KR100567234B1 - Glass particle, glass particle aggregate, and the manufacturing method of the glass particle - Google Patents

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KR100567234B1 KR1020040035498A KR20040035498A KR100567234B1 KR 100567234 B1 KR100567234 B1 KR 100567234B1 KR 1020040035498 A KR1020040035498 A KR 1020040035498A KR 20040035498 A KR20040035498 A KR 20040035498A KR 100567234 B1 KR100567234 B1 KR 100567234B1
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Abstract

유리 분말과 금속 분말 등를 혼합해 사용하는 용도에 있어서의 혼합 공정을 없애고, 미리 유리 입자에 금속 입자를 내포한 유리 입자를 얻는다. The mixing process in the use which mixes a glass powder, a metal powder, etc. is removed, and the glass particle which previously contained the metal particle in the glass particle is obtained.

본 발명의 유리 입자의 제조 방법은, 내포시키는 금속 입자의 표면을 산화물 막으로 피복하는 공정과, 상기 유리의 구성 원소를 포함하는 원료 용액 중에 표면을 산화물 막으로 피복된 상기 금속 입자를 혼합해 원료 슬러리(slurry)를 제작하는 공정과, 상기 원료 슬러리를 액적(droplet)으로 하여 고온의 화로체 내부에 도입해 열 분해하는 공정을 포함하는 것이다. The manufacturing method of the glass particle of this invention mixes the process of coating the surface of the metal particle to contain with an oxide film, and the said metal particle coat | covered the surface with the oxide film in the raw material solution containing the structural element of the said glass, and And a step of producing a slurry and a step of thermally decomposing the raw material slurry into droplets by introducing it into a high temperature furnace.

유리 입자, 유리 입자 집합체, 유리 입자 제조방법, 금속 입자, 산화물 막Glass particle, glass particle assembly, glass particle manufacturing method, metal particle, oxide film

Description

유리 입자, 유리 입자 집합체 및 유리 입자의 제조방법{GLASS PARTICLE, GLASS PARTICLE AGGREGATE, AND THE MANUFACTURING METHOD OF THE GLASS PARTICLE}Glass Particles, Glass Particle Aggregates, and Methods for Manufacturing Glass Particles {GLASS PARTICLE, GLASS PARTICLE AGGREGATE, AND THE MANUFACTURING METHOD OF THE GLASS PARTICLE}

도 1은 본 발명의 금속 내포 유리 입자의 제조방법의 일예의 제조 공정을 나타내는 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the manufacturing process of an example of the manufacturing method of the metal containing glass particle of this invention.

도 2는 산화 실리콘 코트 처리를 행한 니켈 입자이다.2 shows nickel particles subjected to a silicon oxide coat treatment.

도 3은 본 발명에서 사용한 분무열 분석 장치이다.3 is a spray heat analysis apparatus used in the present invention.

도 4는 실시예 1의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자 집합체의 XRD차트이다.4 is an XRD chart of a metal-containing glass particle aggregate of the present invention produced under the conditions of Example 1. FIG.

도 5는 종래의 유리 입자 집합체의 XRD차트이다.5 is an XRD chart of a conventional glass particle aggregate.

도 6은 실시예 2∼4의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자 집합체의 XRD차트이다.6 is an XRD chart of the metal-containing glass particle aggregate of the present invention produced under the conditions of Examples 2 to 4. FIG.

도 7은 실시예 1의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자 집합체의 TG-DTA차트이다. 7 is a TG-DTA chart of the metal-containing glass particle aggregate of the present invention produced under the conditions of Example 1. FIG.

도 8은 종래의 유리 입자 집합체의 TG-DTA차트이다.8 is a TG-DTA chart of a conventional glass particle aggregate.

도 9는 실시예 1의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자를 나타내는 SEM사진의 2차 전자상과 반사 전자상이다. 9 is a secondary electron image and a reflective electron image of SEM photographs showing metal-containing glass particles of the present invention produced under the conditions of Example 1. FIG.

도 10은 종래의 유리 입자를 나타내는 SEM사진의 2차 전자상와 반사 전자상 이다. 10 is a secondary electron image and a reflected electron image of SEM photographs showing conventional glass particles.

도 11은 실시예 2의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자를 나타내는 SEM사진의 2차 전자상와 반사 전자상이다.11 is a secondary electron image and a reflected electron image of SEM photographs showing metal-containing glass particles of the present invention produced under the conditions of Example 2. FIG.

도 12는 실시예 2의 조건으로 제작한 본 발명의 금속 내포 유리 입자를 나타내는 TEM사진과 EDX관측점이다.12 is a TEM photograph and EDX observation point showing the metal-containing glass particles of the present invention produced under the conditions of Example 2. FIG.

도 13은 도 12에 나타낸 TEM사진 전체의 EDX차트이다.FIG. 13 is an EDX chart of the entire TEM photograph shown in FIG. 12.

도 14는 도 12 중의 EDX측정점 1의 EDX차트이다.FIG. 14 is an EDX chart of EDX measurement point 1 in FIG. 12.

도 15는 도 12 중의 EDX측정점 2의 EDX차트이다. FIG. 15 is an EDX chart of EDX measurement point 2 in FIG. 12.

<간단한 부호의 설명><Explanation of simple sign>

1: 금속 입자의 제작 공정1: manufacturing process of metal particles

2: 산화물 막을 코트하는 공정2: process to coat oxide film

3: 분무 용액을 제작하는 공정3: process of making spray solution

4: 용액의 혼합 분산 처리 공정4: mixed dispersion treatment process of solution

6: 분무열 분해 공정6: spray pyrolysis process

본 발명은 유리 입자, 유리 입자 집합체 및 유리 입자의 제조방법에 관하며, 더욱 상세하게는 금속 입자가 내포되어 이루어진 유리 입자, 유리 입자 집합체 및 유리 입자의 제조방법에 관한다.The present invention relates to a glass particle, a glass particle aggregate, and a method for producing the glass particle, and more particularly, to a glass particle, a glass particle aggregate, and a method for producing a glass particle in which metal particles are contained.

종래로부터 유리 재료는 세라믹 전자 부품을 형성하는데 있어, 세라믹의 저온 소결용 조제나 기판 재료, 전극의 접합 재료, 절연 처리용 오버코트 재료와 같은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들면, 적층 세라믹 커패시터에 있어서는 소결 조제로서 유리 입자를 첨가한 것을 사용하거나, 외부 전극 내에 유리 프릿(frit)으로서 혼합해서 사용되거나 하고 있다. 또한 저항 재료에 있어서는 절연 저항 부분의 형성에 사용되고 있다. Background Art Glass materials have conventionally been used in various fields such as ceramic low temperature sintering aids, substrate materials, electrode bonding materials, and insulating coating overcoat materials for forming ceramic electronic components. For example, in a multilayer ceramic capacitor, what added the glass particle as a sintering aid is used, or it is mixed and used as a glass frit in an external electrode. Moreover, in a resistive material, it is used for formation of an insulation resistance part.

이와 같이 유리 재료는 세라믹이나 금속 같은 것과 혼합해서 사용하거나, 그 절연 특성을 이용해 단독으로 사용하는 등 많은 분야에서 사용되고 있지만, 종래의 유리 재료는 용융급냉법으로 제작한 벌크 유리를 기계적으로 분쇄 처리한 것이 많다. 이 때문에 미소화 가능한 입경에 한계가 있으며, 또한 입도 분포가 넓어 그 형상이 균일하지 않고, 응집체가 많이 형성되는 등의 특징이 있다.As such, the glass material is used in many fields, such as mixing with a ceramic or metal, or using the insulating property alone, but the conventional glass material is obtained by mechanically pulverizing a bulk glass produced by a melt quenching method. There are many. For this reason, there is a limit to the particle size that can be micronized, and the particle size distribution is wide, the shape is not uniform, and there are characteristics such as a large amount of aggregates formed.

이 유리 재료를 상기 용도에 사용할 경우, 세라믹이나 금속 재료, 유기물 등의 물질로 기계적으로 혼합해서 사용되고 있다. 이와 같은 용융급냉법 유리 재료와 다른 물질과를 혼합해서 사용하는 용도에 있어서는, 그 형상의 불균일치함, 응집체의 많음 때문에 고밀도로 균일한 분산 상태를 얻는 것이 곤란하게 되어 있다.When using this glass material for the said use, it mixes mechanically with materials, such as a ceramic, a metal material, and an organic substance, and is used. In the use which mixes such a molten quenching glass material with another substance, it is difficult to obtain a uniformly dispersed state with high density because of the unevenness of the shape and the large amount of aggregates.

이들의 과제에 대해서, 유리 입자의 내부에 산화물 입자를 봉입한 유리 미립자(예를 들면, 특허문헌 1 참조)나 금속 분말의 적어도 일부에 유리 박막을 형성한 금속 분말이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). With respect to these problems, glass fine particles (for example, refer to Patent Document 1) in which oxide particles are enclosed inside glass particles, or metal powders in which a glass thin film is formed on at least a part of metal powder are proposed (for example, , Patent Document 2).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2001-302282호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-302282

[특허문헌 2] 일본국 공개특허 평10-330802호 공보[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-330802

그러나 특허문헌 1에서는 원료분으로써 유리 분말을 준비하는 공정이 필요해지며 공정수가 많아진다. 또한, 플라즈마에 의해서 기상(氣相) 상태를 거쳐 산화물 봉입 유리를 형성하기 때문에 유리에 고용(固溶)하는 것과 같은 금속 종류를 사용할 수 없고 금속 입자를 내포할 수 없거나, 유리 조성을 한정할 필요가 있다. However, in patent document 1, the process of preparing glass powder as a raw material powder is needed, and the number of processes increases. In addition, since the oxide-encapsulated glass is formed through a gaseous phase by plasma, it is not possible to use a metal type such as solid solution in the glass, cannot contain metal particles, or limit the glass composition. have.

또 특허문헌 2에서는 분무열 분해법에 의해 유리층에 피복된 금속 분말을 제작하는 것에 대한 개시가 있다. 구체적으로는 1종 또는 2종 이상의 열 분해성 금속화합물을 포함하는 용액을 분무해서 미세한 액적으로 하고, 그 액적을 금속 화합물의 분해 온도보다 높은 온도로 가열해서 열 분해를 행함으로써 금속 분말을 석출(析出)한다. 이 때, 금속 화합물 용액 중에 산화물 전구체 등을 첨가해 둠으로 해서 금속 분말의 생성과 동시에 유리 피복을 행할 수 있다. In addition, Patent Document 2 discloses a method for producing a metal powder coated on a glass layer by spray pyrolysis. Specifically, a metal powder is deposited by spraying a solution containing one or two or more thermally decomposable metal compounds into fine droplets, and heating the droplets to a temperature higher than the decomposition temperature of the metal compound to thermally decompose the metal powder. )do. At this time, an oxide precursor or the like is added to the metal compound solution so that the glass coating can be performed simultaneously with the generation of the metal powder.

