52g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
硝酸銅(II)水溶液を1078.5g使用し、これに純水250.7gを添加し、クエン酸一水和物を84.9g使用し、これを純水538.6gに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を412.4g使用し、これを純水489.2gと混合し、一次還元ヒドラジンを24.5g使用し、これを純水548.4gに溶解し、二次還元ヒドラジンを104.9g使用した以外は比較例12と同様の方法により、比較例20に係る球状の銅粉を得た。
得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.60μmであり、BET比表面積は2.28m2/gであり、TAP密度は3.28g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
硝酸銅(II)水溶液を1125.4g使用し、これに純水203.8gを添加し、クエン酸一水和物を88.6g使用し、これを純水534.9gに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を430.4g使用し、これを純水471.2gと混合し、一次還元ヒドラジンを25.5g使用し、これを純水547.4gに溶解し、二次還元ヒドラジンを109.5g使用した以外は比較例12と同様の方法により、比較例21に係る球状の銅粉を得た。
得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.62μmであり、BET比表面積は2.39m2/gであり、TAP密度は3.57g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
水酸化ナトリウム水溶液を418.8g使用し、これを純水482.8gと混合した以外は比較例21と同様の方法により、比較例22に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.59μmであり、BET比表面積は2.39m2/gであり、TAP密度は3.36g/cm3であり、C元素量は0.06質量%であった。
濃度50.1質量%の硝酸銅(II)水溶液を1129.9g使用し、これに純水199.3gを添加し、一次還元ヒドラジンを80.3g使用し、これを純水492.6gに溶解し、二次還元ヒドラジンを54.7g使用した以外は比較例21と同様の方法により、比較例23に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.64μmであり、BET比表面積は2.01m2/gであり、TAP密度は3.34g/cm3であり、C元素量は0.04質量%であった。
一次還元ヒドラジンを25.5g使用し、これを純水547.4gに溶解し、一次還元保持温度を40℃とし、二次還元ヒドラジンを109.5g使用した以外は比較例23と同様の方法により、比較例24に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.63μmであり、BET比表面積は2.28m2/gであり、TAP密度は3.41g/cm3であり、C元素量は0.05質量%であった。
濃度50.3質量%の硝酸銅(II)水溶液を1125.4g使用し、これと純水203.8gと、クエン酸一水和物123.1gを純水500.4gに溶解した溶液とを混合し、一次還元保持温度を50℃とした以外は比較例24と同様の方法により、比較例25に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.60μmであり、BET比表面積は2.74m2/gであり、TAP密度は3.80g/cm3であり、C元素量は0.09質量%であった。
濃度50.1質量%の硝酸銅(II)水溶液を1129.9g使用し、これに純水を199.3g添加し、一次還元保持時間を60分とした以外は比較例25と同様の方法により、比較例26に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.58μmであり、BET比表面積は1.96m2/gであり、TAP密度は3.41g/cm3であり、C元素量は0.10質量%であった。
水酸化銅(II)の生成の際の撹拌の回転数を250rpmとし、一次還元保持時間を120分とした以外は比較例26と同様の方法により、比較例27に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.64μmであり、BET比表面積は2.12m2/gであり、TAP密度は3.30g/cm3であり、C元素量は0.05質量%であった。
水酸化銅(II)の生成の際の撹拌の回転数を450rpmとし、一次還元保持時間を120分とした以外は比較例26と同様の方法により、比較例28に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は0.63μmであり、BET比表面積は2.36m2/gであり、TAP密度は3.36g/cm3であり、C元素量は0.05質量%であった。
排気されるガスの酸素濃度が0体積%となった時点での撹拌停止を行わずに固液分離の直前まで撹拌を継続し、二次還元前期保持温度を90℃とし、二次還元後期温度を90℃とした以外は比較例2と同様の方法により、比較例29に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は1.26μmであり、BET比表面積は0.79m2/gであり、TAP密度は4.03g/cm3であり、C元素量は0.03質量%であった。
二次還元前期保持温度を90℃とした以外は比較例23と同様の方法により、比較例30に係る球状の銅粉を得た。得られた銅粉に対して、実施例1と同様の方法により平均粒子径D50の測定、BET比表面積測定、TAP密度測定、及びC元素量の測定を行った。その結果、平均粒子径D50は1.52μmであり、BET比表面積は0.69m2/gであり、TAP密度は4.24g/cm3であり、C元素量は0.02質量%であった。
Claims (3)
- 銅(II)塩水溶液へ銅を錯化する有機酸を加えて銅・有機酸混合液を得る混合工程と、
前記銅・有機酸混合液を水酸化アルカリ金属塩と混合して水酸化銅スラリーを形成させる水酸化銅スラリー形成工程と、
前記水酸化銅スラリーに還元剤を添加して銅スラリーを形成させる銅スラリー形成工程と、
前記銅スラリーから銅粉を回収する回収工程とを有し、
前記銅(II)塩水溶液における銅(II)塩の濃度が、銅換算で11.5〜14.0質量%である、銅粉の製造方法。 - 前記水酸化アルカリ金属塩が、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムである、請求項1に記載の銅粉の製造方法。
- 前記銅スラリー形成工程において、前記水酸化銅スラリーに還元剤を添加して50℃以下の温度で所定時間保持することで、前記スラリー中に亜酸化銅を生成させ、次に前記亜酸化銅を含むスラリーに還元剤を添加して50℃以下の温度で所定時間保持し、その後前記スラリーを60〜90℃で所定時間保持することで、前記スラリー中に銅を生成させる、請求項1又は2に記載の銅粉の製造方法。
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