JPH032302A - 高純度微細銅粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、安価で不純物および酸化膜が極めて少ない、
平均粒径５μｍ以下の高純度微細銅粉の製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術とその問題点〕

近年の電子工業技術のめざましい発展から、導電ペース
ト用金属粉、或いは射出成形用金属粉等において、その
特性向上のために平均粒径５μ−以下で不純物および酸
化膜の少ない銅粉末が要求されている。

このような金属粉末を機械粉砕法および分級操作をいっ
さい用いずに製造する方法として塩！！温溶液還元法が
ある。これは２周知のように、金属塩および金属錯体水
溶液中に還元剤を入れ、液中の金属イオンを還元して金
属粉末として析出させるものである。この場合、還元剤
は無機還元剤。

有機還元剤、金属粉末など多種多様であり、還元剤によ
って粉末の分散状態１粒度分布、不純物の種類などが変
化して（る。

例えば、この還元剤として１次亜リン酸化合物（例えば
特開昭６３−１８６８１０号公報）、水素化はう素化合
物（特開昭６３−１８６８１２号公報および特開昭５８
２２４１０３号公報等）、ヒドラジン化合物（特開昭６
３−１８６８０７号公報１　同６２−９９４０６号公報
、同５９−１６３０３号公報、同５９−１２７２３号公
報等）、ホルマリン、ジメチルアミンボランなどが知ら
れている。

しかし、このような還元剤を用いて製造した金属粉末中
には、未反応還元剤または該還元剤中に含まれている元
素が不純物として混入してしまうという問題があった。

一方、金属塩類溶液の還元法によって銀、金。

白金、パラジウムなどの貴金属粉末も製造されているが
、この場合にも同様に不純物除去が一つの問題とされて
いる。

発明者らは、すでに鉄粉を還元剤として、金属のイオン
化傾向を利用した粒状微細金属粉末の製造法を特願昭６
２−２９３１４４号で堤案した。この場合には、極めて
微細且つ比表面積の大きな還元鉄粉を使用することによ
って９鉄が析出金属粉中に混入することは実質上防止で
きるが、鉄粉の粒径が大きいと析出金属粉中に鉄が不純
物として混入しやすくなる。

本発明は上記の問題点を解決せんがためになされたもの
であり６安価で不純物および酸化膜の極めて少ない微細
金属粉、特に銅粉の製造方法を提供せんとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の問題点を解決せんとする本発明の要旨とするとこ
ろは、その一つは、塩化銅の水溶液に。

鉄、アルミニウム、亜鉛および錫からなる群から選ばれ
た金属の粉末を加えて撹拌し、該金属粉末による銅粉末
の置換析出反応が実質上終了したあと５銅粉末が懸濁す
る反応後液に塩酸を添加してさらに撹拌し、得られた懸
濁液から液と銅粉末を分離することを特徴とする高純度
微細銅粉の製造方法であり、今一つは、硫酸銅の水溶液
に、鉄。

アルミニウム、亜鉛および錫からなる群から選ばれた金
属の粉末を加えて撹拌し、該金属粉末による銅粉末の置
換析出反応が実質上終了したあと。

銅粉末が懸濁する反応後液に硫酸を添加してさらに撹拌
し、得られた懸濁液から液と銅粉末を分離することを特
徴とする高純度微細銅粉の製造方法にある。

〔作用〕

本発明法によると、Ｗｌ、換析出反応が実質的に終了し
たあとでもなお不可避的に残存することがある還元剤金
属の極微粒子による生成銅粉の純度低下を防止できる。

これは、銅は塩酸および硫酸に対してほとんど不溶であ
るのに対して、鉄、アルミニウム、亜鉛、錫は該無機酸
に非常に良く溶解することによる。さらに溶液中の銅イ
オンの還元反応の際、イオン化ポテンシャルエネルギー
の差による反応熱によって銅粉末の表面に酸化膜が生成
しやすくなるが、該無機酸を加えることによりこの表面
の酸化膜を除去することができる。従ってこの点でも高
純度な銅粉末が得られる。

また１ｗ４粉末中に含まれてくる残留還元剤の量は該還
元剤粉末の粒径が大きいほど多くなる傾向にあるが、無
機酸の添加量をそれに見合って調整することによって、
固体で残留する還元剤の量を必要十分な無機酸量で殆ん
ど皆無とすることができる。さらに１反応後液は還元剤
として使用した金属の塩酸塩か、または硫酸塩となり、
無機酸の回収による再利用が容易になるばかりでなく、
廃液処理が簡単になる。従って安価な塩酸または硫酸の
使用で且つ簡易な操作で不純物が少なく且つ酸化度の低
い高純度の銅粉末が経済的に製造できる。