그러나 분무열 분해법에 사용되는 원료 용액에는 무기 화합물(초산염, 염화물 등)이나 유기 화합물(금속 알콕시드 등), 졸(산화 실리콘 졸이나 산화 알루미늄 졸 등) 등의 혼합 용액 또는 혼합 졸이 사용된다. 일반적으로는 원료 가격이나 생성 효율 면을 고려해 유리 구성 원소의 적어도 일부의 원소는 초산염이나 황산염, 초산염, 염화물 등의 가용성염을 용매에 용해시킨 것이 사용된다. 이 때문에, 용액 안정성으로부터 용액의 pH를 산성으로 조정할 필요가 있으며, 초산이나 황산 등의 강산이 사용되고 있었다. 이 원료 용액 중에 내포하는 금속 입자를 첨가하면 용액 중에 금속이 용해해 내포 금속의 조성이나 유리의 조성이 목적인 것과 다른 요인이 된다. However, a mixed solution or mixed sol such as an inorganic compound (acetate, chloride, etc.), an organic compound (metal alkoxide, etc.), a sol (such as a silicon oxide sol or an aluminum oxide sol) is used as the raw material solution used for the spray pyrolysis method. In general, in consideration of raw material prices and production efficiency, at least a part of the glass constituent elements is used by dissolving soluble salts such as acetate, sulfate, acetate and chloride in a solvent. For this reason, it is necessary to adjust pH of a solution to acidity from solution stability, and strong acids, such as acetic acid and sulfuric acid, were used. When the metal particle contained in this raw material solution is added, a metal will melt | dissolve in a solution and it will become a factor different from the objective of the composition of a metal and glass composition.                         

또, 이 원료 용액을 대기중에서 분무열 분해할 때에 금속 입자가 고온의 대기에 노출되어 산화해 버리고 마는 과제도 있다. Moreover, when spray thermal decomposition of this raw material solution is carried out in air | atmosphere, there exists a subject that a metal particle may be exposed to a high temperature atmosphere, and will oxidize.

본 발명은, 상술 한 바와 같은 점에 비추어 이루어진 것이며, 유리 분말과 금속 분말과를 혼합해서 사용하는 것과 같은 용도에 있어서, 유리 분말과 금속 분말과의 혼합 공정을 없애는 것을 목적으로 하고 있다.This invention is made | formed in view of the point mentioned above, Comprising: It aims at eliminating the mixing process of a glass powder and a metal powder in the use like mixing and using a glass powder and a metal powder.

또, 유리 입자에 내포하는 금속의 종류나 유리의 조성에서의 한정이 없고, 넓은 조성 범위의 금속을 내포한 유리 입자, 유리 입자 집합체 및 유리 입자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로서 있다. Moreover, there is no limitation in the kind of metal and the composition of glass which are contained in glass particle, and an object is to provide the glass particle, the glass particle aggregate, and the manufacturing method of a glass particle which contained the metal of a wide composition range.

나아가서는 분무열 분해법의 원료 용액으로써 초산이나 황산 등의 강산을 사용하였다고 해도 금속 입자가 용해되는 일이 없으며, 분무열 분해할 때에 대기중에 접촉해도 산화되는 것을 방지할 수 있는 유리 입자, 유리 입자 집합체 및 유리 입자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. Furthermore, even when a strong acid such as acetic acid or sulfuric acid is used as the raw material solution of the spray pyrolysis method, the metal particles do not dissolve, and the glass particles and glass particle aggregates that can be prevented from being oxidized even if they are brought into contact with the air during spray thermal decomposition. And it aims at providing the manufacturing method of a glass particle.

본 발명에서는, 상술의 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같이 구성하고 있다. In this invention, in order to achieve the objective mentioned above, it comprises as follows.

즉, 본 발명의 유리 입자는 금속 입자가 내포된 유리 입자이며, 상기 금속 입자의 표면이 산화물 막으로 피복되어 있음을 특징으로 하고 있다.That is, the glass particle of this invention is a glass particle in which the metal particle was contained, It is characterized by the surface of the said metal particle being coat | covered with the oxide film.

상기 산화물 막은 상기 유리 입자의 구성 원소를 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the said oxide film contains the structural element of the said glass particle.

상기 산화물 막은 산화 실리콘, 산화 붕소 및 산화 인(phosphorus oxide)의 중에서 적어도 어느 1종을 포함하는 것이 바람직하다. The oxide film preferably contains at least any one of silicon oxide, boron oxide, and phosphorus oxide.

상기 유리 입자의 입경은 내포된 상기 금속 입자의 입경의 2배이상 20만배이하인 것이 바람직하다. It is preferable that the particle diameter of the said glass particle is 2 times or more and 200,000 times or less of the particle diameter of the said metal particle contained.

또, 본 발명의 유리 입자는 복수의 상기 금속 입자를 분산되어진 상태로 내포되어 있음을 특징으로 한다.Moreover, the glass particle of this invention is characterized by containing the said some metal particle in the state disperse | distributed.

또, 본 발명의 유리 입자는 다른 유리 성분으로부터 이루어지는 복수의 유리층이 상기 유리 입자의 중심에서 외측을 향해 적층되어 이루어진 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.Moreover, the glass particle of this invention has a multi-layered structure in which the some glass layer which consists of different glass components is laminated | stacked outward from the center of the said glass particle, It is characterized by the above-mentioned.

또, 본 발명의 유리 입자 집합체는 상기 유리 입자가 집합해서 이루어지는 유리 입자 집합체이며, 평균 입경이 0.01μm이상 10μm이하임을 특징으로 하고 있다.Moreover, the glass particle aggregate of this invention is a glass particle aggregate by which the said glass particle aggregates, It is characterized by the average particle diameter being 0.01 micrometer or more and 10 micrometers or less.

또, 본 발명의 유리 입자의 제조방법은 금속 입자가 내포된 유리 입자의 제조방법이며, 내포시키는 상기 금속 입자의 표면을 산화물 막으로 피복하는 공정과, 유리의 구성 원소를 포함하는 용액 중에 표면을 산화물 막에 의해 피복되는 상기 금속 입자를 혼합해서 원료 슬러리를 제작하는 공정과, 상기 원료 슬러리를 액적으로 해서 고온의 화로체 내부에 도입해 열 분해하는 공정과를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.Moreover, the manufacturing method of the glass particle of this invention is a manufacturing method of the glass particle in which the metal particle was contained, The process of covering the surface of the said metal particle to contain with an oxide film, and the surface in the solution containing the structural element of glass. And a step of mixing the metal particles covered with the oxide film to produce a raw material slurry, and a step of dropping the raw material slurry into a high temperature furnace to thermally decompose the raw material slurry.

상기 열 분해의 온도는 상기 유리 유리 전이 온도보다 높은 것이 바람직하다. It is preferable that the temperature of the thermal decomposition is higher than the glass glass transition temperature.

또, 본 발명의 유리 입자의 제조방법은 얻어진 유리 입자를 상기 유리 입자와 다른 유리 성분을 포함하는 용액 중에 혼합해서 원료 슬러리를 제작하는 공정 과, 제작된 상기 원료 슬러리를 액적으로 해서 고온의 화로체 내부에 도입해 열 분해하는 공정과를 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.Moreover, the manufacturing method of the glass particle of this invention mixes the obtained glass particle in the solution containing the said glass particle and another glass component, and prepares a raw material slurry, The liquid raw material slurry is made into droplets, and a high temperature furnace body is made. It is characterized by further including the step of introducing into the inside and thermally decomposes.

<발명의 실시형태>Embodiment of the Invention

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail.

본 발명의 유리 입자는, 금속 입자가 내포되어 이루어지는 유리 입자(이하, "금속 내포 유리 입자"라 함)이다. 또 본 발명의 유리 입자 집합체와는 상기 금속 내포 유리 입자가 복수 집합해서 이루어진 것이며, 구체적으로는 유리 분말을 나타낸다. The glass particle of this invention is a glass particle (henceforth "metal containing glass particle") in which metal particle is contained. Moreover, the glass particle aggregate of this invention consists of a plurality of said metal-containing glass particle aggregates, and represents a glass powder specifically ,.

유리 입자의 유리의 구성 원소로서는 Si, B, P, Li, Na, K, Mg, Ca, Ti, Cu, Al, Ba, Zn, Ga, Ge, Pb, Bi의 적어도 어느 하나의 원소를 포함할 수 있다. 구체적으로는 망상 산화물인 산화 실리콘, 산화 붕소 및 산화 인 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 유리 입자는 유리 전이 온도 및 유리 연화 온도를 가지는 것이라며, 비정질 유리만으로 구성되어도 좋으며, 결정성 유리를 포함하고 있어도 좋다. 또 유리 입자를 가열했을 때에 결정화하는 결정화 유리를 포함하고 있어도 좋다. The glass constituent elements of the glass particles may include at least one of Si, B, P, Li, Na, K, Mg, Ca, Ti, Cu, Al, Ba, Zn, Ga, Ge, Pb, and Bi. Can be. Specifically, it is preferable to contain at least one of silicon oxide, boron oxide and phosphorus oxide which are network oxides. The glass particles are said to have a glass transition temperature and a glass softening temperature, and may be comprised only with amorphous glass, and may contain crystalline glass. Moreover, you may contain the crystallized glass which crystallizes when the glass particle is heated.

유리 입자의 입경은 금속 입자를 내포하는 한 특히 제약은 없으나, 실용상 0.1μm∼1000μm인 것이 바람직하다. 유리 입자의 입경이 지나치게 작으며, 예를 들면 후술하는 분무열 분해법에 의해 유리 입자를 제작할 때에, 원료 슬러리의 공급속도를 늦출 필요가 있는 등, 생산 효율이 저하하는 일이 있다. 한편, 유리 입자의 입경이 지나치게 크면, 유리 입자의 형성에 시간이 걸리거나, 대형 장치가 필요 해 지는 일이 있다.The particle diameter of the glass particles is not particularly limited as long as it contains metal particles. However, the particle diameter of the glass particles is preferably 0.1 µm to 1000 µm. The particle diameter of glass particle | grains is too small, for example, when producing glass particle by the spray pyrolysis method mentioned later, production efficiency may fall, for example, it is necessary to slow down the supply rate of a raw material slurry. On the other hand, when the particle diameter of glass particle is too large, formation of glass particle may take time, and a large apparatus may be needed.

또, 유리 입자의 입경은 금속 입자의 입경의 2배이상 20만배 이하인 것이 바람직하다. 유리 입자의 입경이 금속 입자의 입경의 2배 이상인 경우, 금속 입자를 내포하기 쉬워진다. 또 금속 입자에 대한 유리 입자의 양이 상대적으로 많아지므로, 결합제나 접합제로써의 유리 입자의 기능이 강화된다. 따라서 이와 같은 유리량이 상대적으로 많은 금속 내포 유리 입자를 이용하면, 별도의 유리 프릿 등의 결합제나 접합제를 첨가할 필요가 없어진다. 또한 20만배 이하란 상한은 이미 기술한 유리 입자의 입경의 실용적 범위와 후술하는 금속 입자의 입경의 실용적 범위에서 도출된 것이다.Moreover, it is preferable that the particle diameter of a glass particle is 2 times or more and 200,000 times or less of the particle diameter of a metal particle. When the particle diameter of glass particle is 2 times or more of the particle diameter of metal particle, it becomes easy to contain metal particle. Moreover, since the quantity of the glass particle with respect to a metal particle becomes comparatively large, the function of the glass particle as a binder and a bonding agent is strengthened. Therefore, when metal containing glass particles with such a large amount of glass are relatively used, it is unnecessary to add a binder or a bonding agent such as a glass frit. In addition, an upper limit of 200,000 times or less is derived from the practical range of the particle diameter of the glass particle mentioned above, and the practical range of the particle diameter of the metal particle mentioned later.

