KR20140024829A - 은분 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

은페이스트의 용제나 수지 등과의 상용성 및 분산성이 우수한 은분 및 그 제조 방법을 제공하기 위해서, 본 발명에 따른 은분은, 은분의 표면에 유기 피막층을 형성하고, 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상이고, 본 발명에 따른 은분의 제조 방법은, 은입자에 표면 처리를 행함에 따라 표면에 유기 피막층을 형성한 후, 유기 피막층에 손상을 부여하지 않을 정도로 충분한 해쇄 처리를 행한다.

Description

은분 및 그 제조 방법{SILVER POWDER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 은분 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 전자 기기의 배선층이나 전극 등의 형성에 이용되는 은페이스트의 주된 성분이 되는 은분 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 출원은, 일본국에서 2011년 6월 16일에 출원된 일본 특허 출원번호 특원 2011-134337을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로, 이들 출원을 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.

전자 기기에 있어서의 배선층이나 전극 등의 형성에는, 수지형 은페이스트나 소성형 은페이스트와 같은 은페이스트가 다용되어 있다. 이들 은페이스트를 각종 기재 상에 도포 또는 인쇄한 후, 가열 경화 또는 가열 소성함으로써, 배선층이나 전극 등이 되는 도전막을 형성할 수 있다.

예컨대, 수지형 은페이스트는, 은분, 수지, 경화제, 용제 등으로 이루어지고, 도전체 회로 패턴 또는 단자 상에 인쇄하며, 100℃∼200℃에서 가열 경화시켜 도전막으로 하여 배선층이나 전극을 형성한다.

또한, 소성형 은페이스트는, 은분, 유리, 용제 등으로 이루어지고, 도전체 회로 패턴 또는 단자 상에 인쇄하며, 600℃∼800℃로 가열 소성하여 도전막으로 하여, 배선층이나 전극을 형성한다.

이들 은페이스트로 형성된 배선층이나 전극에서는, 은분이 이어짐으로써 전기적으로 접속된 전류 패스가 형성된다.

이들 은페이스트에 사용되는 은분은, 입경이 0.1 ㎛에서 수 ㎛이며, 형성하는 배선층의 굵기나 전극의 두께 등에 따라 사용되는 은분의 입경이 상이하다. 또한, 은페이스트 중에 균일하게 은분을 분산시킴으로써, 균일한 굵기의 배선층, 균일한 두께의 전극을 형성할 수 있다.

일반적으로, 은페이스트의 제조 방법은, 각 구성 요소를 계량하여 소정의 용기에 넣고, 만능 교반기나 니이더 등을 이용하여 예비 혼련한 후, 3롤 등으로 본 혼련을 행한다. 예비 혼련에서는, 각 구성 요소끼리를 충분히 적셔 분산시키는 것이 중요하고, 이 예비 혼련을 충분히 행함으로써, 본 혼련에 있어서의 은박의 발생을 방지하고, 은페이스트 중의 은분의 입도를 원하는 입도까지 신속히 낮춰 은페이스트 중에 은분을 균일하게 분산시키는 것이 가능해진다.

따라서, 은페이스트 중에서 중량의 대부분을 차지하는 은분에는, 입경이 균일하고 응집이 적은 것뿐만 아니라, 용제나 수지 등으로 이루어지는 비히클에 대한 적합성이 좋고, 은페이스트 중에서의 분산성이 높다는 특성이 요구된다. 이러한 특성은, 부피 밀도나 입도 분포라는 분체의 구조적인 성질뿐만 아니라, 분체 표면의 슬라이딩 용이함이나 친수성, 소수성이라는 은분 표면의 화학적 성질에 의해서도 변화된다.

