JP7208842B2 - Easily crushable copper powder and its production method - Google Patents

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Description

本発明は、易解砕性銅粉及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an easily crushable copper powder and a method for producing the same.

電子材料として、銅粉ペーストが広く使用されてきている。銅粉ペーストは、例えば、塗布した後に焼結して、積層型セラミックコンデンサの電極の形成等に使用される。使用される電極層の薄膜化、及び配線の狭ピッチ化等に伴って、ペースト材料の銅粉には微粉化が求められている。サブミクロンサイズの銅粉の製造のために、化学還元や不均化法を利用した湿式法で銅粉を合成する方法が用いられる。特許文献1は銅粉を用いたペーストの製造方法を開示している。特許文献2は不均化法による銅粉の製造方法を開示している。特許文献3は化学還元法による銅粉の製造方法を開示している。 Copper powder paste has been widely used as an electronic material. Copper powder paste is used, for example, for forming electrodes of multilayer ceramic capacitors by sintering after application. As the electrode layers used become thinner and the wiring pitch becomes narrower, the copper powder used as the paste material is required to be finer. A method of synthesizing copper powder by a wet method using chemical reduction or disproportionation is used for the production of submicron-sized copper powder. Patent Document 1 discloses a method for producing a paste using copper powder. Patent Document 2 discloses a method for producing copper powder by a disproportionation method. Patent Document 3 discloses a method for producing copper powder by a chemical reduction method.

国際公開第2013/125659号WO2013/125659 特許第6297018号公報Japanese Patent No. 6297018 特許第4164009号公報Japanese Patent No. 4164009

湿式法で得られた銅粉は、固液分離工程を経て、いったん乾燥ケーキの形態となる。この乾燥ケーキにおいては、銅粉のサイズが小さいと銅粉同士が凝集を引き起こすという現象を、本発明者は見いだしている。そして、もし、この凝集を放置すると、銅粉(一次粒子)の凝集によって形成された粒子(二次粒子)が、ペースト中に残存して、銅粉ペーストとしての特性を悪化させてしまう。そのため、微細な銅粉同士が凝集してしまった乾燥ケーキでは、これを解砕して分級するという複雑な工程が、必要となっていた。この場合に要する粗解砕から、ジェットミルによる解砕とそれに続く分級の工程は、複雑であると同時に損失も多く、製造上大変に負担が重い。 The copper powder obtained by the wet method is once in the form of a dry cake through a solid-liquid separation step. In this dry cake, the present inventors have found a phenomenon in which the copper powder particles aggregate together when the size of the copper powder particles is small. If this agglomeration is left unattended, the particles (secondary particles) formed by agglomeration of the copper powder (primary particles) remain in the paste, deteriorating the properties of the copper powder paste. For this reason, a dry cake in which fine copper powders have aggregated together requires a complicated process of crushing and classifying the cake. The processes from rough crushing required in this case to crushing by a jet mill and subsequent classification are complicated and at the same time cause a lot of loss, which imposes a heavy burden on the production.

したがって、本発明の目的は、乾燥ケーキからの解砕と分級の工程の負担を低減して製造可能な銅粉であって、二次粒子の残存が十分に低減された銅粉を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a copper powder that can be produced by reducing the burden of crushing and classifying a dry cake, and in which residual secondary particles are sufficiently reduced. It is in.

本発明者は、鋭意研究の結果、湿式法によって製造された銅粉を、特定のpH条件下で処理することによって、上記目的を達成できることを見いだして、本発明に到達した。 As a result of intensive research, the inventors have found that the above object can be achieved by treating copper powder produced by a wet method under specific pH conditions, and have completed the present invention.

したがって、本発明は、次の(1)を含む。
(1)
湿式法によって製造された銅粉であって、ゼータ電位の絶対値が20mV以上である、銅粉。
Therefore, the present invention includes the following (1).
(1)
A copper powder produced by a wet method and having a zeta potential absolute value of 20 mV or more.

本発明によれば、乾燥ケーキからの解砕と分級の工程の負担を低減しつつ、二次粒子の残存が十分に低減された、易解砕性の銅粉を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an easily crushable copper powder in which residual secondary particles are sufficiently reduced while reducing the burden of crushing and classifying the dried cake.

図1は、粘度測定試験の結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of a viscosity measurement test.

以下に本発明を実施の態様をあげて詳細に説明する。本発明は以下にあげる具体的な実施の態様に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to embodiments. The present invention is not limited to the specific embodiments given below.

[易解砕性の銅粉]
本発明に係る銅粉は、湿式法によって製造された銅粉であって、ゼータ電位の絶対値が20mV以上である。
[Easily crushable copper powder]
The copper powder according to the present invention is a copper powder produced by a wet method and has an absolute value of zeta potential of 20 mV or more.

このような銅粉とすることによって、銅粉(一次粒子)同士が反発することに起因して、銅粉の分散性が向上する。換言すれば、このような銅粉は、銅粉の凝集体(二次粒子)の発生を抑制できる。その結果、乾燥ケーキからの解砕と分級の工程の負担を低減しつつ、二次粒子の残存が十分に低減された、易解砕性の銅粉とすることができる。 By using such a copper powder, the dispersibility of the copper powder is improved due to repulsion between the copper powder (primary particles). In other words, such a copper powder can suppress the generation of copper powder aggregates (secondary particles). As a result, it is possible to obtain an easily crushable copper powder in which residual secondary particles are sufficiently reduced while reducing the load of the process of crushing and classifying the dried cake.

このような銅粉は、 積層造形(AM:Additive Manufacturing)用の金属粉体 として好適に用いられる。積層造形の一態様として、金属粉体を敷き詰めてパウダーベッドを形成した後に、バインダーとして機能する有機物を含むインクをインクジェットでパウダーベッドに吹き付けて成形し、それを焼結させることによって造形物を作る技術が知られている。このような積層造形では、金属粉末(パウダーベッド)に対しインク(バインダ)ぬれ性が求められる。インクぬれ性が悪いと、金属粉末がインクをはじいてしまい、造形精度が低くなるためである。この点において、上述の易解砕性の銅粉を用いた積層造形は、銅粉(一次粒子)同士が反発することに起因して優れた分散性を発揮するため、銅粉間にインクが流れ込みやすく、換言すれば、インクぬれ性が高く、高い造形精度を実現できる。 Such a copper powder is suitably used as a metal powder for additive manufacturing (AM). As a mode of additive manufacturing, after forming a powder bed by spreading metal powder, an ink containing an organic substance that functions as a binder is sprayed onto the powder bed with an inkjet to form a shape, and then sintered to create a modeled object. technology is known. Such layered manufacturing requires ink (binder) wettability with respect to the metal powder (powder bed). This is because if the ink wettability is poor, the metal powder repels the ink, resulting in a low modeling accuracy. In this respect, layered manufacturing using the easily crushable copper powder described above exhibits excellent dispersibility due to the repulsion of the copper powder (primary particles), so the ink is not dispersed between the copper powder. It flows easily, in other words, it has high ink wettability, and high modeling accuracy can be achieved.

[易解砕性]
易解砕性とは、乾燥ケーキからの解砕が容易であって、分級の工程を行わなくても、二次粒子の残存が十分に低減されたものとなっていることをいい、具体的には、後述する実施例に記載の条件で作成したペーストについて、スライドガラス上にペーストの乾燥塗膜を形成した場合、Raが0.2μm以下、Rzが2μm以下となっていることをいう。
[Easily crushable]
Easy crushability means that the dry cake can be easily crushed, and the remaining secondary particles are sufficiently reduced without performing the classification process. In the case of the paste prepared under the conditions described in Examples described later, when a dry coating film of the paste is formed on a slide glass, Ra is 0.2 μm or less and Rz is 2 μm or less.