또, 유리 입자의 형상은 원형인 것이 바람직하나, 원형에 가까운 것이라도 좋으며, 목적으로 하는 용도에 대하여 부적절하지 않는 형상이면 된다.Moreover, although it is preferable that the shape of a glass particle is circular, it may be close to circular, and what is necessary is just a shape which is not inappropriate for the intended use.

또, 유리 입자는 다른 유리 성분으로부터 이루어지는 복수의 유리층이 상기 유리 입자의 중심에서 외측을 향해 적층된 다층 구조를 가지고 있어도 좋다. 여기서 말하는 "다른 유리 성분"이란, 유리를 구성하는 원소가 다르다는 의미만은 아니다. "다른 유리 성분"이란, 유리를 구성하는 원소가 같으며도, 유리 전이 온도, 유리 연화 온도, 결정화 온도, 또는 용융 온도 등, 유리로서의 특성이 다른 것도 의미한다. 따라서, 이 다층 구조를 가지는 유리 입자를 둥글게 자랐을 경우, 단면이 나무의 연륜과 같이 소위 바움쿠헨(baumkuchen)처럼 중심에서 외측을 향해 특성이 다른 층이 복수 형성하게 된다. In addition, the glass particle may have a multilayered structure in which a plurality of glass layers made of different glass components are laminated outward from the center of the glass particles. "Other glass component" here does not only mean that the elements which comprise glass differ. The term "other glass components" means that the elements constituting the glass are the same, and the properties as glass, such as glass transition temperature, glass softening temperature, crystallization temperature, or melting temperature, are different. Therefore, when the glass particles having this multi-layered structure are rounded, a plurality of layers having different properties from the center to the outside, such as the so-called baumkuchen, are formed, such as the rings of a tree.

이러한 다층 구조로 함으로 해서, 예를 들면 유리 입자의 외측과 중심부와로 특성을 경사지게 할 수 있으므로, 외측의 유리 성분은 저온에서 연화해 중심부의 유리 성분은 고온이 되지 않는 특성을 주는 것이 가능해 진다. By setting it as such a multilayered structure, since the characteristic can be inclined, for example to the outer side and center part of glass particle, it becomes possible to give the characteristic that the outer glass component softens at low temperature and the glass component of a center part does not become high temperature.

이러한 다층 고층을 가지는 금속 내포 유리 입자로 함으써, 예를 들면 다른 열 특성을 가지는 유리 성분을 하나의 입자로서 존재시키는 것이 가능해 지며, 유리 성분에 적당한 것을 선택함으로 해서 유리 전이 온도나 결정화 온도, 융해 온도 등의 여러가지 특성을 임의로 설계할 수 있다. By using the metal-containing glass particles having such a multilayer high layer, for example, a glass component having different thermal properties can be present as one particle, and by selecting a suitable one for the glass component, the glass transition temperature, crystallization temperature, melting Various characteristics, such as temperature, can be designed arbitrarily.

유리층의 층수는 목적에 따라 적당히 선택된다. 또 각 유리층의 유리 조성은 소결 조제나 페이스트 등 사용되는 용도에 따라 그 특성에 걸맞은 것이 적당히 선택되기 때문에 특히 한정되는 것이 아니다.The number of layers of a glass layer is suitably selected according to the objective. In addition, the glass composition of each glass layer is not specifically limited because what suits the characteristic according to the use used, such as a sintering aid and paste, is selected suitably.

금속 입자로서는 Cu, Ni, Ag, Pt, Au, Pd, Al 등의 금속의 중에서 1종 이상 포함되어 있으면 좋다. 또한 단금속 성분이나 다금속 성분을 포함하는 합금, 단금속 성분끼리의 혼합물, 단금속과 합금과의 혼합물 혹은 합금끼리의 혼합물을 이용할 수도 있다. 적층 세라믹 커패시터 등의 세라믹 전자 부품에 있어서는 전극 재료로서 비금속인 니켈이나 구리를 이용하는 것이 많기 때문에, 금속 입자는 니켈, 구리 또는 니켈 합금, 동 합금인 것이 바람직하다. As metal particle, 1 or more types of metals, such as Cu, Ni, Ag, Pt, Au, Pd, Al, should just be contained. It is also possible to use an alloy containing a single metal component or a multimetal component, a mixture of single metal components, a mixture of a single metal and an alloy, or a mixture of alloys. In many ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, nickel or copper, which is a nonmetal, is often used as the electrode material. Therefore, the metal particles are preferably nickel, copper, a nickel alloy, or a copper alloy.

금속 입자는 유리 입자의 내부에 완전히 포함되어 있는 것이 바람직하지만, 그 일부가 유리 입자의 표면으로부터 노출하고 있어도 좋다. 본 명세서 중에서 "내포"의 의미는 이와 같이 금속 입자의 일부가 유리 입자의 표면으로부터 노출할 경우도 포함한다.The metal particles are preferably contained completely inside the glass particles, but a part thereof may be exposed from the surface of the glass particles. In the present specification, the meaning of "inclusion" also includes a case where a part of the metal particles is exposed from the surface of the glass particles.

금속 입자는 표면에 산화물 막을 가진다. 이것에 의해, 예를 들면 유리 입 자를 강산의 용매에 혼합했을 경우에 있어서도, 금속 입자가 용해하지 않고 안정적으로 존재할 수 있다. 산화물 막은 질화물이나 탄화물을 포함해도 좋다. 또한, 산화물 막은 유리 입자의 유리 성분과 상용성(相溶性)이 있는 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 유리 입자의 구성 원소를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 산화물 막을 형성함으로 해서 금속의 종류나 유리 조성에 관계없이 베리에이션에 풍부한 금속 내포 유리 입자를 얻을 수 있다.  Metal particles have an oxide film on the surface. As a result, even when the glass particles are mixed with a strong acid solvent, for example, the metal particles may be stably present without melting. The oxide film may contain nitride or carbide. Moreover, it is preferable that an oxide film is comprised from the substance which is compatible with the glass component of glass particle, and it is more preferable to contain the structural element of glass particle. By forming such an oxide film, metal-containing glass particles rich in variation can be obtained regardless of the type of metal or the glass composition.

금속 입자의 입경은 실용상 5nm∼100μm인 것이 바람직하다. 금속 입자의 입경이 지나치게 작아지면, 금속 입자를 제조하는 것이 기술적으로 곤란해진다. 한편, 금속 입자의 입경이 지나치게 커지면, 금속 내포 유리 입자의 중량이 무거워져, 용매에 혼합했을 때에 침강하기 쉽고 분산성이 저하하는 일이 있다. It is preferable that the particle diameter of a metal particle is 5 nm-100 micrometers practically. If the particle diameter of the metal particles becomes too small, it becomes technically difficult to manufacture the metal particles. On the other hand, when the particle diameter of a metal particle becomes large too much, the weight of a metal containing glass particle becomes heavy, and when it mixes with a solvent, it is easy to settle and dispersibility may fall.

또, 복수의 금속 입자를 분산되어진 상태로 유리 입자에 내포되어 있어도 좋다. 이러한 구조는 예를 들면, 용매 중에 많은 금속 입자를 분산시킬 때에 유효하다. Moreover, the some metal particle may be contained in the glass particle in the state disperse | distributed. This structure is effective, for example, when dispersing many metal particles in a solvent.

또, 금속 내포 유리 입자는 집합체로서 이용할 수 있다. 구체적으로는 각각의 입자가 본 발명의 금속 내포 유리 입자로부터 이루어지는 유리 분말 등을 나타낸다.In addition, the metal-containing glass particles can be used as an aggregate. Specifically, each particle represents the glass powder etc. which consist of the metal-containing glass particle of this invention.

이 금속 내포 유리 입자는 단독으로 사용되어도 동일한 특성을 가지지만, 다른 특성을 가지는 금속 내포 유리 입자와 혼합해서 유리 입자의 집합체로서 사용할 수도 있다. Although these metallic inclusion glass particles have the same characteristics even when used alone, they can be mixed with metallic inclusion glass particles having different characteristics and used as an aggregate of glass particles.

이 금속 내포 유리 입자 집합체는 여러가지 형태로 사용할 수 있다. 예를 들 면, 박막, 벌크상 성형체, 시트, 페이스트 등에 사용할 수 있다. This metallic inclusion glass particle aggregate can be used in various forms. For example, it can use for a thin film, a bulk molded object, a sheet | seat, a paste, etc.

또, 금속 내포 유리 입자 집합체의 평균 입경은 0.01μm이상 10μm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다. 평균 입경 0.01μm미만의 입경을 가지는 금속 내포 유리 입자 집합체를 얻기 위해서는 용액 농도를 엷게 해, 정전 분무나 초음파 분무법 등의 미소한 액적을 형성할 수 있는 무화(霧化) 방법을 필요로 하기 때문에 입자의 생성 효율이 나빠져서 생산성에 악영향이 생길 수 있다. 한편, 10μm을 초과하는 평균 입경이 되면, 세라믹과의 혼합이나 페이스트로서 사용했을 경우의 인쇄성이나 표면 평활성에 악영향이 생길 수 있다. Moreover, it is preferable that the average particle diameter of a metallic inclusion glass particle assembly exists in the range of 0.01 micrometer or more and 10 micrometers or less. In order to obtain a metal-containing glass particle aggregate having an average particle diameter of less than 0.01 μm, the concentration of the solution is reduced, and thus a particle atomization method capable of forming minute droplets such as electrostatic spraying or ultrasonic spraying is required. The production efficiency of can deteriorate and adversely affect productivity. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 10 µm, adverse effects may occur on printability and surface smoothness when used as a mixture with ceramics or as a paste.

따라서, 금속 내포 유리 입자의 생산성이나 인쇄성, 표면 평활성에 영향이 없을 용도에 있어서는 이 평균 입경 범위 밖이라도 좋다. 여기에서 말하는 평균 입경이란, 주사형 전자현미경 등, 입자 형상을 관찰할 수 있는 관찰 수단에 의해 얻어진 입자상으로부터 구한 입자경의 평균치다. Therefore, in the use which does not affect productivity, printability, or surface smoothness of metal-containing glass particles, it may be outside this average particle diameter range. An average particle diameter here is an average value of the particle diameter calculated | required from the particulate form obtained by the observation means which can observe a particle shape, such as a scanning electron microscope.

이하에 본 발명의 하나의 실시형태인 금속 내포 유리 입자의 제조방법에 대해서 서술하면서 더 상세하게 본 발명의 금속 내포 유리 입자에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The metal-containing glass particle of this invention is demonstrated in more detail, describing the manufacturing method of the metal-containing glass particle which is one Embodiment of this invention below.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 금속 내포 유리 입자의 제조방법의 공정을 나타내는 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the process of the manufacturing method of the metal containing glass particle which concerns on one Embodiment of this invention.