〔実施例！〕

平均粒径０．５〜６．０μ５（７）鉄粉１０．１ｋｇと
水１０ｍ２を一井三池化工機製のアトライタに入れて１
時間分散処理を行ない、鉄粉−水のスラリーを得た。プ
ロペラ撹拌機付きの反応槽に濃度が１．５ｍｏｌ／ｆの
塩化第二銅水溶液１２Ｏｆ　（ＣｕＣ１ｚ　・２ＨｚＯ
を２５６ｇ／ｌ含有）を入れ、この水溶液を強力に撹拌
しつつ前記のスラリーを一挙に添加し、添加後１５分間
撹拌を保持して銅粉末を置換析出させた。この銅粉末が
？Ａ濁する液に濃塩酸６Ｎを該反応槽内で加えさらに１
５分間撹拌した０次に、該懸濁液の母液洗浄をするため
に１反応後液のが別と銅粉末の濃縮および水による希釈
分散を繰り返し、最終的に液中の鉄塩濃度が０．１ｇ／
ｊ！以下の銅粉末−水スラリーとした、得られたスラリ
ーを脱水機にて脱水したあと、その脱水ケーキを真空乾
燥機で乾燥して平均粒径０．９μ■、鉄分０．０００１
％以下、純度９９．９％以上の微細銅粉を得た。

〔比較例１〕 濃塩酸を添加しなかった以外は実施例１を繰り返した。

すなわち、平均粒径０．５〜６．０μ−の鉄粉１０．１
ｋｇと水１０ｆｆｉを三井三池化工機製のアトライタに
入れて１時間分散処理を行ない、鉄粉−水のスラリーを
得た。プロペラ撹拌機付きの反応槽に濃度が１．５ｍｏ
ｌ／　１の塩化第二銅水溶液１２０　ｊ！　（ＣｕＣ１
＝・２Ｈ，Ｏを２５６ｇ／　ｌ含有）を入れ、この水溶
液を強力に撹拌しつつ前記のスラリーを一挙に添加し。

添加後１５分間撹拌を保持して銅粉末を置換析出させた
。そして、直ちに反応復液の炉別と銅粉末の濃縮および
水による希釈分散を繰り返し、最終的に液中の鉄塩濃度
が０．１ｇ／ｊ！以下の銅粉末−水スラリーとした。得
られたスラリーを脱水機にて脱水したあと、その脱水ケ
ーキを真空乾燥機で乾燥した。この場合には、平均粒径
１．ｌｌＩｍ＋　鉄分２．９２％、純度９７．０％以上
の微細銅粉となり、実施例１に比べて鉄分が多く、純度
が低下した。

〔実施例２〕 塩化第二銅水溶液に代えて、濃度が１．５＋ｍｏｌ／ｊ
！の硫酸第二銅水溶液１２０　Ｎ　（ＣｕＳＯａ　・５
ＨｔＯを３７５ｇ／２含有）を用いた以外は実施例１と
同じ処理条件で銅粉末を置換析出させた。この置換析出
処理後。

反応槽内の銅粉末が懸濁する液に、ＷＡ硫酸１．５２を
水で３ｊ！に希釈したうえ添加してさらに１５分間撹拌
した０次に、該懸濁液の母液洗浄をするために９反応後
液のが別と銅粉末の濃縮および水による希釈分散を繰り
返し、最終的に液中の鉄塩濃度が０．１ｇ／、ｊ！以下
の銅粉末−水スラリーとした、得られたスラリーを脱水
機にて脱水したあと、その脱水ケーキを、真空乾燥機で
乾燥して、平均粒径１．２μｍ、鉄分０．０００１％以
下、純度９９．９％以上の微細銅粉を得た。

〔実施例３〕 平均粒径０．５〜６．０μｍのアルミニウム粉４．９ｋ
ｇと水１０１を三井三池化工機製のアトライタに入れて
１時間分散処理を行ない、アルミニウム粉−水のスラリ
ーを得た。プロペラ撹拌機付きの反応槽に濃度が１．５
ｍｏｌ／　ｌの塩化第二銅水溶液１２０　Ｎ　（ＣｕＣ
Ｉｇ・２Ｈ１０を２５６ｇ／　ｊ！金含有を入れ、この
水溶液を強力に撹拌しつつ前記のスラリーを一挙に添加
し。

添加後１５分間撹拌を保持して銅粉末を置換析出させた
。この置換析出処理後１反応槽内の銅粉末が懸濁する液
に、濃塩酸６１を加えてさらに１５分間撹拌した０次に
、該懸濁液の母液洗浄をするために９反応後液の炉別と
銅粉末の濃縮および水による希釈分散を繰り返し、最終
的に液中のアルミニウム塩濃度が０．１ｇ／ｌ以下の銅
粉末−水スラリーとした、得られたスラリーを脱水機に
て脱水したあと、その脱水ケーキを、真空乾燥機で乾燥
し。