은페이스트에 사용되는 은분에 대해서, 예컨대 특허문헌 1에서는, 구형 은분이 특정한 부피 밀도 그리고 성형체 밀도를 갖고 있음으로써, 비히클 또는 수지와의 상용성을 양호하게 하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 표면의 화학적 성질에 관한 기재는 없고, 이러한 구조적인 파라미터 만으로는 비히클이나 수지와의 상용성을 제어하는 것은 곤란하다. 또한, 특허문헌 1에는, 은분의 제조 방법에 대해서, 상기 표면의 화학적 성질에 크게 영향을 주는 은분의 해쇄 방법 등의 제조 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.

한편, 특허문헌 2에는, 입도 분포 측정에 의한 D50값과 화상 해석에 의해서 얻어지는 입경 DIA와의 비 D50/DIA를 분체의 응집도의 기준으로 하고, 이것이 특정한 값 이하이면 저응집성이라고 기재되어 있다. 확실히, 이 값이 작으면 분체 중에 있어서의 응집체의 수는 적다고 생각된다. 그러나, 특허문헌 2에는, 특허문헌 1과 동일하게, 페이스트화할 때의 비히클이나 수지와의 상용성에 영향을 미치는 은분 표면의 화학적 성질에 관한 기재나 화학적 성질에 영향을 주는 제조 방법에 관한 기재는 없다.

은페이스트에 이용하는 은분에 대해서는, 특허문헌 1이나 특허문헌 2와 같이, 부피 밀도나 성형체 밀도, 분체의 응집도 등, 구조적인 성질만으로는 충분히 은페이스트의 용제나 수지 등과의 상용성, 분산성을 좋게 할 수는 없다. 이 때문에, 은분에 대해서는, 상용성 및 분산성의 추가의 향상이 요구되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 제2006-097086호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 제2004-100013호 공보

따라서, 본 발명은, 상기한 종래의 사정에 감안하여, 은페이스트의 용제나 수지 등과의 상용성 및 분산성이 우수한 은분 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 은분은, 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상인 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 은분의 제조 방법은, 은입자에 표면 처리를 행함으로써 표면에 유기 피막층을 형성한 후, 유기 피막층에 손상을 부여하지 않을 정도로 충분한 해쇄 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 은분의 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상인 것에 따라, 용매나 수지 등과의 상용성이 높고, 분산성이 우수하며, 용이하게 페이스트화가 가능한 것이다. 이에 따라, 본 발명에서는, 은페이스트의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 은입자 형태와 입자의 표면 형체에 대해서 모식적으로 도시한 도면이다.

이하에, 본 발명을 적용한 은분 및 은분의 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 또, 본 발명은, 특별히 한정이 없는 한, 이하의 상세한 설명에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시하는 은분(1)은, 경화제, 수지, 용제 등으로 구성되는 수지형 은페이스트나 유리, 용제 등으로 구성되는 소성형 은페이스트에 함유된다. 은분(1)이 함유된 수지형 은페이스트나 소성형 은페이스트는, 배선층이나 전극의 형성에 이용된다. 이 때문에, 은분(1)은, 전기적 접속이 도모되도록, 은페이스트의 용제나 수지와의 상용성이 좋고, 페이스트 중에 치우침 없이 분산시킬 필요가 있다. 은분(1)은, 특히 소수적인 용제를 이용한 은페이스트에 적합하다.

은분(1)은, 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상이다. 또한, 은분(1)은, 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값이 18 이하인 것이 바람직하다. 이 은분(1)은, 분체 표면의 화학적 성질을 저친수성으로 하여 슬라이딩을 좋게 함으로써, 은페이스트의 용제나 수지라는 비히클과의 상용성이 좋은 것이다. 또, 은분(1)이란, 1차 입자의 외에, 2차 입자 및 응집체도 포함하는 것으로 한다. 여기서, 도 1(A)에 도시한 바와 같이, 1차 입자란 구형상의 은입자(2)의 개개의 것을 말하고, 도 1(B)에 도시한 바와 같이, 융착, 고착 등에 의해서 1차 입자가 복수 연결된 은입자(2)를 2차 입자라고 한다. 도 1(C)에 도시한 바와 같이, 이들 1차 입자나 2차 입자의 은입자(2)가 응집한 것을 응집체라고 한다.