이 실시형태의 금속 내포 유리 입자의 제조방법은, 유리 입자에 내포시키는 금속 입자를 제작하는 공정(1)과, 금속의 표면을 산화물 막으로 코트하는 공정(2)과, 유리의 구성 원소를 포함하는 분무 용액을 제작하는 공정(3)과, 이 분무 용액에 산화물 막이 코트된 금속 입자를, 혼합 분산 처리해서 원료 슬러리를 제작하는 공정(4)과, 이 원료 슬러리를 미세한 액적 형상으로서 가열된 화로체 내에 도입하고, 화로체로부터의 복사열에서 원료 슬러리를 열 분해해 급냉함으로써, 금속 내포 유리 입자(5)를 얻는 분무열 분해공정(6)과를 구비하고 있다.The manufacturing method of the metal-containing glass particle of this embodiment includes the process (1) of manufacturing the metal particle contained in a glass particle, the process (2) of coat | covering the surface of a metal with an oxide film, and the structural element of glass. Step (3) of producing a spray solution, mixing (dispersing) metal particles coated with an oxide film on the spray solution to produce a raw material slurry, and heating the raw material slurry in the form of fine droplets. It is provided with the spray-heat decomposition process 6 which introduce | transduces into a furnace body, and thermally decomposes a raw material slurry by the radiant heat from a furnace body, and obtains metal-containing glass particle 5 by quenching.

분무열 분해법은 원형의 유리 입자를 얻는데도 호적한 수법이며, 유리의 구성 원소를 포함하는 용액을 미세한 액적 형상으로서 가열된 화로체 내에 도입해 화로체로부터의 복사열에서 원료 용액을 열 분해하고, 급냉함으로써 목적으로 하는 유리 입자를 얻을 수 있는 방법이다. Spray pyrolysis is also suitable for obtaining circular glass particles. A solution containing glass constituent elements is introduced into the heated furnace as fine droplets to thermally decompose the raw material solution by radiant heat from the furnace and It is a method by which the target glass particle can be obtained by doing this.

그러나, 분무열 분해법의 원료 용액으로서는 일반적으로 유리 구성 원소의 적어도 일부의 원소로 초산염이나 황산염, 초산염, 염화물 등의 가용성염을 용매에 용해시킨 것이 사용되며, 이 때문에 용액 안정성으로부터 용액의 pH를 산성으로 조정할 필요가 있으며, 초산이나 황산 등의 강산이 사용된다. However, as a raw material solution of spray pyrolysis, generally, at least part of free constituent elements is dissolved in a solvent by dissolving soluble salts such as acetate, sulfate, acetate, chloride, and the like. It is necessary to adjust it, and strong acids, such as acetic acid and sulfuric acid, are used.

따라서 이러한 원료 용액에 유리 입자에 내포시키고자 하는 금속의 입자를 첨가해 혼합하면, 금속이 녹아버려 금속의 표면 및 유리의 접촉 부분의 조성이 변해버리는 과제가 있다. 또 이 원료 용액을 대기중에서 분무열 분해하면, 금속의 입자가 고온의 대기에 노출되어 산화하고 마는 과제도 있다. Therefore, when the particle | grains of the metal which are to be contained in the glass particle are added and mixed to this raw material solution, there exists a problem that a metal melts and the composition of the surface of a metal and the contact part of glass changes. In addition, when spray thermal decomposition of the raw material solution in the air, there is a problem that the metal particles are exposed to a high temperature atmosphere to oxidize.

이러한 의미에서도 이 실시형태와 같이 유리 입자에 내포시키는 금속의 입자의 표면을 개질(改質)하는 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 즉 금속의 입자는 그 표면이 산에 대해서 내용해성 및/또는 내산화성의 산화물 막으로 개질됨이 바람직하다. Also in this sense, it is preferable to provide the process of modifying the surface of the particle | grains of the metal contained in glass particle like this embodiment. In other words, it is preferable that the surface of the metal is modified with an oxide film having a solvent resistance to acid and / or oxidation resistance.

본 발명의 실시형태에 사용되는 제작장치 즉, 분무열 분해장치는 공지의 것 을 이용할 수 있으며, 화로체의 가열 온도나 입자 반송 속도, 분무 방법이나 분무 조건은 분무 원료 용액의 종류, 유리의 조성이나 특성에 따라서 적당히 선택된다. 이와 같이 분무열 분해법을 이용함으로써 종래 기술에 있는 것과 같이, 원료로 유리 분말 단체와 금속 분말 단체를 이용해, 원료의 분쇄나 혼합이란 공정을 거치지 않고, 유리 용액 중에 금속 입자가 분산된 원료 슬러리로 직접 금속 내포 유리 입자를 형성할 수 있으므로, 저가격으로 단시간에 금속 내포 유리 입자를 얻을 수 있다. The production apparatus used for the embodiment of the present invention, that is, the spray pyrolysis apparatus, may be a known one, and the heating temperature, particle conveyance rate, spraying method and spraying conditions of the furnace body may include the type of spray raw material solution and the composition of glass. It is appropriately selected depending on the characteristics and characteristics. By using the spray pyrolysis method in this way, as in the prior art, using the glass powder alone and the metal powder alone as raw materials, the raw material slurry in which the metal particles are dispersed in the glass solution is not directly subjected to the process of grinding or mixing the raw materials. Since the metal-containing glass particles can be formed, the metal-containing glass particles can be obtained in a short time at low cost.

또 금속 내포 유리 입자의 구성 원소를 슬러리 상태로 혼합시키기 위해서 유리 입자의 조성이 균일해진다는 특징도 가지고 있다. 이와 같은 분무열 분해법에서는 슬러리를 열 분해해 입자가 생기는 열량을 공급할 수 있으면, 화로체로부터의 복사열에서 가열할 뿐만 아니라, 화염에 의한 직접적인 가열 방법 등, 공지의 가열 방법을 이용할 수 있다. Moreover, in order to mix the structural element of metal containing glass particle in a slurry state, it has the characteristic that the composition of glass particle becomes uniform. In such a spray pyrolysis method, as long as the slurry can be thermally decomposed to supply the amount of heat generated by the particles, a well-known heating method such as a direct heating method by a flame can be used, as well as heating by radiant heat from the furnace body.

이 분무열 분해법에서의 원료 슬러리의 가열 온도는 적어도 목적으로 하는 유리 전이 온도보다 고온으로 할 필요가 있으며, 바람직하게는 유리의 용융 온도 이상으로 설정함으로써 유리 입자가 용이하게 달성 가능하다.It is necessary to make heating temperature of the raw material slurry in this spray pyrolysis method higher than the glass transition temperature made into the objective at least, Preferably glass particle can be achieved easily by setting to more than melting temperature of glass.

또, 일반적으로 유리 제작에서는 용융 유리의 급냉이 행해지며, 열 플라즈마를 이용한 고온 기상장(氣相場)의 이용에 의한 유리 입자 합성에 있어서도, 유리 입자의 급냉용 가스의 공급 등이 행해지나, 본 발명에 의한 방법에서는 열 분해가 행해지는 화로체로부터 회수 장치까지의 반송 경로의 온도 구배(Temperature Gradient)가 급경사인 때문에, 특히 급냉용 가스의 공급을 행할 필요는 없고, 유리 입자의 반송 속도를 조절함으로 해서 용이하게 합성할 수 있다. 물론, 유리 조성에 따라서는 설정 온도 구배보다 급경사인 구배를 요하는 것도 있으며, 냉각 가스의 공급 등의 냉각 수단이 필요해지므로, 이 냉각 수단을 이용하는 것도 가능하다.Moreover, in glass manufacture, quenching of molten glass is generally performed, and also the supply of the gas for quenching of glass particles etc. is performed also in glass particle synthesis by the use of the high temperature gaseous field using a thermal plasma. In the method according to the invention, since the temperature gradient of the conveyance path from the furnace body to which the thermal decomposition is performed is a steep slope, it is not particularly necessary to supply the quenching gas, and the conveying speed of the glass particles is controlled. This can be easily synthesized. Of course, some glass compositions require a steeper gradient than a set temperature gradient, and since cooling means such as supply of cooling gas are required, this cooling means can also be used.

원료 슬러리의 무화 방법도 2유체 노즐 분무법이나 초음파 분무법, 정전 분무법 등의 공지의 방법을 적용할 수 있지만, 생산성이나 분무 용액과 현탁시킨 금속 입자를 균일하게 무화시키는 것을 고려하면, 무화하는 방법으로는 2유체 노즐 분무법을 사용하는 것이 바람직하다.Although the method of atomizing the raw material slurry can be a known method such as a two-fluid nozzle spraying method, an ultrasonic spraying method, or an electrostatic spraying method, a method of atomizing may be considered in view of uniformly atomizing the productivity, the spray solution, and the suspended metal particles. It is preferable to use a two-fluid nozzle spray method.

제작하는 금속 내포 유리 입자의 입경은 원료 슬러리의 농도, 무화 조건을 조정함으로써 목적으로 하는 것을 얻을 수 있다. 즉, 2유체 노즐 분무법을 사용할 경우, 금속 내포 유리 입자의 입경을 작게 하기 위해서는 원료 슬러리 농도를 엷게 하고, 노즐에 공급하는 원료 슬러리의 공급 속도를 느리게 해 분무용 가스의 유량을 많게 하면 된다. 또한, 반대로 금속 내포 유리 입자의 입경을 크게 하기 위해서는 원료 슬러리의 농도를 짙게 해, 노즐에 공급하는 원료 슬러리의 공급 속도를 빨리 하고, 분무용 가스의 유량을 적게 하면 된다.The target diameter can be obtained by adjusting the density | concentration of a raw material slurry, and atomization conditions for the particle diameter of the metal-containing glass particle to produce. That is, in the case of using the two-fluid nozzle spraying method, in order to reduce the particle diameter of the metal-containing glass particles, the concentration of the raw material slurry may be reduced, the supply rate of the raw material slurry supplied to the nozzle may be slowed, and the flow rate of the spraying gas may be increased. On the contrary, in order to increase the particle size of the metal-containing glass particles, the concentration of the raw material slurry may be increased, the feed rate of the raw material slurry supplied to the nozzle may be increased, and the flow rate of the spraying gas may be reduced.

어느 쪽이든, 이 액적형상의 원료 슬러리의 크기를 금속 입자가 유리 입자의 내부에 내포된 상태가 되는 크기로 하면 되며, 그것을 위해서는 액적형상의 원료 슬러리의 크기를 원료 슬러리 안에 첨가한 내포된 금속 입자의 입경의, 예를 들면, 2배 이상으로 하면 좋으며, 금속 입자가 유리 입자의 내부에 내포된 상태가 된다. Either way, the size of the droplet-shaped raw material slurry may be such that the metal particles are contained within the glass particles, and for this purpose, the size of the droplet-shaped raw material slurry is added to the raw material slurry. It is good to make it into 2 times or more of particle diameter, for example, and it will be in the state which the metal particle contained inside the glass particle.

이와 같이, 분무열 분해법으로 제작한 금속 내포 유리 입자의 입경은 원료 슬러리를 무적(霧滴)으로 하는 단계에서 조정할 수 있기 때문에 금속 내포 유리 입 자의 입경을 제어하기 위해서, 합성 후에 분쇄나 분급(分級) 등의 후처리를 행할 필요가 없다. 따라서, 적은 공정에 의해 금속 내포 유리 입자를 고효율로 얻을 수 있다. 물론, 이것은 목적에 따라 분쇄나 분급 등의 처리를 행하는 것을 제한하는 것이 아니다. Thus, since the particle diameter of the metal-containing glass particles produced by the spray pyrolysis method can be adjusted in the step of making the raw material slurry invincible, in order to control the particle diameter of the metal-containing glass particles, it is pulverized or classified after synthesis. There is no need to perform post-processing. Therefore, metal-containing glass particles can be obtained with high efficiency by a small process. Of course, this does not restrict the processing such as grinding or classification depending on the purpose.