[ゼータ電位]
好適な実施の態様において、本発明に係る銅粉は、pH7の条件下で測定されたゼータ電位の絶対値を、例えば20mV以上、好ましくは20から100mVの範囲とすることができる。ゼータ電位は、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。
[Zeta potential]
In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention can have an absolute value of zeta potential measured under pH 7 conditions of, for example, 20 mV or more, preferably in the range of 20 to 100 mV. The zeta potential can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples.

[BET比表面積]
好適な実施の態様において、本発明に係る銅粉は、BET比表面積を、例えば2m2-1以上、好ましくは2m2-1以上100m2-1以下、さらに好ましくは2.5m2-1以上20m2-1以下、さらに好ましくは3m2-1以上15m2-1以下とすることができる。BET比表面積は、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。
[BET specific surface area]
In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention has a BET specific surface area of, for example, 2 m 2 g −1 or more, preferably 2 m 2 g −1 or more and 100 m 2 g −1 or less, more preferably 2.5 m 2 g −1 or more and 20 m 2 g −1 or less, more preferably 3 m 2 g −1 or more and 15 m 2 g −1 or less. The BET specific surface area can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples.

[炭素付着量]
好適な実施の態様において、本発明に係る銅粉は、燃焼法によって測定される炭素付着量として、銅粉に対する炭素付着量を、例えば0.1~0.6質量%の範囲、好ましくは0.1~0.5質量%の範囲、さらに好ましくは0.2~0.5質量%の範囲、さらに好ましくは0.2~0.4質量%の範囲とすることができる。燃焼法による炭素付着量は、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。銅粉から測定される炭素付着量は、湿式法による銅粉の製造の工程に由来する。炭素を含む添加材の添加量が同じであれば、小さい銅粉(比表面積の大きい銅粉)ほど、炭素付着量が多くなる。また、炭素付着量が多い銅粉ほど、後述するpH処理によりゼータ電位変動の影響を受けやすくなる。好適な実施の態様において、この特定の炭素付着量とゼータ電位の組みあわせを備えた銅粉とすることによって、優れた易解砕性を実現できると、本発明者は考えている。
[Carbon deposit]
In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention has a carbon deposition amount with respect to the copper powder as measured by a combustion method, for example, in the range of 0.1 to 0.6% by mass, preferably 0 0.1 to 0.5 mass %, more preferably 0.2 to 0.5 mass %, more preferably 0.2 to 0.4 mass %. The amount of carbon deposited by the combustion method can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples. The carbon deposition amount measured from the copper powder originates from the process of producing the copper powder by the wet method. If the amount of additive containing carbon is the same, the smaller the copper powder (copper powder with a larger specific surface area), the larger the amount of carbon adhered. Moreover, the copper powder having a larger amount of carbon adhered is more likely to be affected by the zeta potential fluctuation due to the pH treatment described later. In a preferred embodiment, the present inventor believes that excellent crushability can be achieved by using a copper powder having a specific combination of carbon deposition amount and zeta potential.

[TMA1%収縮温度]
好適な実施の態様において、本発明に係る銅粉は、TMA1%収縮温度を、例えば500℃以下、好ましくは200~500℃、さらに好ましくは200~400℃の範囲とすることができる。TMA1%収縮温度は、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。すなわち、ネッチ・ジャパン(株)製のTMA4000を使って測定することができ、その条件は、以下とすることができる:圧粉体密度:4.7g/cm3、測定雰囲気:窒素、昇温速度:5℃/min、荷重:10mN。
[TMA 1% shrinkage temperature]
In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention can have a TMA 1% shrinkage temperature of, for example, 500°C or less, preferably 200 to 500°C, more preferably 200 to 400°C. The TMA 1% shrinkage temperature can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples. That is, it can be measured using a TMA4000 manufactured by Netsch Japan Co., Ltd., under the following conditions: green compact density: 4.7 g/cm 3 , measurement atmosphere: nitrogen, temperature rise. Speed: 5°C/min, load: 10 mN.

[タップ密度]
好適な実施の態様において、本発明に係る銅粉は、タップ密度(固めかさ密度)を、例えば3g/cm3以下、好ましくは3.0g/cm3未満、好ましくは2.9g/cm3以下、好ましくは2.5g/cm3以下とすることができる。上記の上限よりもタップ密度(固めかさ密度)を小さくすることによって、ペースト中における銅粉の分散性を良好なものとすることができる。タップ密度は、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。すなわち、ホソカワミクロン(株)製のパウダテスタPT-Xを使って測定することができる。具体的には10ccのカップにガイドを取り付けて粉体を入れ、1000回タップさせて、ガイドを外して、10ccの容積を上回っている部分を摺り切り、容器に入っている粉体の重量を測定し、固めかさ密度を求めることができる。
[Tap density]
In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention has a tap density (hardened bulk density) of, for example, 3 g/cm 3 or less, preferably 3.0 g/cm 3 or less, preferably 2.9 g/cm 3 or less. , preferably 2.5 g/cm 3 or less. By making the tap density (hardened bulk density) smaller than the above upper limit, the dispersibility of the copper powder in the paste can be improved. The tap density can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples. That is, it can be measured using a powder tester PT-X manufactured by Hosokawa Micron Corporation. Specifically, a guide is attached to a 10 cc cup, powder is put in, tapped 1000 times, the guide is removed, the portion exceeding the volume of 10 cc is scraped off, and the weight of the powder in the container is measured. can be measured to determine the compacted bulk density.

好適な実施の態様において、本発明による銅粉はペースト中での分散性が良好である。これはタップ密度(固めかさ密度)が低いことが関係していると本発明者は推定している。理由は明らかではないが、乾燥粉の状態でタップ密度が低いと、乾燥粉間に生じている隙間が多く、ここに、溶剤、樹脂が入りやすいことが要因の一つであるのではないかと本発明者は考えている。 In a preferred embodiment, the copper powder according to the invention has good dispersibility in the paste. The present inventor presumes that this is related to the low tap density (firm bulk density). The reason is not clear, but if the tap density is low in the dry powder state, there are many gaps between the dry powder, and one of the factors may be that solvents and resins easily enter these spaces. The inventor thinks.

好適な実施の態様において、本発明による銅粉は解砕が十分に行われているため、表面積が大きい。このため、ペースト中では溶剤、ビークルとの相互作用が強まり、本件で得られる銅粉はペースト中で増粘剤としてふるまうのではないかと、本発明者は考えている。後述するように、好適な実施の態様において、本発明による銅粉を使用したペーストは低せん断速度領域では粘度が高く、高せん断速度領域では粘度が低下する。低せん断速度領域では銅粉と溶剤、樹脂等との相互作用が強いため粘度が高くなっていると本発明者は推定している。一方、高せん断速度領域では銅粉自身が十分に解砕されているので、せん断速度の上昇とともにペーストが変形しやすく低粘度になっていると本発明者は推定している。このようなペーストは低せん断速度領域の挙動から印刷パターンの形状保持、高せん断速度領域の挙動から印刷性に優れていると期待される。好適な実施の態様において、本発明による銅粉を単独でペースト材料として使用してもよいし、より大きなミクロンサイズ銅粉と混ぜ合わせることでペーストの粘度を高めて印刷性を調整してもよい。また、後者の場合、本発明による銅粉自体が低温焼結性を有するので、ペースト全体としては焼結が進行し、高密度な焼結体が得られる。 In a preferred embodiment, the copper powder according to the invention is sufficiently crushed and thus has a large surface area. Therefore, the present inventor believes that the interaction with the solvent and the vehicle is strengthened in the paste, and the copper powder obtained in the present invention behaves as a thickening agent in the paste. As will be described later, in a preferred embodiment, the paste using the copper powder according to the present invention has a high viscosity in the low shear rate range and a low viscosity in the high shear rate range. The present inventors presume that in the low shear rate region, the interaction between the copper powder, the solvent, the resin, etc. is strong, and thus the viscosity is high. On the other hand, in the high shear rate range, the copper powder itself is sufficiently pulverized, so the present inventors presume that the paste is easily deformed and has a low viscosity as the shear rate increases. Such a paste is expected to be excellent in printability due to its behavior in the low shear rate region and the retention of the shape of the printed pattern, and in the high shear rate region. In a preferred embodiment, the copper powder according to the present invention may be used alone as a paste material, or mixed with larger micron-sized copper powders to increase the viscosity of the paste and adjust printability. . In the latter case, since the copper powder according to the present invention itself has low-temperature sinterability, the paste as a whole is sintered and a high-density sintered body is obtained.