平均粒径１．３．ｕｓ、　アルミニウム分０．００１％
以下。

純度９９．９％以上の微細銅粉を得た。

〔実施、例４〕 平均粒径０．５〜６．０μ−の錫粉２１．４ｋｇと水１
０ｆを三井三池化工機製のアトライタに入れて１時間分
散処理を行ない、錫粉−水のスラリーを得た。プロペラ
撹拌機付きの反応槽に濃度が１．５ｎｏｌ／ｊ！の塩化
第二銅水溶液１２０　Ｉｔ　（ＣｕＣＩｇ　・２８ｚＯ
を２５６ｇ／　ｌ含有）を入れ、この水溶液を強力に撹
拌しつつ前記のスラリーを一挙に添加し、添加後１５分
間撹拌を保持して銅粉末を置換析出させた。この置換析
出処理後１反応槽内の銅粉末がＱＦ４する液に、濃塩酸
６１を加えてさらに１５分間撹拌した０次に、該懸濁液
の母液洗浄をするために１反応後液の炉別と銅粉末の濃
縮および水による希釈分散を繰り返し、最終的に液中の
錫塩濃度が０．１ｇ／ｆｆｉ以下の銅粉末−水スラリー
とした、得られたスラリーを脱水機にて脱水したあと、
その脱水ケーキを、真空乾燥機で乾燥し、平均粒径１．
３μｍ、錫分０．０００１％以下、純度９９．９％以上
の微細銅粉を得た。

〔実施例５〕 平均粒径０．５〜６．０μ−の亜鉛粉１１．８ｋｇと水
１０Ｉｌを三井三池化工機製のアトライタに入れて１時
間分散処理を行ない、亜鉛粉−水のスラリーを得た。

プロペラ撹拌機付きの反応槽に濃度が１．５ｍｏｌ／　
１の塩化第二銅水溶液１２０１　（ＣｕＣ１ｇ　・２Ｈ
ｔＯを２５６ｇ／　１含有）を入れ、この水溶液を強力
に撹拌しつつ前記のスラリーを一挙に添加し、添加後１
５分間撹拌を保持して銅粉末をＷ換析出させた。この置
換析出処理後９反応槽内の銅粉末が懸濁する液に、濃塩
酸６Ｎを加えてさらに１５分間撹拌した。次に該懸濁液
の母液洗浄をするために１反応復液のが別と銅粉末のｆ
ｉｌｌｌＮおよび水による希釈分散を繰り返し、最終的
に液中の亜鉛塩濃度が０．１ｇ／　１以下の銅粉末−水
スラリーとした、得られたスラリーを脱水機にて脱水し
たあと、脱水ケーキを真空乾燥機で乾燥し、平均粒径１
．３μ晴、亜鉛骨０．０００１％以下、純度９９．９％
以上の微細銅粉を得た。

〔比較例〕

濃塩酸を添加しなかった以外は２実施例３〜５を繰り返
した。この場合には、いずれも実施例３〜５で得られた
微細銅粉に比べて、アルミニウム分、錫分、亜鉛分がそ
れぞれ、　１．８７％、　３．８４％。

２．２１％となり、純度が低下した。

以上の実施例に示したように１本発明法によれば、１ｉ
ｉｌ塩類水溶液中に金属粉末を加え、電気化学的置換反
応により銅粉末を還元析出させる製造方法において、従
来、完全に除去することが難しかった金属還元剤、不純
物および酸化膜をほぼ完全に取り除くことが可能になっ
た。しかも、高純度化のために用いられる塩酸および硫
酸は安価でかつ生じる廃液の処理も容易であることから
非常に経済的であり、高純度銅粉の工業的製造法として
多大の貢献をなし得るものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化銅の水溶液に、鉄、アルミニウム、亜鉛およ
   び錫からなる群から選ばれた金属の粉末を加えて撹拌し
   、該金属粉末による銅粉末の置換析出反応が実質上終了
   したあと、銅粉末が懸濁する反応後液に塩酸を添加して
   さらに撹拌し、得られた懸濁液から液と銅粉末を分離す
   ることを特徴とする高純度微細銅粉の製造方法。
2. （２）硫酸銅の水溶液に、鉄、アルミニウム、亜鉛およ
   び錫からなる群から選ばれた金属の粉末を加えて撹拌し
   、該金属粉末による銅粉末の置換析出反応が実質上終了
   したあと、銅粉末が懸濁する反応後液に硫酸を添加して
   さらに撹拌し、得られた懸濁液から液と銅粉末を分離す
   ることを特徴とする高純度微細銅粉の製造方法。
3. （３）金属の粉末は平均粒径が０．５μｍ〜６μｍであ
   る請求項１または２に記載の製造方法。