또, 분무열 분해법에 의해 합성된 금속 내포 유리 입자는 필터 등의 회수 장치에 의해 회수된다. 이 회수 방법에 관해서도 특히 제한은 없다.In addition, the metal-containing glass particles synthesized by the spray pyrolysis method are recovered by a recovery apparatus such as a filter. There is no restriction | limiting in particular also about this collection method.

나아가 본 발명은, 유리 입자의 구성 원소를 포함하는 용액 중에 내포시키는 금속의 입자를 혼합한 원료 슬러리로서 사용함에 특징이 있으며, 이 원료 슬러리를 액적의 상태로 한 것을, 고온의 화로체 내부에 도입해 열 분해시켜서 제조하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, this invention is characterized by using it as a raw material slurry which mixed the particle | grains of the metal contained in the solution containing the structural element of glass particle, and introduce | transduced into this high temperature furnace the thing which made this raw material slurry into the droplet state. It is characterized by producing by thermal decomposition.

따라서, 상기 방법에 의해 분무형상으로 한 액적의 내부에, 이미 내포된 금속 입자가 분산된 상태로 존재하고 있기 때문에, 원료 슬러리 중 내포된 금속 입자를 소망의 입경 및 농도로 조정해 두면, 아닐 등의 열처리를 시행해 금속을 석출시킬 필요 없이 금속 내포 유리 입자를 얻을 수 있다. 또 원료 슬러리의 열 분해로 인한 체적 수축 등의 반응에 있어서도, 내포되는 금속 입자의 입경 및 농도가 변화하지 않기 때문에 소망의 입경 및 농도가 되도록 유리 입자의 내부로의 내포가 가능해 진다. Therefore, since the metal particles contained already exist in the state of being dispersed in the spray-shaped droplet by the said method, if the metal particles contained in the raw material slurry are adjusted to a desired particle diameter and concentration, an anisotropy etc. It is possible to obtain metal-containing glass particles without the need of depositing a metal by performing a heat treatment of. In addition, even in a reaction such as volume shrinkage due to thermal decomposition of the raw material slurry, the particle size and concentration of the metal particles to be contained do not change, so that the inside of the glass particles can be contained so as to have a desired particle size and concentration.

여기에서, 내포되는 금속 입자의 농도란 체적 농도를 말한다. Here, the density | concentration of the metal particle contained means a volume concentration.

본 발명에서는 상기 원료 슬러리에 현탁시키는 내포용의 금속의 입자는 상술 한 바와 같이, 그 표면을 유리의 구성 원소를 포함하는 산화물 막으로 피복하는 표 면 개질을 하고 있다. 이 내용해성의 표면 개질을 행함으로써 원료 슬러리 중에 내포하는 금속의 입자를 현탁해도 강산의 용매에 용해할 일 없이 안정하게 존재시킬 수 있다.In the present invention, as described above, particles of the metal for inclusion suspended in the raw material slurry are subjected to surface modification for coating the surface with an oxide film containing a constituent element of glass. By performing this surface-soluble surface modification, even if the particle | grains of the metal contained in a raw material slurry are suspended, it can exist stably, without melt | dissolving in the solvent of a strong acid.

또, 이와 같이 본 발명에 의한 금속 내포 유리 입자의 제조방법에서는 내포하는 금속의 표면에 산화물 막을 형성하는 공정에 의해 내용해성을 부여하는 것이 바람직하며, 이것에 의해서 본질적으로 내포하는 금속의 종류나 형상, 입경 등의 금속의 특성이 제한되는 일은 없으며, 유리의 구성 원소의 금속도 내포할 수 있다. Moreover, in this way, in the manufacturing method of the metal-containing glass particle by this invention, it is preferable to provide solvent resistance by the process of forming an oxide film in the surface of the metal to be contained, and by this the kind and shape of the metal contained essentially. The characteristics of the metal, such as the particle size, are not limited, and the metal of the constituent elements of the glass may also be contained.

유리 입자의 유리의 구성 원소를 포함하는 산화물 막으로서는 유리의 망상 구조 구성 원소인 산화 실리콘이 호적하게 이용될 수 있는데, 산성 용액으로의 내용해성을 가지는 것이면 특히 제한은 없으며, 질화물, 탄화물 등을 포함해도 좋다. 이 유리의 구성 원소를 포함하는 산화물의 형성 방법은 금속 알콕시드의 가수분해에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 구체적인 표면 개질 산화물의 형성 방법의 일예를 하기에 서술한다. As the oxide film containing the glass constituent elements of the glass particles, silicon oxide, which is a network structure constituent element of the glass, can be suitably used, and there is no particular limitation as long as it has solvent resistance to an acidic solution, and includes nitride, carbide, etc. You may also The formation method of the oxide containing this structural element of glass can be easily obtained by hydrolysis of a metal alkoxide. An example of the formation method of a specific surface modification oxide is described below.

우선, 내포하는 금속 입자를 목적으로 하는 양으로 정확하게 평량(枰量)해 에탄놀 등의 비수성 용매 중에 분산하게 한다. 이 금속 입자를 분산하게 한 비수성 용매 중에 표면 개질 물질의 원료가 되는 에틸 오르토실리케이트(ethyl orthosilicate) 등의 등의 금속 알콕시드를 목적으로 하는 코트 두께가 되는 양으로 정확하게 평량, 첨가해 분산 처리를 행한다. First, the contained metal particles are precisely weighed in a desired amount to be dispersed in a non-aqueous solvent such as ethanol. In a non-aqueous solvent in which the metal particles are dispersed, a basis weight is precisely added in an amount which becomes a coat thickness for the purpose of metal alkoxide such as ethyl orthosilicate, which is a raw material of the surface-modifying material, and the dispersion treatment is performed. Do it.

다음으로, 에탄놀 등의 비수성 용매 중에 에틸 오르토실리케이트를 충분히 가수 분해할 수 있을 만큼의 양의 물을 더한 것을 준비한다. 다음으로, 금속과 금 속 알콕시드를 분산하게 한 용액 중에 분산 처리를 행하면서, 물을 첨가한 가수 분해용 용액을 적하하고, 금속 알콕시드를 가수분해 시켜 금속 입자의 표면에 표면 개질을 산화물을 형성한다. Next, what added water of the quantity enough to fully hydrolyze ethyl orthosilicate in non-aqueous solvents, such as ethanol, is prepared. Next, while the dispersion treatment is performed in a solution in which the metal and the metal alkoxide are dispersed, a solution for hydrolysis added with water is added dropwise, the metal alkoxide is hydrolyzed to give an oxide surface modification on the surface of the metal particles. Form.

이와 같은 수법은, 표면 개질 산화물의 형성 방법의 일예이며, 물론 다른 금속 입자의 표면으로의 표면 개질 산화물 형성 방법을 이용해도 지장은 없다. 이 표면 개질 산화물의 형성법은 기상에서의 코트법인 CVD법이나 스퍼터(sputter)법, 다른 액상을 이용해도 좋다. Such a method is an example of the method of forming the surface-modified oxide, and of course, there is no problem even if the surface-modified oxide-forming method on the surface of other metal particles is used. As the method for forming the surface-modified oxide, a CVD method, a sputtering method, or another liquid phase, which is a coating method in the gas phase, may be used.

이와 같이 내포하는 금속 입자의 표면을 개질해 산화물 막을 형성함으로써 원료 슬러리의 열 분해 시에 보이는 내포 금속의 산화 반응을 억제할 수 있기 때문에 분무열 분해 시의 분위기를 대기 분위기라고 할 수 있으며, 금속의 산화를 억제하기 위해서 환원성 분위기를 사용하는 등의 특수한 조정의 필요성이 없는 특징도 가지고 있다. 따라서, 산성 용액을 이용하지 않는 유기 금속 화합물의 혼합물이나 졸 혼합물을 원료 슬러리에 이용했을 경우라도 이 표면 개질을 행하는 것이 바람직하다. By modifying the surface of the metal particles contained in this manner to form an oxide film, the oxidation reaction of the inclusion metals seen during thermal decomposition of the raw material slurry can be suppressed, so that the atmosphere during spray thermal decomposition can be referred to as an atmospheric atmosphere. It also has the feature of not requiring special adjustment such as using a reducing atmosphere to suppress oxidation. Therefore, it is preferable to perform this surface modification, even when the mixture of the organometallic compound which does not use an acidic solution, or a sol mixture is used for a raw material slurry.

또한 본 발명의 원료 슬러리로서 산성용액 및 유기 금속 화합물 등을 이용해서 얻어진 금속 내포 유리 입자는 산성용액 및 유기 금속 화합물 등의 구성 원소, 예를 들면 질소나 탄소가 수십 ppm에서 1.0wt%이하 정도로 잔존할 가능성이 있는데, 본 발명의 유리 입자를 이용하는 용도에 의해서 잔존량은 적당히 조정된다. In addition, the metal-containing glass particles obtained by using an acidic solution, an organometallic compound, and the like as the raw material slurry of the present invention remain constituent elements such as an acidic solution and an organometallic compound, such as nitrogen or carbon, in a few tens of ppm to 1.0 wt% or less. There is a possibility that the residual amount is appropriately adjusted by the use of the glass particles of the present invention.

상술한 바와 같이 제작된 금속 내포 유리 입자를 다른 특성을 가지는 유리 성분을 포함하는 원료 슬러리 중에 현탁시켜, 소망의 분무 방식에 의해 미세한 액 적을 형성하고, 열 분해에 의해 원료 슬러리의 유리 성분을 현탁시킨 금속 내포 유리 입자의 표면에 형성함으로써 금속 내포 유리 입자를 핵으로 하며, 그 표면을 다른 유리 성분으로 피복한 구조를 가지는 유리 입자를 얻을 수 있다. The metal-containing glass particles produced as described above were suspended in a raw material slurry containing a glass component having different properties, fine droplets were formed by a desired spraying method, and the glass component of the raw material slurry was suspended by thermal decomposition. By forming on the surface of the metal-containing glass particles, glass particles having a structure in which the metal-containing glass particles are used as a nucleus and the surface is coated with other glass components can be obtained.

또, 이 구조를 가지는 금속 내포 유리 입자의 제조 공정을 반복해서 행함으로써 적어도 2층 이상의 다층 구조를 부여하는 것이 가능해지며, 보다 정밀하게 여러 가지 특성을 제어할 수 있다. 예를 들면, 금속 내포 유리 입자를 상기 유리 조성의 융점보다도 낮은 융점을 가지는 유리 성분을 포함하는 원료 슬러리를 이용해 금속 내포 유리 입자를 제작할 때와 동일하게 분무열 분해법을 행하는 것에 의해서 제작할 수 있다. Moreover, by repeating the manufacturing process of the metal containing glass particle which has this structure, it becomes possible to give a multilayered structure of at least 2 layers or more, and can control various characteristics more precisely. For example, the metal-containing glass particles can be produced by performing a spray pyrolysis method in the same manner as when producing the metal-containing glass particles using a raw material slurry containing a glass component having a melting point lower than the melting point of the glass composition.

[실시예]EXAMPLE

이하에서 본 발명의 상세를 실시예에 근거해서 설명한다. Hereinafter, the detail of this invention is demonstrated based on an Example.