[易解砕性銅粉の製造]
好適な実施の態様において、本発明の易解砕性銅粉は、湿式法によって製造された銅粉を、pH8~14のアルカリ水溶液、又はpH0~4の酸水溶液と接触させる、pH処理工程、を含む方法によって製造することができる。
[Production of easily crushable copper powder]
In a preferred embodiment, the easily crushable copper powder of the present invention is produced by a pH treatment step of contacting copper powder produced by a wet method with an alkaline aqueous solution of pH 8 to 14 or an acid aqueous solution of pH 0 to 4, It can be manufactured by a method comprising

[pH処理工程]
好適な実施の態様において、pH処理工程は、上記pHのアルカリ水溶液又は酸水溶液と接触させることによって行われる。好適な実施の態様において、接触としては、例えば、湿式法によって製造された銅粉を、上記水溶液中で撹拌することによって行うことができる。撹拌は、例えば、公知の手段によって行うことができ、例えば回転羽根、ミキサー、及び撹拌子を用いて撹拌することができる撹拌の時間は、例えば5分以上48時間以内、好ましくは10分以上、24時間以内とすることができる。好適な実施の態様において、接触としては、例えば、湿式法によって製造された銅粉に対して、上記水溶液を通液することによって行うことができる。アルカリ水溶液又は酸水溶液との接触は、例えばバッチ式で1回行ってもよく、あるいは複数回行うこともできる。アルカリ水溶液又は酸水溶液と接触させた後の銅粉は、公知の手段によって固液分離して、ケーキとして得ることができる。好適な実施の態様において、アルカリ水溶液又は酸水溶液と接触させた後の銅粉を、純水で洗浄することができる。
[pH treatment step]
In a preferred embodiment, the pH treatment step is carried out by contacting with an alkaline aqueous solution or an acid aqueous solution having the above pH. In a preferred embodiment, the contact can be carried out, for example, by stirring copper powder produced by a wet method in the aqueous solution. Stirring can be performed, for example, by known means, and the stirring time can be, for example, using a rotating blade, a mixer, and a stirrer, for example, 5 minutes or more and 48 hours or less, preferably 10 minutes or more, It can be within 24 hours. In a preferred embodiment, the contact can be carried out, for example, by passing the aqueous solution through a copper powder produced by a wet method. The contact with the alkaline aqueous solution or the acid aqueous solution may be carried out, for example, batchwise once or multiple times. The copper powder after being brought into contact with the alkaline aqueous solution or the acid aqueous solution can be solid-liquid separated by a known means to obtain a cake. In a preferred embodiment, the copper powder that has been brought into contact with the alkaline aqueous solution or acid aqueous solution can be washed with pure water.

好適な実施の態様において、純水による洗浄は、公知の手段によって行うことができるが、例えば、固液分離して得られたケーキに対して純水を通液することによって行うことができる。 In a preferred embodiment, washing with pure water can be carried out by known means, for example, by passing pure water through the cake obtained by solid-liquid separation.

[アルカリ水溶液]
好適な実施の態様において、湿式法によって製造された銅粉と接触させるアルカリ水溶液のpHは、例えばpH8~14、好ましくはpH8~13、好ましくはpH9~13とすることができる。上記pHへと調整されたアルカリ水溶液としては、例えばアンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、分子末端にアミノ基を含む有機物の水溶液、あるいはこれらの混合水溶液を使用することができる。
[Aqueous alkaline solution]
In a preferred embodiment, the pH of the alkaline aqueous solution to be brought into contact with the copper powder produced by the wet method can be, for example, pH 8-14, preferably pH 8-13, preferably pH 9-13. As the alkaline aqueous solution adjusted to the above pH, for example, ammonia water, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, organic substance aqueous solution containing an amino group at the molecular end, or a mixed aqueous solution thereof can be used.

[酸水溶液]
好適な実施の態様において、湿式法によって製造された銅粉と接触させる酸水溶液のpHは、例えばpH0~4、好ましくはpH1~4好ましくはpH1~3とすることができる。上記pHへと調整された酸水溶液としては、例えば希硫酸、メタンスルホン酸等の有機酸の水溶液、あるいはこれらの混合水溶液を使用することができる。
[Aqueous acid solution]
In a preferred embodiment, the pH of the acid aqueous solution that is brought into contact with the copper powder produced by the wet method can be, for example, pH 0-4, preferably pH 1-4, preferably pH 1-3. As the acid aqueous solution adjusted to the above pH, for example, an aqueous solution of an organic acid such as dilute sulfuric acid or methanesulfonic acid, or a mixed aqueous solution thereof can be used.

[乾燥]
好適な実施の態様において、pH処理された銅粉は、その後に乾燥される。乾燥は、公知の手段によって行うことができ、例えば60~300℃、好ましくは60~150℃で、窒素雰囲気あるいは真空雰囲気で乾燥することができる。このようにして得られた銅粉は、しばしば乾燥ケーキの形態として得られる。
[Drying]
In a preferred embodiment, the pH treated copper powder is then dried. Drying can be performed by known means, for example, at 60 to 300° C., preferably 60 to 150° C., in a nitrogen atmosphere or a vacuum atmosphere. The copper powder thus obtained is often obtained in the form of a dry cake.

[解砕]
好適な実施の態様において、pH処理されて次に乾燥された銅粉は、その後に解砕される。解砕は、公知の手段で行うことができ、例えば乳棒、乳鉢、ミキサーを使用することができる。本発明によれば、このような簡易な手段による粗解砕によって十分に解砕されて、二次粒子が十分に低減されたものとなっているので、従来は必要であるとされていたその後の強力な解砕手段による解砕の工程と、分級の工程が必要ではない。また、セラミックビーズを用いるビーズミル解砕のような強力な解砕手段を必要としないことから、湿式法によって製造された銅粉の自然な形状を保持することができ、機械的に変形した形状となること回避できる。本発明によれば、このように簡易な手段による粗解砕によって十分に解砕されるのであるが、所望により、その後に、ヘンシェルミキサーのような機械的な解砕や、ジェットミル解砕を行うことを排除するものではなく、所望により、その後に、分級の工程を行うことを排除するものではない。本発明による銅粉は、pH処理によって易解砕性を実現しており、容易に解砕することができ、例えば乳棒、乳鉢、ミキサーによって、十分な解砕を達成することができる。ただし、易解砕性の銅粉の解砕手段としては、さらに強力な解砕手段を採用することを除外するものではなく、例えばヘンシェルミキサーのような機械的な解砕や、ジェットミル解砕を行ってもよい。
[Crushing]
In a preferred embodiment, the pH treated and then dried copper powder is then ground. Crushing can be performed by known means, for example, a pestle, mortar, or mixer can be used. According to the present invention, the coarse crushing by such a simple means is sufficiently crushed and the secondary particles are sufficiently reduced. The process of crushing by a powerful crushing means and the process of classification are not required. In addition, since it does not require a powerful crushing means such as a bead mill crushing using ceramic beads, the natural shape of the copper powder produced by the wet method can be maintained, and the mechanically deformed shape can be preserved. can be avoided. According to the present invention, it is sufficiently crushed by rough crushing by such a simple means, but if desired, mechanical crushing such as a Henschel mixer or jet mill crushing may be performed thereafter. However, it does not exclude performing a classification step afterwards, if desired. The copper powder according to the present invention achieves easy crushability by pH treatment, and can be easily crushed. For example, it can be sufficiently crushed with a pestle, mortar, or mixer. However, as a crushing means for easily crushable copper powder, it is not excluded to adopt a more powerful crushing means, for example, mechanical crushing such as Henschel mixer, jet mill crushing may be performed.

[銅粉ペースト]
好適な実施の態様において、本発明の易解砕性の銅粉は、この銅粉を含む銅粉ペーストの態様として好適に使用することができる。銅粉ペーストは、例えば易解砕性の銅粉を、バインダー樹脂、有機溶剤と混練して調製することができ、所望によりさらにガラスフリットを添加してもよく、所望によりさらに分散剤、チキソ剤及び/又は消泡剤を添加してもよい。本発明の易解砕性の銅粉は、簡易な手段によっても十分に解砕されていて、一次粒子同士が互いに反発し合うため、その後の再凝集のリスクが低減されたものとなっており、ペースト中に高度に分散されたものとなる。そのため、本発明による銅粉ペーストは、これを印刷し焼成して得られた電極は、表面が滑らかなものとなり、配線の断線のリスクが低減されたものとなっている。
このような銅粉ペーストは、インクジェット印刷用の金属インクとして好適に用いられる。その理由は、インクジェット印刷用の金属インクには、ノズルでつまらない特性が要求されるところ、上述の易解砕性の銅粉は、ノズルで詰まりにくいためである。これは、易解砕性の銅粉が分散性に優れ、二次粒子を形成しづらいことに起因する。
[Copper powder paste]
In a preferred embodiment, the easily crushable copper powder of the present invention can be suitably used as a copper powder paste containing this copper powder. The copper powder paste can be prepared, for example, by kneading easily crushable copper powder with a binder resin and an organic solvent. and/or antifoaming agents may be added. The easily crushable copper powder of the present invention is sufficiently crushed by simple means, and the primary particles repel each other, so the risk of subsequent reaggregation is reduced. , becomes highly dispersed in the paste. Therefore, the copper powder paste according to the present invention has a smooth surface on the electrode obtained by printing and firing the paste, and the risk of disconnection of the wiring is reduced.
Such a copper powder paste is suitably used as a metal ink for inkjet printing. The reason for this is that metal inks for inkjet printing are required to have properties that do not clog nozzles, and the above-mentioned easily crushable copper powder is less likely to clog nozzles. This is because the readily crushable copper powder has excellent dispersibility and is less likely to form secondary particles.

好適な実施の態様において、ペーストに使用されるバインダー樹脂としては、例えばセルロース系樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール、ケトン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンをあげることができる。銅粉ペースト中のバインダー樹脂は、銅粉の質量に対して例えば0.1~10%の比率となるように含有させることができる。好適な実施の態様において、有機溶剤としては、アルコール溶剤(例えばテルピネオール、ジヒドロテルピネオール、イソプロピルアルコール、ブチルカルビトール、テルピネルオキシエタノール、ジヒドロテルピネルオキシエタノールからなる群から選択された1種以上)、グリコールエーテル溶剤(例えばブチルカルビトール)、アセテート溶剤(例えば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、ジヒドロカルビトールアセテート、カルビトールアセテート、リナリールアセテート、ターピニルアセテートからなる群から選択された1種以上)、ケトン溶剤(例えばメチルエチルケトン)、炭化水素溶剤(例えばトルエン、シクロヘキサンからなる群から選択された1種以上)、セロソルブ類(例えばエチルセロソルブ、ブチルセロソルブからなる群から選択された1種以上)、ジエチルフタレート、またはプロピネオート系溶剤(例えばジヒドロターピニルプロピネオート、ジヒドロカルビルプロピネオート、イソボニルプロピネオートからなる群から選択された1種以上)をあげることができる。好適な実施の態様において、ガラスフリットとしては、例えば直径が0.1~10μm、好ましくは0.1~5.0μmの範囲のガラスフリットを使用することができる。好適な実施の態様において、分散剤としては、例えばオレイン酸、ステアリン酸及びオレイルアミンをあげることができる。好適な実施の態様において、消泡剤としては、例えば有機変性ポリシロキサン、ポリアクリレートをあげることができる。好適な実施の態様において、銅粉ペースト中には、銅粉ペーストの質量に対して、銅粉の質量比率を30~90%とし、ガラスフリットの質量比率を0~5%とし、バインダー樹脂の質量比率を上記の通りにし、残部を有機溶剤、分散剤等として含有させることができる。混練は公知の手段を使用して行うことができる。好適な実施の態様において、易解砕性の銅粉からの銅粉ペーストの調製は、例えば特許文献1(WO2013/125659号)に開示されたペーストの調製にしたがって行うことができる。 In a preferred embodiment, binder resins used in the paste include, for example, cellulose resins, acrylic resins, alkyd resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl acetals, ketone resins, urea resins, melamine resins, polyesters, polyamides, polyurethanes. can give The binder resin in the copper powder paste can be contained at a ratio of, for example, 0.1 to 10% with respect to the mass of the copper powder. In a preferred embodiment, the organic solvent includes an alcohol solvent (eg, one or more selected from the group consisting of terpineol, dihydroterpineol, isopropyl alcohol, butyl carbitol, terpineloxyethanol, and dihydroterpineloxyethanol), One or more selected from the group consisting of glycol ether solvents (e.g. butyl carbitol), acetate solvents (e.g. butyl carbitol acetate, dihydroterpineol acetate, dihydrocarbitol acetate, carbitol acetate, linaryl acetate, terpinyl acetate) ), ketone solvents (e.g. methyl ethyl ketone), hydrocarbon solvents (e.g. one or more selected from the group consisting of toluene and cyclohexane), cellosolves (e.g. one or more selected from the group consisting of ethyl cellosolve and butyl cellosolve), diethyl Phthalate or propineate-based solvents (for example, one or more selected from the group consisting of dihydroterpinylpropineate, dihydrocarbylpropineate, and isobornylpropineate) can be mentioned. In a preferred embodiment, a glass frit having a diameter of, for example, 0.1 to 10 μm, preferably 0.1 to 5.0 μm can be used as the glass frit. In preferred embodiments, dispersants include, for example, oleic acid, stearic acid and oleylamine. In a preferred embodiment, antifoaming agents include, for example, organically modified polysiloxanes and polyacrylates. In a preferred embodiment, the copper powder paste has a copper powder mass ratio of 30 to 90%, a glass frit mass ratio of 0 to 5%, and a binder resin. The mass ratio is set as above, and the balance can be contained as an organic solvent, dispersant, or the like. Kneading can be performed using known means. In a preferred embodiment, a copper powder paste can be prepared from easily crushable copper powder according to the paste preparation disclosed in Patent Document 1 (WO2013/125659), for example.

[焼結体]
好適な実施に態様において、本発明の易解砕性の銅粉を含む銅粉ペーストは、所望によりこれを印刷あるいは塗工した後に、焼結して、焼結体とすることができる。好適な実施に態様において、得られた焼結体は、その表面が滑らかなものとなっている。
[Sintered body]
In a preferred embodiment, the copper powder paste containing the easily crushable copper powder of the present invention can be printed or coated, if desired, and then sintered to form a sintered body. In a preferred embodiment, the sintered body obtained has a smooth surface.