<실시예 1><Example 1>

내포 금속의 제작Fabrication of Inclusion Metals

내포하는 금속 입자로서의 니켈 입자를 가스중증발법으로 제작하였다. 헬륨 분위기 중에서 분위기 압력 6.65kPa으로 조정한 반응기 내에, 산화마그네슘 용해로 내에 니켈 잉곳(ingot)을 80g 넣고, 유도 전류(54A)를 인가한 유도 코일에 의한 유도 가열에 의해 약 1800도로 가열해 증발시켰다. 증발시킨 니켈 증기를 매분 4리터의 속도로 공급하고 있는 헬륨 가스 기류 중에서 냉각하고, 필터에 의해 회수하였다. 제작한 니켈 입자 집합체의 비표면적 크기는 30nm이었다. Nickel particles as metal particles contained therein were produced by the gas evaporation method. In a reactor adjusted to an atmospheric pressure of 6.65 kPa in a helium atmosphere, 80 g of nickel ingot was placed in a magnesium oxide melting furnace, and heated to about 1800 degrees by eduction heating by an induction coil to which an induction current 54A was applied to evaporate. The evaporated nickel vapor was cooled in a helium gas stream supplied at a rate of 4 liters per minute and recovered by a filter. The specific surface area size of the produced nickel particle aggregate was 30 nm.

내포 금속으로의 내용해성 부여를 위한 산화물 코트 에탄놀 중에 상기 방법 에 의해 제작한 니켈 입자 집합체를 넣고, 니켈 입자 집합체의 표면에 두께 2nm, 6nm, 8nm의 산화 실리콘 막을 형성할 수 있는 양의 에틸 오르토실리케이트(TEOS)를 넣고, 초음파 분산기에 의해 30분 분산 처리를 하였다. 계속해서, 에탄놀 중에, TEOS의 5배 양의 암모니아와 10배 양의 물을 넣어 충분히 교반 처리를 한 다음, 매초 1cc의 속도로 니켈 입자 집합체와 TEOS가 들어간 에탄놀 용액 중에, 암모니아와 물을 혼합한 에탄놀 용액을 적하해 TEOS의 가수 분해 반응을 하였다. 이 가수 분해 후, 여과에 의해 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를 용매와 분리하고, 나아가 에탄놀을 가해 초음파 세정을 행함으로써 미반응 TEOS, 암모니아를 제거하였다. 그 후, 진공 건조를 행해 각각 2nm, 6nm, 8nm의 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를 얻었다. In the oxide coat ethanol for imparting the solvent resistance to the inclusion metal, the nickel particle aggregate prepared by the above method is placed, and the amount of ethyl ortho which is capable of forming a silicon oxide film having a thickness of 2 nm, 6 nm or 8 nm on the surface of the nickel particle aggregate. A silicate (TEOS) was added and 30 minutes dispersion processing was performed by an ultrasonic disperser. Subsequently, 5 times the amount of ammonia and 10 times the amount of water of TEOS was added to the ethanol, followed by sufficient stirring. Then, ammonia and water were added to the ethanol solution containing the nickel particle aggregate and TEOS at a rate of 1 cc per second. The mixed ethanol solution was added dropwise to perform a hydrolysis reaction of TEOS. After this hydrolysis, the nickel particle aggregate in which the silicon oxide film was formed by filtration was separated from the solvent, and ethanol was added to ultrasonic cleaning to remove unreacted TEOS and ammonia. Thereafter, vacuum drying was performed to obtain a nickel particle assembly in which silicon oxide films of 2 nm, 6 nm, and 8 nm were formed, respectively.

이 가수 분해 처리에 의해 제작한 니켈 입자 집합체를 투과전자현미경(TEM)에서 관찰한 결과를 도 2에 나타낸다. The result of having observed the nickel particle aggregate produced by this hydrolysis process with the transmission electron microscope (TEM) is shown in FIG.

표면의 산화 실리콘 막의 막 두께는 설계대로 2nm, 6nm, 8nm이며, 도 2(a)에 나타내는 2nm의 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체에서는, 산화 실리콘 막의 표면의 요철이 크고, 균일한 두께로 형성되지 않았으나, 도 2(b, c)에 각각 나타낸 6nm, 8nm의 산화 실리콘 막을 형성된 니켈 입자 집합체에서는 그 표면의 요철도 없고 입자 전면에 균일한 두께를 가지고 있었다. The film thickness of the silicon oxide film on the surface is 2 nm, 6 nm, or 8 nm as designed, and in the nickel particle aggregate in which the 2 nm silicon oxide film is formed as shown in Fig. 2 (a), the unevenness of the surface of the silicon oxide film is large and is not formed to a uniform thickness. However, in the nickel particle aggregate in which the silicon oxide films of 6 nm and 8 nm, respectively, shown in Figs. 2 (b) and (c) were formed, there was no irregularities on the surface thereof and had a uniform thickness on the entire particle surface.

다음으로, 이 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를 pH2로 조정된 초산계 분무 원료 용액 중에 넣고, 니켈 이온 검사기에 의해 용해 상태를 확인한 결과, 산화 실리콘 막의 두께가 2nm의 니켈 입자 집합체는 투입 후 30분 후부터 니켈 이온이 검출되었다. 그러나, 산화 실리콘 막의 두께가 6nm 및 8nm의 각각의 니켈 입자 집합체는 투입으로부터 16시간 경과해도 니켈 이온이 검출되지 않고, 산성 용액 중에서의 내용해성의 부여가 충분히 기능하고 있음이 나타났다. 이 결과에서 니켈 입자 집합체에 형성되는 산화 실리콘 막의 두께는 5nm이상이 바람직하고, 장시간의 합성을 행하는 때는 니켈 입자 표면에 부여하는 내용해성 물질은 입자 전면에 산화 실리콘 막이 형성되는 것이 불가결한 것임이 나타났다.Next, the nickel particle aggregate in which this silicon oxide film was formed was put into the acetic acid spray raw material solution adjusted to pH2, and the melt | dissolution state was confirmed by the nickel ion tester, As a result, the nickel particle aggregate whose thickness of a silicon oxide film is 2 nm is 30 minutes after addition. Nickel ions were detected later. However, it was found that nickel ions were not detected even after 16 hours from the addition of the nickel oxide aggregates having a thickness of 6 nm and 8 nm in the thickness of the silicon oxide film, and the provision of solvent resistance in the acidic solution was sufficiently functioned. As a result, the thickness of the silicon oxide film formed on the nickel particle aggregate is preferably 5 nm or more, and it is indispensable that the solvent-resistant substance applied to the surface of the nickel particles is indispensable for the silicon oxide film to be formed on the entire surface of the particle during long-time synthesis. .

아울러, 비교예로서 표면에 산화물 막을 형성하지 않는 니켈 입자 집합체를 pH2로 조정한 초산계 분무 원료 용액에 넣고, 니켈 이온 검사기에 의해 용해 상태를 확인한 결과, 투입 5분 후에는 거품이 발생되고, 25ppm의 니켈 이온이 용해되고 있음을 알았다. 또한, 투입으로부터 16시간 경과한 상태에서는, 니켈 입자 집합체가 완전히 용해하고 있음이 확인되었다. In addition, as a comparative example, the nickel particle aggregate which does not form an oxide film on the surface was put into the acetic acid spray raw material solution adjusted to pH2, and when melt | dissolution was confirmed by the nickel ion tester, foaming generate | occur | produces after 5 minutes of addition, and it is 25 ppm It was found that the nickel ions were dissolved. In addition, it was confirmed that the nickel particle aggregate was melt | dissolving completely in the state which passed 16 hours after input.

원료 슬러리의 제작Fabrication of Raw Material Slurry

산성의 용액 중에 출발 원료로서 산화 실리콘 졸(입경 <5nm)과, 붕산, 탄산 바륨, 탄산 리튬을 산화물 환산에서 28:21:43:8이 되도록 각각 정확하게 평량해 비커(beaker)에 넣고, 이것에 산화물 농도에서 4wt%이 되는 물을 첨가하고, 각 구성 원소를 용해해 분무 원료 용액(A)을 얻었다. In an acidic solution, silicon oxide sol (particle size <5 nm), boric acid, barium carbonate, and lithium carbonate are precisely weighed so as to be 28: 21: 43: 8 in terms of oxide, and placed in a beaker. Water to 4 wt% was added at the oxide concentration, and each constituent element was dissolved to obtain a spray raw material solution (A).

그런 다음, 8nm의 두께로 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를 금속 니켈 환산에서 1.2vol%의 농도가 되도록 평량하고, 수중에서 30분간 초음파 분산을 행한 것을 분무 원료 용액(A)에 첨가해 전체의 농도가 산화물 환산에서 2.5wt%가 되도록 조정해 충분히 교반해, 니켈 입자 집합체를 분산되어진 원료 슬러리(B)를 얻었다. 이 원료 슬러리(B)를 2시간 교반해 용액 중의 니켈 이온 농도를 측정하였으나, 니켈 이온은 검출되지 않았다. Then, the nickel particle aggregate in which the silicon oxide film was formed to a thickness of 8 nm was basis weighted so as to have a concentration of 1.2 vol% in terms of metal nickel, and ultrasonic dispersion in water for 30 minutes was added to the spray raw material solution (A) to give a total concentration. The raw material slurry (B) in which the nickel particle aggregate was disperse | distributed was adjusted by fully adjusting so that it might become 2.5 wt% in conversion of the oxide. Although this raw material slurry (B) was stirred for 2 hours and the nickel ion concentration in the solution was measured, nickel ion was not detected.

이 경우, 금속 니켈의 농도 1.2vol%는 입경 1μm의 유리 입자를 상정했을 경우에, 입경 30nm의 니켈 입자가 약 100개 분산된 농도이다. 더욱이, 원료 슬러리(B)의 농도인 2.5wt%는 원료 슬러리(B)를 분무형상으로 한 액적의 입경을 5μm으로 했을 경우에, 1μm의 유리 입자를 얻을 수 있는 농도이다. In this case, a concentration of 1.2 vol% of metallic nickel is a concentration at which about 100 nickel particles having a particle size of 30 nm are dispersed when a glass particle having a particle size of 1 μm is assumed. Furthermore, 2.5 wt% of the concentration of the raw material slurry (B) is a concentration capable of obtaining 1 μm of glass particles when the particle diameter of the droplet having the raw material slurry (B) in the form of a spray is 5 μm.

분무열 분해법에 의한 금속 내포 유리 입자의 제작Fabrication of metal-containing glass particles by spray pyrolysis

도 3에 본 발명의 금속 내포 유리 입자의 제조방법에 이용되는 분무열 분해장치를 나타낸다. 이 분무열 분해장치는 상술 한 바와 같이 공지의 장치이다.The spray pyrolysis apparatus used for the manufacturing method of the metal containing glass particle of this invention is shown in FIG. This spray pyrolysis apparatus is a known apparatus as described above.