好適な実施の態様において、本発明の易解砕性の銅粉を含む銅粉ペーストを印刷した後に、乾燥した塗膜の表面粗さRaは、例えば0.01~0.4μmの範囲、好ましくは0.01~0.3μmの範囲とすることができる。焼結体の粗さは、実際にはペースト中の銅粉の分散性に加えて印刷条件も影響してくるので、本法では分散性を評価するという意味で乾燥塗膜の粗さを測定した。乾燥塗膜の表面粗さRaは、公知の手段によって測定することができ、具体的には、実施例において後述する手段と条件によって、測定することができる。このような塗膜を焼結して形成された焼結体は、電子回路や電子部品において、電極層、及び導電層等として、好適に使用できるものとなっている。好適な実施に態様において、本発明の易解砕性の銅粉を、焼結して、焼結体とすることができる。 In a preferred embodiment, after printing the copper powder paste containing the easily crushable copper powder of the present invention, the surface roughness Ra of the dried coating film is, for example, in the range of 0.01 to 0.4 μm, preferably can range from 0.01 to 0.3 μm. The roughness of the sintered body is actually affected not only by the dispersibility of the copper powder in the paste, but also by the printing conditions. bottom. The surface roughness Ra of the dry coating film can be measured by known means, and specifically by the means and conditions described later in Examples. A sintered body formed by sintering such a coating film can be suitably used as an electrode layer, a conductive layer, and the like in electronic circuits and electronic parts. In a preferred embodiment, the easily crushable copper powder of the present invention can be sintered to form a sintered body.

好適な実施に態様において、焼結は、公知の条件によって行うことができ、例えば200~1000℃の範囲の温度で、非酸化性雰囲気下において、0.1~10時間の加熱によって、焼結することができる。 In a preferred embodiment, sintering can be performed under known conditions, for example, by heating at a temperature in the range of 200 to 1000° C. in a non-oxidizing atmosphere for 0.1 to 10 hours. can do.

[湿式法によって製造された銅粉]
好適な実施の態様において、pH処理工程に供される銅粉は、湿式法によって製造された銅粉である。湿式法には、いわゆる不均化法といわゆる化学還元法が含まれる。
[Copper powder produced by wet method]
In a preferred embodiment, the copper powder to be subjected to the pH treatment step is copper powder produced by a wet method. Wet methods include so-called disproportionation methods and so-called chemical reduction methods.

好適な実施の態様において、不均化法による銅粉の製造方法として、例えば特許文献2(特許第6297018号)に開示された方法を使用することができる。好適な実施の態様において、不均化法による銅粉の製造方法として、例えば、アラビアゴムの添加剤を含む水性溶媒中に亜酸化銅を添加してスラリーを作製する工程、スラリーに希硫酸を5秒以内に一度に添加して不均化反応を行う工程、を含む製造方法をあげることができる。好適な実施の態様において、上記スラリーは、室温(20~25℃)以下に保持するとともに、同様に室温以下に保持した希硫酸を添加して、不均化反応を行うことができる。好適な実施の態様において、上記スラリーは、7℃以下に保持するとともに、同様に7℃以下に保持した希硫酸を添加して、不均化反応を行うことができる。好適な実施の態様において、希硫酸の添加は、pH2.5以下、好ましくはpH2.0以下、さらに好ましくはpH1.5以下となるように、添加することができる。好適な実施の態様において、スラリーへの希硫酸の添加は、5分以内、好ましくは1分以内、さらに好ましくは30秒以内、さらに好ましくは10秒以内、さらに好ましくは5秒以内となるように、添加することができる。好適な実施の態様において、上記不均化反応は10分間で終了するものとすることができる。好適な実施の態様において、上記スラリー中のアラビアゴムの濃度は、0.229~1.143g/Lとすることができる。上記亜酸化銅としては、公知の方法で使用された亜酸化銅、好ましくは亜酸化銅粒子を使用することができ、この亜酸化銅粒子の粒径等は不均化反応によって生成する銅粉の粒子の粒径等とは直接に関係がないので、粗粒の亜酸化銅粒子を使用することができる。この不均化反応の原理は次のようなものである:
Cu2O+H2SO4 → Cu↓+CuSO4+H2
In a preferred embodiment, for example, the method disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent No. 6297018) can be used as a method for producing copper powder by a disproportionation method. In a preferred embodiment, the method for producing copper powder by a disproportionation method includes, for example, a step of adding cuprous oxide to an aqueous solvent containing an additive of gum arabic to prepare a slurry, adding dilute sulfuric acid to the slurry, and adding dilute sulfuric acid to the slurry. A production method including a step of performing a disproportionation reaction by adding them all at once within 5 seconds can be mentioned. In a preferred embodiment, the slurry is maintained at room temperature (20 to 25° C.) or lower, and dilute sulfuric acid similarly maintained at room temperature or lower is added to carry out the disproportionation reaction. In a preferred embodiment, the slurry is maintained at 7° C. or lower, and dilute sulfuric acid similarly maintained at 7° C. or lower is added to carry out the disproportionation reaction. In a preferred embodiment, dilute sulfuric acid can be added so that the pH is 2.5 or less, preferably 2.0 or less, and more preferably 1.5 or less. In a preferred embodiment, the dilute sulfuric acid is added to the slurry within 5 minutes, preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds, more preferably within 10 seconds, and more preferably within 5 seconds. , can be added. In a preferred embodiment, the disproportionation reaction can be completed in 10 minutes. In a preferred embodiment, the concentration of gum arabic in the slurry can be 0.229-1.143 g/L. As the cuprous oxide, cuprous oxide used by a known method, preferably cuprous oxide particles can be used. Coarse cuprous oxide particles can be used because they are not directly related to the particle size of the particles. The principle of this disproportionation reaction is as follows:
Cu2O + H2SO4→Cu↓+ CuSO4 + H2O

このようにして得られた銅粉は、洗浄した後に、スラリーの形態で、上記pH処理工程に供してもよく、いったん乾燥した銅粉の形態とした後に、上記pH処理工程に供してもよい。 The copper powder thus obtained may be subjected to the pH treatment step in the form of a slurry after being washed, or may be subjected to the pH treatment step after being dried once in the form of copper powder. .

好適な実施の態様において、化学還元法による銅粉の製造方法として、例えば特許文献3(特許第4164009号)に開示された方法を使用することができる。好適な実施の態様において、化学還元法による銅粉の製造方法として、例えば、アラビアゴム2gを2900mLの純水に添加した後、硫酸銅125gを添加し撹拌しながら、80%ヒドラジン一水和物を360mL添加して、ヒドラジン一水和物の添加後~3時間かけて室温から60℃に昇温し、更に3時間かけて酸化銅を反応させて、反応終了後、得られたスラリーをヌッチェでろ過し、次いで純水及びメタノールで洗浄し、更に乾燥させて銅粉を得ることができる。このように得られた乾燥した銅粉を、上記pH処理工程に供してもよく、スラリーの形態のままで、上記pH処理工程に供してもよい。 In a preferred embodiment, for example, the method disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 4164009) can be used as a method for producing copper powder by chemical reduction. In a preferred embodiment, as a method for producing copper powder by a chemical reduction method, for example, after adding 2 g of gum arabic to 2900 mL of pure water, 125 g of copper sulfate is added and stirred while adding 80% hydrazine monohydrate. is added, the temperature is raised from room temperature to 60 ° C. over 3 hours after the addition of hydrazine monohydrate, copper oxide is reacted over 3 hours, and after the reaction is completed, the resulting slurry is and then washed with pure water and methanol and dried to obtain copper powder. The dried copper powder thus obtained may be subjected to the above pH treatment step, or may be subjected to the above pH treatment step in the form of a slurry.

[好適な実施の態様]
本発明は次の(1)以下の実施態様を含む。
(1)
湿式法によって製造された銅粉であって、ゼータ電位の絶対値が20mV以上である、銅粉。
(2)
BET比表面積が2m2-1以上である、(1)に記載の銅粉。
(3)
炭素付着量が0.1~0.6%の範囲にある、(1)~(2)のいずれかに記載の銅粉。
(4)
TMA1%収縮温度が200~500℃の範囲にある、(1)~(3)のいずれかに記載の銅粉。
(5)
タップ密度が3gcm-3未満である、(1)~(4)のいずれかに記載の銅粉。
(6)
銅粉が易解砕性銅粉である、(1)~(5)のいずれかに記載の銅粉。
(7)
銅粉が積層造形用銅粉である、(1)~(6)のいずれかに記載の銅粉。
(8)
(1)~(7)のいずれかに記載の銅粉を含む、銅粉ペースト。
(9)
銅粉ペーストがインクジェット印刷用インクである、(8)に記載の銅粉ペースト。
(10)
(1)~(7)のいずれかに記載の銅粉、又は(8)~(9)のいずれかに記載の銅粉ペーストが焼結されてなる、焼結体。
(11)
湿式法によって製造された銅粉を、pH8~14のアルカリ水溶液、又はpH0~4の酸水溶液と接触させる、pH処理工程、
を含む、銅粉に易解砕性を付与する方法。
(12)
湿式法によって製造された銅粉を、pH8~14のアルカリ水溶液、又はpH0~4の酸水溶液と接触させる、pH処理工程、
を含む、易解砕性銅粉の製造方法。
[Preferred embodiment]
The present invention includes the following (1) embodiments.
(1)
A copper powder produced by a wet method and having a zeta potential absolute value of 20 mV or more.
(2)
The copper powder according to (1), which has a BET specific surface area of 2 m 2 g −1 or more.
(3)
The copper powder according to any one of (1) to (2), having a carbon deposition amount in the range of 0.1 to 0.6%.
(4)
The copper powder according to any one of (1) to (3), having a TMA 1% shrinkage temperature in the range of 200 to 500°C.
(5)
The copper powder according to any one of (1) to (4), which has a tap density of less than 3 gcm -3 .
(6)
The copper powder according to any one of (1) to (5), which is an easily crushable copper powder.
(7)
The copper powder according to any one of (1) to (6), which is a copper powder for additive manufacturing.
(8)
A copper powder paste containing the copper powder according to any one of (1) to (7).
(9)
The copper powder paste according to (8), wherein the copper powder paste is ink for inkjet printing.
(10)
A sintered body obtained by sintering the copper powder according to any one of (1) to (7) or the copper powder paste according to any one of (8) to (9).
(11)
A pH treatment step of contacting the copper powder produced by the wet method with an alkaline aqueous solution of pH 8 to 14 or an acid aqueous solution of pH 0 to 4,
A method for imparting easy crushability to copper powder.
(12)
A pH treatment step of contacting the copper powder produced by the wet method with an alkaline aqueous solution of pH 8 to 14 or an acid aqueous solution of pH 0 to 4,
A method for producing an easily crushable copper powder, comprising:

したがって、本発明は、セラミック積層体に設けられた外部電極、セラミック積層体に外部電極が設けられてなる積層セラミック製品を含み、積層セラミックコンデンサ、及び積層セラミックインダクタを含む。 Accordingly, the present invention includes external electrodes provided on a ceramic laminate, laminated ceramic products in which external electrodes are provided on a ceramic laminate, laminated ceramic capacitors, and laminated ceramic inductors.

以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
[不均化法による銅粉の製造 (製粉法A)]
亜酸化銅1kg、アラビアゴム4g、純水7Lからなるスラリーに、25vol%の希硫酸2.5Lを瞬間的に添加し、500rpmで10分間撹拌した。この操作で得られた銅粉が十分に沈降した後に上澄み液を取り除き、純水を7L加え500rpm、10分間撹拌した。上澄み液中のCu2+由来のCu濃度が1g/Lを下回るまでこの操作を繰り返した。その後、デカンテーションして、不均化法による銅粉のスラリーを得た。不均化法による銅粉を表1の製法として「A」と記載する。
[Example 1]
[Production of copper powder by disproportionation method (milling method A)]
2.5 L of 25 vol % dilute sulfuric acid was instantaneously added to a slurry consisting of 1 kg of cuprous oxide, 4 g of gum arabic, and 7 L of pure water, and stirred at 500 rpm for 10 minutes. After the copper powder obtained by this operation settled sufficiently, the supernatant was removed, 7 L of pure water was added, and the mixture was stirred at 500 rpm for 10 minutes. This operation was repeated until the concentration of Cu derived from Cu 2+ in the supernatant fell below 1 g/L. After that, decantation was performed to obtain a copper powder slurry by a disproportionation method. The copper powder produced by the disproportionation method is described as "A" as the production method in Table 1.

[pH処理]
デカンテーションして得られた上澄み液を取り除き、沈降していた銅粉のスラリー500g(湿質量)を、pH8へ調製したアンモニア水1L中に投入して、攪拌した。攪拌は、25℃で1時間行った。その後、吸引ろ過によって固液分離して、pH処理された銅粉のケーキを得た。得られたケーキを、ろ過後の純水のpHが8を下回ることを目安として純水によって洗浄した。
[pH treatment]
The supernatant liquid obtained by decantation was removed, and 500 g (wet mass) of the precipitated copper powder slurry was poured into 1 L of ammonia water adjusted to pH 8 and stirred. Stirring was carried out at 25° C. for 1 hour. Thereafter, solid-liquid separation was performed by suction filtration to obtain a pH-treated copper powder cake. The resulting cake was washed with pure water when the pH of the pure water after filtration was below 8 as a guideline.

[乾燥と解砕]
洗浄後の銅粉のケーキを、100℃で窒素雰囲気下で乾燥して、pH処理された銅粉の乾燥ケーキを得た。
得られた乾燥ケーキを、乳棒と乳鉢によって粗解砕した。このようにして、実施例1による銅粉を得た。
[Drying and crushing]
The washed copper powder cake was dried at 100° C. under a nitrogen atmosphere to obtain a pH-treated copper powder dry cake.
The resulting dry cake was coarsely crushed with a pestle and mortar. Thus, a copper powder according to Example 1 was obtained.

[タップ密度]
実施例1による銅粉に対して、次の条件でタップ密度を測定した。
ホソカワミクロン(株)パウダテスタPT-Xを使って測定した。10ccのカップにガイドを取り付けて粉体を入れ、1000回タップさせて、ガイドを外して、10ccの容積を上回っている部分を摺り切り、容器に入っている粉体の重量を測定し、タップ密度(固めかさ密度)を求めた。
[Tap density]
The tap density of the copper powder according to Example 1 was measured under the following conditions.
It was measured using Hosokawa Micron Corporation Powder Tester PT-X. Attach a guide to a 10 cc cup and put the powder in it, tap it 1000 times, remove the guide, scrape off the part exceeding the 10 cc volume, measure the weight of the powder in the container, tap Density (firm bulk density) was determined.

[BET比表面積]
実施例1による銅粉に対して、マイクロトラック・ベル社のBELSORP-miniIIを使い、真空中で200℃、5時間加熱する前処理後にBET比表面積を測定した。
[BET specific surface area]
The BET specific surface area of the copper powder according to Example 1 was measured after pretreatment by heating in vacuum at 200° C. for 5 hours using BELSORP-miniII manufactured by Microtrac Bell.

[炭素付着量]
実施例1による銅粉に対して、LECO社のCS600を使って燃焼法による炭素付着量を測定した。
[Carbon deposit]
For the copper powder of Example 1, the carbon deposition amount was measured by a combustion method using LECO's CS600.