전기 히터에 의해서 로체부의 온도를 900도로 조정한 복사열 가열방식의 종형(縱型) 분무열 분해로에, 상기한 원료 슬러리(B)를 원료 펌프에 의해 10mL/분의 속도로, 2kgf/cm2의 압력의 공기를 20L/분의 유량으로, 각각 2유체 노즐에 공급함으로써, 제작한 무적(霧滴)을 로체 내에 도입해 열 분해 반응을 일으키게 하였다. 한편, 내경 200mm, 길이 1000mm, 가열 길이 1000mm의 화로관에서 반송 가스 유량 35L/min, 무화량(霧化量) 100mL/h으로 하고, 체류시간 8.6s로 열 분해 반응을 일으키게 하였다. 이 때의 분무 분위기는 공기이다. 아울러, 여기에서는 아닐과 같은 열 처리를 행하지 않았다. 이 열 분해 반응에 의해 제작한 금속 내포 유리 입자 집합체는 기류에 의해 버그 필터를 구비한 제품 포집기(捕集器)의 회수부에 도입되어 회수되었다. In the vertical spray pyrolysis furnace of the radiant heat heating method in which the temperature of the furnace body was adjusted to 900 degrees by an electric heater, the above-described raw material slurry (B) was charged at a rate of 10 mL / min by a raw material pump at a rate of 2 kgf / cm 2. By supplying air at a pressure of 20 L / min to the two-fluid nozzle, respectively, the produced invincible was introduced into the furnace to cause a thermal decomposition reaction. On the other hand, in a furnace tube having an inner diameter of 200 mm, a length of 1000 mm, and a heating length of 1000 mm, the thermal decomposition reaction was caused to have a carrier gas flow rate of 35 L / min and an atomization amount of 100 mL / h, with a residence time of 8.6 s. The spray atmosphere at this time is air. In addition, heat processing like Annihil was not performed here. The metal-containing glass particle aggregate produced by this pyrolysis reaction was introduced into the recovery portion of the product collector provided with the bug filter by airflow and recovered.

<실시예2∼4><Examples 2 to 4>

실시예 1에서 나타낸 내포 금속의 제작방법 및 순서를 이용해 제작 분위기 압력을 1.13kPa으로 조정한 반응기 내에서, 니켈 잉곳을 증발시켜, 비표면적 크기 15nm의 니켈 입자 집합체를 얻었다. 이 니켈 입자 집합체에, 실시예 1에 나타낸 산화물 코트법을 이용해, 니켈 입자 표면에 8nm의 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를 얻었다. 이 산화 실리콘 막이 형성된 니켈 입자 집합체를, 실시예 1에 나타낸 분무 원료 용액(A)에 금속 니켈 환산에서 1.2, 2.4, 3.6vol%의 농도가 되도록 평량하고, 수중에서 30분간 초음파 분산을 행한 것을 분무 원료 용액(A)에 첨가해 전체 농도가 산화물 환산에서 2.5wt%이 되도록 조정하고, 충분히 교반해 금속 니켈 입자 집합체를 분산시켜 이루어지는 원료 슬러리를 얻었다. Nickel ingots were evaporated in a reactor in which the production atmosphere pressure was adjusted to 1.13 kPa using the method and procedure for fabricating the inclusion metal shown in Example 1 to obtain a nickel particle assembly having a specific surface area size of 15 nm. The nickel particle aggregate in which the silicon oxide film of 8 nm was formed in the nickel particle surface was obtained using the oxide coat method shown in Example 1 for this nickel particle aggregate. The nickel particle aggregate in which the silicon oxide film was formed was basis weighted so as to have a concentration of 1.2, 2.4, and 3.6 vol% in terms of metal nickel in the spray raw material solution (A) shown in Example 1, and sprayed with ultrasonic dispersion for 30 minutes in water. It added to the raw material solution (A), it adjusted so that the total concentration might be 2.5 wt% in conversion of an oxide, and fully stirred, and obtained the raw material slurry which disperse | distributes a metal nickel particle aggregate.

이 금속 니켈 입자 함유의 원료 슬러리를 실시예 1과 동일한 조건으로 분무열 분해를 행해 실시예 2∼4의 금속 내포 유리 입자를 얻었다.Spraying thermal decomposition was performed on the raw material slurry containing this metal nickel particle on the conditions similar to Example 1, and the metal-containing glass particle of Examples 2-4 was obtained.

<비교예 1>Comparative Example 1

금속 내포 유리 입자와의 특성을 비교하는 목적으로 니켈을 포함하지 않는 분무 원료 용액(A)을 이용한 유리 입자 집합체를 상기와 같은 조건, 순서에 의해 제작하였다.The glass particle aggregate using the spray raw material solution (A) which does not contain nickel was produced by the above conditions and procedure for the purpose of comparing the characteristic with the metal containing glass particle.

실시예 1에서 제작한 금속 내포 유리 입자 집합체 및 비교예 1의 유리 입자 집합체의 결정상을 X선회석(XRD)을 이용해서 동정(同定)한 결과, 금속 내포 유리 입자 집합체에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 금속 니켈에 기인하는 피크와, 도 5에 나타낸 니켈을 포함하지 않는 유리 입자 집합체에 보여지는 20°∼40°부근의 광범위한(broad) 피크가 관찰되며, 내포한 니켈이 금속 상태로 존재하고 있는 점, 유리 성분은 유리 입자가 되어 있는 점이 나타났다.As a result of identifying the crystal phases of the metal-containing glass particle aggregate produced in Example 1 and the glass particle aggregate of Comparative Example 1 using X-ray lime (XRD), the metal-containing glass particle aggregate is shown in FIG. 4. Likewise, peaks attributable to metal nickel and broad peaks around 20 ° to 40 ° observed in the glass particle aggregates not containing nickel shown in FIG. 5 are observed, and the contained nickel is present in the metal state. The point and the glass component turned into glass particles.

나아가, 도 6에 나타낸 금속 니켈 농도를 바꾼 실시예 2∼4에서 제작한 금속 내포 유리 입자 집합체의 XRD차트로부터, 원료 슬러리 중의 금속 니켈 농도가 높아짐에 따라 XRD차트 상의 금속 니켈에 기인하는 피크가 커지며, 금속 내포 유리 입자 집합체 중의 금속량은, 원료 슬러리 중에 혼합하는 금속 입자의 양에 의해 제어할 수 있음을 나타내고 있다. 한편, 도 6에는 비교예 1을 함께 나타내고 있다.Furthermore, from the XRD chart of the metal-containing glass particle aggregates produced in Examples 2 to 4 in which the metal nickel concentrations shown in FIG. The amount of metal in the metal-containing glass particle aggregate is shown to be controlled by the amount of metal particles to be mixed in the raw material slurry. 6 shows Comparative Example 1 together.

표 1에는, 실시예 1∼4 및 비교예 1의 각 특성 일람을 나타낸다.Table 1 shows each characteristic list of Examples 1-4 and Comparative Example 1. FIG.

니켈 입경 (nm)Nickel particle size (nm) 니켈 농도 (vol%)Nickel Concentration (vol%) 니켈 피크Nickel peak 니켈 피크 강도(cps)Nickel peak strength (cps) 유리 전이 온도(℃)Glass transition temperature (℃) 결정화 온도 (℃)Crystallization temperature (℃) 융해 온도 (℃)Melting temperature (℃) 입경 (μm)Particle size (μm) 비교예 1Comparative Example 1 -- 00 없음none 00 455455 621621 883883 0.440.44 실시예 1Example 1 3030 1.21.2 있음has exist 424424 456456 617617 883883 0.480.48 실시예 2Example 2 1515 1.21.2 있음has exist 5050 460460 623623 863863 0.520.52 실시예 3Example 3 1515 2.42.4 있음has exist 130130 461461 617617 867867 0.430.43 실시예 4Example 4 1515 3.63.6 있음has exist 205205 463463 615615 874874 0.420.42

또, 시차열분석(TG-DTA)에 의해 실시예 1 및 비교예 1에서 제작한 유리 입자 집합체의 유리 특성을 평가하였다. 그 결과, 도 7 및 도 8에 각각 나타내는 바와 같이, 양측 시료 모두 같은 온도에서 유리 전이, 유리화, 융해에 따른 피크가 확인되며, 니켈을 내포시켜도 니켈을 포함하지 않는 유리 입자 집합체와 동등한 특성을 나타내었다.In addition, the glass properties of the glass particle aggregates produced in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated by differential thermal analysis (TG-DTA). As a result, as shown in Fig. 7 and Fig. 8, both samples showed peaks at the same temperature due to glass transition, vitrification, and melting, and exhibited properties equivalent to those of glass particle aggregates containing no nickel even when they contained nickel. It was.

나아가, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 원료 슬러리 중의 금속 니켈 농도를 바꿔서 제작된 금속 내포 유리 입자 집합체의 유리 특성도, 비교예 1의 유리 입자 집합체와 동등한 특성을 가지고 있음을 알았고, 원료 슬러리 중의 금속 니켈 농도를 높게 해도, 유리 입자 집합체에는 현저한 영향이 없음이 나타났다. 이것에 의해, 본 발명 방법으로 작성한 유리 입자의 효과 중 하나인, 유리 입자의 특성 제어가 원료 슬러리의 유리 조성에 의해 행할 수 있음을 나타났다.Furthermore, as shown in Table 1 above, it was found that the glass properties of the metal-containing glass particle aggregates produced by varying the metal nickel concentration in the raw material slurry also had the same characteristics as the glass particle aggregates of Comparative Example 1, and the metals in the raw material slurry were It was shown that even if the nickel concentration was increased, there was no significant effect on the glass particle aggregate. This showed that the property control of the glass particle which is one of the effects of the glass particle created by the method of this invention can be performed by the glass composition of a raw material slurry.

주사형 전자현미경에 의해 실시예 1, 비교예 1 및 실시예 2의 유리 입자를 관찰하였다. 그 결과를 도 9, 도 10, 도 11에 각각 나타낸다. 한편, 각 도에서 (a)은 2차 전자상, (b)은 반사 전자상의 SEM 사진을 각각 나타내고 있다.The glass particles of Example 1, Comparative Example 1, and Example 2 were observed with a scanning electron microscope. The results are shown in Figs. 9, 10, and 11, respectively. In each figure, (a) shows the secondary electron image, and (b) shows the SEM photograph, respectively.

이 주사형 전자현미경에 의한 입자형상과 평균 입경을 평가한 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이 니켈을 내포한 유리 입자는 도 10에 나타낸 내포하고 있지 않는 유리 입자와 동일한 원형의 형상을 가지고 있었다. 또한, 그 평균 입경은 금속 내포 유리 입자가 0.48μm, 내포하고 있지 않는 유리 입자가 0.44μm으로 동등하였다. 또한, 내포 금속인 니켈의 평균 입경은 15nm이었다. As a result of evaluating the particle shape and average particle diameter by this scanning electron microscope, as shown in FIG. 9, the glass particle containing nickel had the same circular shape as the glass particle which does not contain shown in FIG. In addition, the average particle diameter was 0.48 micrometers of metallic inclusion glass particles, and 0.44 micrometers of glass particles which are not contained were equivalent. In addition, the average particle diameter of nickel which is an embedded metal was 15 nm.

나아가, 표 1에 나타낸 바와 같이 원료 슬러리 중의 금속 니켈 농도를 바꿔 제작된 금속 내포 유리 입자의 입경도, 비교예 1의 유리 입자와 동등한 크기임을 알았고, 원료 슬러리 중의 금속 니켈 농도를 높게 해도, 유리 입자의 입경에는 현저한 영향이 없음이 나타났으며, 본 발명 방법으로 제작한 유리 입자의 효과 중 하나인, 유리 입자의 입경이 원료 슬러리의 유리 성분 농도에 의해 제어할 수 있음이 나타났다.Furthermore, as shown in Table 1, it was found that the particle size of the metal-containing glass particles produced by changing the metal nickel concentration in the raw material slurry was the same size as that of the glass particles of Comparative Example 1, and the glass particles were increased even if the metal nickel concentration in the raw material slurry was increased. It was shown that there is no significant effect on the particle diameter of, and that the particle diameter of the glass particles, which is one of the effects of the glass particles produced by the method of the present invention, can be controlled by the glass component concentration of the raw material slurry.