[TMA1%収縮温度]
実施例1による銅粉に対して、次の条件でTMA1%収縮温度を測定した。
ネッチ・ジャパン(株)製のTMA4000を使って測定した。その条件は、以下とした:
圧粉体密度:4.7g/cm3
測定雰囲気:窒素
昇温速度:5℃/min
荷重:10mN
[TMA 1% shrinkage temperature]
The TMA 1% shrinkage temperature of the copper powder according to Example 1 was measured under the following conditions.
It was measured using a TMA4000 manufactured by Netch Japan Co., Ltd. The conditions were:
Green compact density: 4.7 g/cm 3
Measurement atmosphere: Nitrogen Heating rate: 5°C/min
Load: 10mN

[ゼータ電位]
実施例1による銅粉に対して、pH7の条件で、次のようにゼータ電位を測定した。
マルバーンパナリティカルのゼータサイザーナノZSを用いて、粉体のゼータ電位を測定した。より具体的には、50mLの試料瓶に約50mgのサンプルを採取し、全量が50gとなるように0.1wt%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を注入し、3分間超音波照射した。その際、超音波照射装置として、アズワン製のUS-4Rを用い、出力を180W、周波数を40kHzに設定した。その後、900μLの0.1%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液で100μLの上記分散液を希釈し、マイクロピペットで900μLを測定セルに注入した。液温は25℃に調整した。
[Zeta potential]
The zeta potential of the copper powder according to Example 1 was measured at pH 7 as follows.
The zeta potential of the powder was measured using a Zetasizer Nano ZS from Malvern Panalytical. More specifically, about 50 mg of a sample was collected in a 50 mL sample bottle, a 0.1 wt % sodium hexametaphosphate aqueous solution was injected so that the total amount was 50 g, and ultrasonic waves were applied for 3 minutes. At that time, US-4R manufactured by AS ONE was used as an ultrasonic irradiation device, and the output was set to 180 W and the frequency was set to 40 kHz. After that, 100 μL of the above dispersion was diluted with 900 μL of 0.1% sodium hexametaphosphate aqueous solution, and 900 μL of the diluted solution was injected into the measurement cell with a micropipette. The liquid temperature was adjusted to 25°C.

[塗膜の表面粗さRa]
あらかじめターピネオールとエチルセルロースを自転公転ミキサー、および3本ロールに通して十分に混練したビークルと、オレイン酸、および実施例1の銅粉の比率が銅粉:エチルセルロース:オレイン酸:ターピネオール=80:2.3:1.6:16.1(重量比)となるように混合し、自転公転ミキサーで予備混練した後、3本ロールに通し(仕上げロールギャップ5μm)、自転公転ミキサーを使って脱泡した。得られたペーストを25μmギャップのアプリケーターを使ってスライドガラス上に塗膜し、120℃、10分で乾燥させた。得られた塗膜の塗工方向のRaをJIS B 0601-2001に従って触針式粗さ計で計測し、5点平均で算出した。
[Surface roughness of coating film Ra]
A vehicle obtained by passing terpineol and ethyl cellulose through a rotation-revolution mixer and three rolls and sufficiently kneading them in advance, oleic acid, and the copper powder of Example 1 were mixed in a ratio of copper powder:ethyl cellulose:oleic acid:terpineol=80:2. The mixture was mixed so as to have a weight ratio of 3:1.6:16.1, preliminarily kneaded with a rotation/revolution mixer, passed through three rolls (finishing roll gap: 5 μm), and defoamed using a rotation/revolution mixer. . The resulting paste was applied onto a slide glass using an applicator with a 25 μm gap and dried at 120° C. for 10 minutes. The Ra of the coating film obtained in the coating direction was measured with a stylus type roughness meter according to JIS B 0601-2001, and the average of 5 points was calculated.

[結果]
実施例1の銅粉に対して上記測定した結果を、表1にまとめて示す。
[result]
Table 1 summarizes the results of the above measurements for the copper powder of Example 1.

[実施例2~6]
[不均化法による銅粉の製造 (製粉法A)]
実施例1と同様にして、不均化法による銅粉のスラリーを得た。
[Examples 2 to 6]
[Production of copper powder by disproportionation method (milling method A)]
In the same manner as in Example 1, a copper powder slurry was obtained by a disproportionation method.

[pH処理]
処理に用いたアンモニア水のpHを、実施例1とは変更するか(実施例2~4)、あるいはアンモニア水に代えてpH1へ調製した希硫酸(実施例5)又はpH13へ調製した水酸化カリウム水溶液で1時間撹拌後、吸引ろ過で固液分離を行い、pH1の希硫酸5Lで回収ケーキをろ過し、さらにろ液のpHが5を上回るまでケーキを純水で洗浄した(実施例6)ことを除いて、実施例1と同様にして、pH処理を行って、pH処理された銅粉のスラリーを得た。
その後、吸引ろ過によって固液分離して、pH処理された銅粉のケーキを得た。得られたケーキを、ろ過後の純水のpHが5を上回ることを目安として純水によって洗浄した。
ただし、実施例6については、得られたケーキの洗浄を純水に代えて、銅粉100gに対してpH1の希硫酸1250mLを使用して、吸引ろ過によってケーキ洗浄した。
実施例2~6において用いたpHの値を、それぞれ表1にまとめて示す。なお、pH調製は、アンモニア及び希硫酸を適宜添加して行った。また、pH処理の処理方法について、さらに表2にまとめて示す。
[pH treatment]
The pH of the ammonia water used for the treatment was changed from that in Example 1 (Examples 2 to 4), or instead of the ammonia water, dilute sulfuric acid adjusted to pH 1 (Example 5) or hydroxylation adjusted to pH 13 After stirring with an aqueous potassium solution for 1 hour, solid-liquid separation was performed by suction filtration, the collected cake was filtered with 5 L of diluted sulfuric acid having a pH of 1, and the cake was washed with pure water until the pH of the filtrate exceeded 5 (Example 6). ), the pH treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a slurry of pH-treated copper powder.
Thereafter, solid-liquid separation was performed by suction filtration to obtain a pH-treated copper powder cake. The cake thus obtained was washed with pure water when the pH of the pure water after filtration exceeded 5 as a guideline.
However, in Example 6, instead of washing the obtained cake with pure water, the cake was washed by suction filtration using 1250 mL of pH 1 dilute sulfuric acid per 100 g of copper powder.
The pH values used in Examples 2-6 are summarized in Table 1, respectively. Incidentally, the pH was adjusted by appropriately adding ammonia and dilute sulfuric acid. Further, Table 2 summarizes the treatment method of the pH treatment.

[乾燥と解砕]
銅粉のケーキを、実施例1と同様に処理して、乾燥ケーキを得て、これを粗粉砕して、実施例2~6の銅粉を得た。
[Drying and crushing]
The copper powder cake was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a dry cake, which was coarsely pulverized to obtain copper powders of Examples 2-6.

[測定と結果]
実施例2~6の銅粉に対して、実施例1と同様にして、測定した結果を、表1にまとめて示す。
[Measurements and results]
The copper powders of Examples 2 to 6 were measured in the same manner as in Example 1, and Table 1 summarizes the results.

[実施例7]
[還元法による銅粉の製造 (製粉法B)]
特許文献3(特許第4164009号)に従い、化学還元法によって銅粉を得た。すなわち、アラビアゴム2gを2900mLの純水に添加した後、硫酸銅125gを添加し撹拌しながら、80%ヒドラジン一水和物を360mL添加した。ヒドラジン一水和物の添加後~3時間かけて室温から60℃に昇温し、更に3時間かけて酸化銅を反応させた。反応終了後、得られたスラリーをヌッチェでろ過し、ろ液のpHが7台になるまで純水ろ過を繰り返し、銅粉スラリーを得た。このようにして、還元法による銅粉のスラリーを得た。還元法による銅粉を表1の製法として「B」と記載する。
[Example 7]
[Production of copper powder by reduction method (milling method B)]
Copper powder was obtained by a chemical reduction method according to Patent Document 3 (Patent No. 4164009). That is, after adding 2 g of gum arabic to 2900 mL of pure water, 125 g of copper sulfate was added and 360 mL of 80% hydrazine monohydrate was added while stirring. After adding hydrazine monohydrate, the temperature was raised from room temperature to 60° C. over 3 hours, and copper oxide was allowed to react over 3 hours. After completion of the reaction, the resulting slurry was filtered with a Nutsche, and pure water filtration was repeated until the pH of the filtrate reached the level of 7 to obtain a copper powder slurry. Thus, a copper powder slurry was obtained by the reduction method. The copper powder produced by the reduction method is described as "B" as the production method in Table 1.

[pH処理]
得られた銅粉のスラリーに対して、処理に用いたアンモニア水のpHを、実施例1とは変更したことを除いて、実施例1と同様にして、pH処理を行って、pH処理された銅粉のケーキを得た。得られたケーキを、実施例1と同様にして、純水によって洗浄した。実施例7において用いたpHの値を、表1に示す。
[pH treatment]
The obtained copper powder slurry was subjected to pH treatment in the same manner as in Example 1, except that the pH of the aqueous ammonia used for the treatment was changed from that in Example 1. A cake of copper powder was obtained. The resulting cake was washed with pure water in the same manner as in Example 1. The pH values used in Example 7 are shown in Table 1.

[乾燥と解砕]
銅粉のケーキを、実施例1と同様に処理して、乾燥ケーキを得て、これを粗粉砕して、実施例7の銅粉を得た。
[Drying and crushing]
The copper powder cake was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a dry cake, which was coarsely pulverized to obtain the copper powder of Example 7.

[測定と結果]
実施例7の銅粉に対して、実施例1と同様にして、測定した結果を、表1に示す。
[Measurements and results]
The copper powder of Example 7 was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

[実施例8~9]
[還元法による銅粉の製造 (製粉法B)]
実施例7と同様にして、還元法による銅粉のスラリーを得た。
[Examples 8-9]
[Production of copper powder by reduction method (milling method B)]
In the same manner as in Example 7, a copper powder slurry was obtained by a reduction method.

[pH処理]
アンモニア水に代えてpH3又はpH1へ調製した希硫酸(実施例8~9)を使用したことを除いて、実施例1と同様にして、pH処理を行って、pH処理された銅粉のケーキを得た。得られたケーキを、ろ液のpHが5を上回るまで純水で洗浄した。実施例8~9において用いたpHの値を、それぞれ表1にまとめて示す。
[pH treatment]
pH treatment was performed in the same manner as in Example 1, except that dilute sulfuric acid adjusted to pH 3 or pH 1 (Examples 8 to 9) was used instead of aqueous ammonia to obtain a pH-treated copper powder cake. got The resulting cake was washed with pure water until the pH of the filtrate exceeded 5. The pH values used in Examples 8-9 are summarized in Table 1, respectively.

[乾燥と解砕]
pH処理された銅粉のスラリーを、実施例1と同様にして、乾燥ケーキを得て、これを粗粉砕して、実施例8~9の銅粉を得た。
[Drying and crushing]
A dry cake was obtained from the pH-treated copper powder slurry in the same manner as in Example 1, and this was coarsely pulverized to obtain copper powders of Examples 8 and 9.

[測定と結果]
実施例8~9の銅粉に対して、実施例1と同様にして、測定した結果を、表1にまとめて示す。
[Measurements and results]
The copper powders of Examples 8 and 9 were measured in the same manner as in Example 1, and Table 1 summarizes the results.

[比較例1]
[不均化法による銅粉の製造 (製粉法A)]
実施例1と同様にして、不均化法による銅粉のスラリーを得た。
[Comparative Example 1]
[Production of copper powder by disproportionation method (milling method A)]
In the same manner as in Example 1, a copper powder slurry was obtained by a disproportionation method.

[乾燥と解砕]
銅粉のスラリーに対して、pH処理を行うことなく、実施例1と同様にして、乾燥ケーキを得て、これを粗粉砕して、比較例1の銅粉を得た。
比較例1の銅粉に対して、実施例1と同様にして、測定した結果を、表1にまとめて示す。
[Drying and crushing]
A dry cake was obtained in the same manner as in Example 1 without performing a pH treatment on the copper powder slurry, which was coarsely pulverized to obtain a copper powder of Comparative Example 1.
The copper powder of Comparative Example 1 was measured in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.

[比較例2]
[還元法による銅粉の製造 (製粉法B)]
実施例7と同様にして、還元法による銅粉のスラリーを得た。
[Comparative Example 2]
[Production of copper powder by reduction method (milling method B)]
In the same manner as in Example 7, a copper powder slurry was obtained by a reduction method.

[乾燥と解砕]
銅粉のスラリーに対して、pH処理を行うことなく、実施例1と同様にして、乾燥ケーキを得て、これを粗粉砕して、比較例2の銅粉を得た。
比較例2の銅粉に対して、実施例1と同様にして、測定した結果を、表1にまとめて示す。
[Drying and crushing]
A dry cake was obtained in the same manner as in Example 1 without performing a pH treatment on the slurry of the copper powder, and this was coarsely pulverized to obtain the copper powder of Comparative Example 2.
The copper powder of Comparative Example 2 was measured in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.

Figure 0007208842000001
Figure 0007208842000001

Figure 0007208842000002
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[粘度測定試験]
実施例3と比較例1の銅粉を用いて、実施例1と同様にしてペーストを作製した。得られたペーストの粘度を、E型粘度計MCR102を使って測定した(2°のコーンプレート、25℃、せん断速度範囲0.01~1000s-1)。この結果を図1に示す。図1に示すように、0.2s-1以下の低せん断速度領域では実施例3の銅粉を使ったペーストの粘度が高く、10s-1を超えるせん断速度領域では実施例3の銅粉を使ったペーストの方が粘度が低い。このように、本発明による銅粉のペーストは、低せん断速度領域の挙動から形状保持性、高せん断速度領域の挙動から印刷性に優れたものとなっていた。
[Viscosity measurement test]
A paste was prepared in the same manner as in Example 1 using the copper powders of Example 3 and Comparative Example 1. The viscosity of the resulting paste was measured using an E-type viscometer MCR102 (2° cone plate, 25° C., shear rate range 0.01-1000 s −1 ). The results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, the viscosity of the paste using the copper powder of Example 3 is high in the low shear rate range of 0.2 s -1 or less, and the copper powder of Example 3 is used in the shear rate range of over 10 s -1 . The paste used is less viscous. Thus, the copper powder paste according to the present invention was excellent in shape retention from the behavior in the low shear rate region and excellent in printability from the behavior in the high shear rate region.

本発明は、易解砕性の銅粉を提供する。本発明は産業上有用な発明である。 The present invention provides an easily crushable copper powder. The present invention is an industrially useful invention.

Claims (9)

ゼータ電位の絶対値が20mV以上であり、
タップ密度が3gcm -3 未満である、銅粉。
The absolute value of the zeta potential is 20 mV or more ,
A copper powder having a tapped density of less than 3 gcm −3 .
BET比表面積が2m2-1以上である、請求項1に記載の銅粉。 The copper powder according to claim 1, which has a BET specific surface area of 2 m 2 g -1 or more. 炭素付着量が0.1~0.6%の範囲にある、請求項1~2のいずれかに記載の銅粉。 The copper powder according to any one of claims 1 and 2, having a carbon deposition amount in the range of 0.1 to 0.6%. TMA1%収縮温度が200~500℃の範囲にある、請求項1~3のいずれかに記載の銅粉。 The copper powder according to any one of claims 1 to 3, having a TMA 1% shrinkage temperature in the range of 200 to 500°C. 銅粉が易解砕性銅粉である、請求項1~4のいずれかに記載の銅粉。 The copper powder according to any one of claims 1 to 4 , which is an easily crushable copper powder. 銅粉が積層造形用銅粉である、請求項1~5のいずれかに記載の銅粉。 The copper powder according to any one of claims 1 to 5 , which is a copper powder for additive manufacturing. 請求項1~6のいずれかに記載の銅粉を含む、銅粉ペースト。 A copper powder paste containing the copper powder according to any one of claims 1 to 6 . 銅粉ペーストがインクジェット印刷用インクである、請求項7に記載の銅粉ペースト。 The copper powder paste according to claim 7 , wherein the copper powder paste is ink for inkjet printing. 請求項1~7のいずれかに記載の銅粉、又は請求項7~8のいずれかに記載の銅粉ペーストが焼結されてなる、焼結体。 A sintered body obtained by sintering the copper powder according to any one of claims 1 to 7 or the copper powder paste according to any one of claims 7 to 8 .
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