또, 주사형 전자현미경에서의 관찰에 있어서, 도 9 및 도 10과를 비교하면, 도 10에 나타낸 바와 같이 니켈을 내포하지 않는 것은 2차 전자상와 반사 전자상에 명확한 콘트라스트의 차이는 보이지 않았는데 비해, 도 9에 나타낸 바와 같이 실시예 1에서 제작한 니켈을 내포한 유리 입자에서는 반사 전자상에 있어서 금속의 존재를 나타내는 명확한 콘트라스트가 관찰되며, 유리 입자 내에 금속 상태로 니켈이 존재하는 것이 시사되었다.In addition, in the observation with a scanning electron microscope, compared with FIG. 9 and FIG. 10, the thing which does not contain nickel as shown in FIG. 10 did not show a clear contrast difference in a secondary electron image and a reflection electron image, compared with FIG. As shown in Fig. 9, in the glass particles containing nickel produced in Example 1, a clear contrast indicating the presence of a metal was observed in the reflection electron phase, and the presence of nickel in the metal state was suggested in the glass particles.

나아가, 도 11에 나타낸 바와 같이 실시예 1보다도 입경의 작은 니켈 입자를 같은 농도에서 원료 용액(A)에 혼합해 얻은 실시예 2의 상태로 제작한 시료의 2차 전자상에서는 도 9에 비해 금속의 존재를 나타내는 명확한 콘트라스트의 크기가 작고, 입경이 작은 니켈 입자가 내포시켜져 있음이 나타나며, 본 발명 방법으로 제작한 유리 입자의 효과 중 하나인, 유리 입자에 내포된 니켈의 입경이 원료 슬러리 중에 혼합하는 니켈의 입경에 의해 제어할 수 있음이 나타났다.Furthermore, as shown in FIG. 11, in the secondary electron image of the sample produced in the state of Example 2 obtained by mixing nickel particle with a particle diameter smaller than Example 1 in the raw material solution A at the same density | concentration, compared with FIG. It is shown that nickel particles containing a small amount of clear contrast and small particle diameter are contained, and the particle diameter of nickel contained in the glass particles, which is one of the effects of the glass particles produced by the method of the present invention, is mixed in the raw material slurry. It was found that can be controlled by the particle size of nickel.

투과형 전자현미경(TEM)과 에너지 분산형 X선 분석 현미분석기(EDX)을 이용해 금속 내포 유리 입자 집합체의 입자 내의 조성 평가를 하였다. 실시예 3의 조건에서 제작한 시료의 TEM상과 EDX의 측정점을 도 12에 나타낸다. 나아가, 도 13에 관찰 시야 전체의 EDX차트를 나타낸다. The compositional evaluation of the particle | grains of the metal-containing glass particle aggregate was performed using the transmission electron microscope (TEM) and the energy dispersive X-ray analysis microscope (EDX). The measurement point of the TEM image and EDX of the sample produced on condition of Example 3 is shown in FIG. 13, the EDX chart of the whole observation field is shown.

도 13에 나타낸 바와 같이, 관측된 금속 내포 유리 입자 집합체에는 유리의 주요 구성 원소인 실리콘, 바륨에 기인하는 피크와, 내포 금속인 니켈의 피크가 검출되며, 유리 입자에 금속 성분이 포함되어 있음을 나타내었다. 또한, 도 13 중에 구리의 피크는 TEM 관찰 그리드(grid)의 것이다.As shown in FIG. 13, the observed metallic inclusion glass particle aggregates detect peaks attributable to silicon and barium, which are the major constituent elements of glass, and peaks of nickel, the inclusion metal, and include metallic components in the glass particles. Indicated. In addition, the peak of copper in FIG. 13 is that of a TEM observation grid.

이 금속 내포 유리 입자의 입자 내부의 상세한 조성을 측정점 1 및 측정점 2의 각 부분에서 분석한 결과를 도 14 및 도 15에 각각 나타낸다. 측정점 1에서는 도 14에 나타낸 바와 같이 니켈과 유리 입자의 주성분인 실리콘과 바륨의 피크가 포함되고 있으며, 측정점 2에서는 도 15에 나타내고 있는 바와 같이 니켈이 포함되지 않고 유리 입자의 주성분인 실리콘과 바륨의 피크를 확인할 수 있었다. 이 결과에서 제작한 금속 내포 유리 입자는 하나의 입자 내에 금속 니켈과 유리가 분리된 상태로 입자 내에 존재한다. 즉, 금속 니켈이 유리 입자 내에 내포되어 있는 유리 입자임이 나타났다.The result of having analyzed the detailed composition inside the particle | grains of this metal containing glass particle in each part of the measuring point 1 and the measuring point 2 is shown to FIG. 14 and FIG. 15, respectively. In measurement point 1, as shown in FIG. 14, the peaks of silicon and barium, which are the main components of nickel and glass particles, are included. In measurement point 2, as shown in FIG. 15, nickel and no peak of silicon and barium, which are the main components of the glass particles, are included. The peak could be confirmed. The metal-containing glass particles produced in this result are present in the particles in a state where metal nickel and glass are separated in one particle. That is, it turned out that metal nickel is glass particle contained in glass particle.

본 발명은, 전자 부품의 제조 등에 이용할 수 있는 유리 재료로서 유용하다. This invention is useful as a glass material which can be used for manufacture of an electronic component, etc.

본 발명의 유리 입자를 이용하면, 유리 입자를 용매에 분산시킨 경우, 유리 입자가 금속 입자의 움직임을 억제하므로 금속 입자의 응집을 방지하고, 유리 입자와 금속 입자가 균일하게 분산된 슬러리를 제작할 수 있다. When the glass particles of the present invention are used, when the glass particles are dispersed in a solvent, the glass particles suppress the movement of the metal particles, thereby preventing agglomeration of the metal particles and producing a slurry in which the glass particles and the metal particles are uniformly dispersed. have.

또, 본 발명의 유리 입자의 제조방법에 따르면, 유리 분말과 금속 분말 각각의 원료 분말을 준비하고, 혼합, 용융, 분쇄와 같은 많은 공정을 필요로 하지 않고, 사전에 금속 입자가 내포된 유리 입자를 적은 공정으로, 고효율적이면서 저가격으로 제공할 수 있다. 나아가, 금속 입자의 종류나 유리 입자의 조성에 제한이 없고, 베리에이션이 풍부한 유리 입자나 유리 입자 집합체를 제공하는 것이 가능하다. In addition, according to the method for producing glass particles of the present invention, the glass particles in which the metal particles are contained in advance are prepared by preparing raw material powders of the glass powder and the metal powder, and not requiring many processes such as mixing, melting, and pulverization. In a small process, high efficiency and low cost can be provided. Furthermore, there is no restriction | limiting in the kind of metal particle or the composition of glass particle, It is possible to provide the glass particle and glass particle aggregate which are rich in variation.

Claims (12)

금속 입자가 내포된 유리 입자이며, 상기 금속 입자의 표면이 산화물 막으로 피복되어 있음을 특징으로 하는 유리 입자. Glass particles containing metal particles, wherein the surface of the metal particles is coated with an oxide film. 제1항에 있어서, 상기 산화물 막이 상기 유리 입자의 구성 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 입자. The glass particle according to claim 1, wherein the oxide film contains a constituent element of the glass particle. 제1항에 있어서, 상기 산화물 막이 산화 실리콘, 산화 붕소 및 산화 인 중에서 적어도 어느 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 입자. The glass particle according to claim 1, wherein the oxide film contains at least one of silicon oxide, boron oxide, and phosphorus oxide. 제1항에 있어서, 상기 유리 입자의 입경이 내포된 상기 금속 입자의 입경의 2배 이상 20만배 이하임을 특징으로 하는 유리 입자. The glass particle according to claim 1, wherein the particle diameter of the glass particles is at least two times and not more than 200,000 times that of the metal particles contained therein. 제1항에 있어서, 복수의 상기 금속 입자를 분산된 상태로 내포되어 있음을 특징으로 하는 유리 입자. The glass particle according to claim 1, wherein a plurality of said metal particles are contained in a dispersed state. 제1항에 있어서, 상기 유리 입자는 다른 유리 성분으로부터 이루어지는 복수의 유리층이 상기 유리 입자의 중심에서 외측을 향해 적층되어 이루어지는 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 입자. The glass particle according to claim 1, wherein the glass particles have a multilayer structure in which a plurality of glass layers made of different glass components are laminated outward from the center of the glass particles. 제1항에 기재의 유리 입자가 집합해서 이루어지는 유리 입자 집합체이며, 평균 입경이 0.01μm이상 10μm이하인 것을 특징으로 하는 유리 입자 집합체. It is a glass particle aggregate by which the glass particle of Claim 1 aggregates, The average particle diameter is 0.01 micrometer-10 micrometers, The glass particle aggregate characterized by the above-mentioned. 제5항에 기재의 유리 입자가 집합해서 이루어지는 유리 입자 집합체이며, 평균 입경이 0.01μm이상 10μm이하인 것을 특징으로 하는 유리 입자 집합체. It is a glass particle aggregate by which the glass particle of Claim 5 aggregates, The average particle diameter is 0.01 micrometer or more and 10 micrometers or less, The glass particle aggregate characterized by the above-mentioned. 제6항에 기재의 유리 입자가 집합해서 이루어지는 유리 입자 집합체이며, 평균 입경이 0.01μm이상 10μm이하인 것을 특징으로 하는 유리 입자 집합체. It is a glass particle aggregate by which the glass particle of Claim 6 aggregates, The average particle diameter is 0.01 micrometer or more and 10 micrometers or less, The glass particle aggregate characterized by the above-mentioned. 금속 입자가 내포된 유리 입자의 제조방법이며, It is a method for producing glass particles containing metal particles, 내포시키는 상기 금속 입자의 표면을 산화물 막으로 피복하는 공정과,Coating a surface of the metal particles to be contained with an oxide film; 유리의 구성 원소를 포함하는 용액 중에 표면을 산화물 막으로 피복되어진 상기 금속 입자를 혼합해 원료 슬러리를 제작하는 공정과,Mixing the metal particles coated on the surface with an oxide film in a solution containing a constituent element of glass to produce a raw material slurry; 상기 원료 슬러리를 액적(液滴)으로 해서 고온의 로체 내부에 도입해서 열 분해하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 입자의 제조방법. A method for producing glass particles, comprising the step of introducing the raw material slurry into droplets and introducing it into a high-temperature furnace body to thermally decompose. 제10항에 있어서, 상기 열 분해의 온도가 상기 유리 유리 전이 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 유리 입자의 제조방법. The method for producing glass particles according to claim 10, wherein the temperature of the thermal decomposition is higher than the glass glass transition temperature. 제10항에 있어서, 얻어진 유리 입자를 상기 유리 입자와 다른 유리 성분을 포함하는 용액 중에 혼합해서 원료 슬러리를 제작하는 공정과, The process of Claim 10 which mixes the obtained glass particle in the solution containing the said glass particle and another glass component, and prepares a raw material slurry, 제작된 상기 원료 슬러리를 액적으로 해서 고온의 로체 내부에 도입해 열 분해하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 입자의 제조방법. A method of producing glass particles, characterized by further comprising the step of introducing the resulting raw material slurry into droplets and introducing it into a high-temperature furnace body for thermal decomposition.
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