은분(1)은, 1차 입자가 평균 입경 0.1 ㎛∼1.5 ㎛의 범위인 것이 바람직하다. 1차 입자의 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상인 것에 의해, 은페이스트(도전성 페이스트)로 한 경우에 저항을 생기게 하지 않고 도전성을 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 1차 입자의 평균 입경을 1.5 ㎛ 이하로 함으로써, 분산성을 악화시키는 일없이, 혼련 시에 은플레이크가 발생하지 않고, 인쇄성도 양호해진다. 1차 입자의 평균 입경은, 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰에 의해 측정할 수 있다. 또한, 은분(1)의 입도는, 레이저 회절 산란법을 이용하여 측정한 D50(체적 누계 50% 직경)에서, 0.5 ㎛∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 1.0 ㎛∼4.0 ㎛인 것이 보다 바람직하다. D50을 이 범위로 함으로써, 은페이스트용으로서 바람직한 것이 되고, 내부 마찰각이 최적화되어 페이스트 중에서의 분산성이 개선된다.

은분(1)의 내부 마찰각이란, 분체의 슬라이딩 용이성을 나타내는 파라미터이며, 시판되어 있는 분체층 전단력 측정 장치에 의해서 측정하는 것이 가능하다. 은페이스트용의 은분(1)의 경우에서는, 내부 마찰각이 20°를 초과하면 입자(은분(1) 중에 있어서 독립적으로 존재하는 1차 입자, 2차 입자 혹은 응집체)사이의 슬라이딩이 나빠진다. 그 결과, 페이스트화할 때에, 용제나 수지가 은분(1)의 입자 사이에 나누어 들어갈 수 없어, 은분(1)의 표면의 일부밖에 적실 수 없게 된다. 이러한 상태로는, 교반을 행하더라도 입자끼리가 풀리기 어려워 은분(1)의 분산성이 나쁜 것이 된다. 분산성이 나쁜 은분(1)은, 각 구성 요소끼리를 적셔 분산시키는 예비 혼련에 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 3롤 밀 등에 의한 본 혼련시에 응집한 은분(1)이 으깨져 은플레이크가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 은분(1)은, 내부 마찰각이 20°이하인 것에 따라 슬라이딩이 좋아지고, 용제나 수지가 입자 사이에 들어가 상용성이 좋아지기 때문에, 은페이스트 중에 있어서의 분산성이 좋아진다.

또한, 은분(1)은, 제조 직후에 내부 마찰각이 20°이하인 것은 물론, 제조 후에 있어서도 내부 마찰각이 20°이하인 것이 유지되고, 용제나 수지에 혼합하여 페이스트화할 때에 있어서도 20°이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 은분(1)을 제조한 후, 예컨대 실온에서 1월 경과 후라도, 은분(1)의 내부 마찰각이 20°이하이다. 내부 마찰각은, 입자의 응집에 의해서 변화되는 파라미터이며, 제조 직후는 응집의 정도가 낮은 분체라도, 경시적으로 입자 사이의 응집이 진행됨으로써, 내부 마찰각이 커지는 일이 있다. 경시적으로 변화되어 내부 마찰각이 20°를 초과한 경우에는, 페이스트화할 때에 분산성이 저하되어, 은분(1)이 응집하는 등의 여러 가지 문제를 야기해 버린다. 따라서, 20°이하의 내부 마찰각을 유지할 수 있으면, 응집의 진행이 억제되기 때문에, 페이스트화 시에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 은분(1)의 접촉각에 대해서 설명한다. 은분(1)은, 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상이다. 접촉각은, 은분(1)의 표면이 용제에 대해 젖기 쉬운 것을 나타내는 파라미터로서, 예컨대, 물에 대한 접촉각이 클수록, 소수적인 페이스트 용제에 젖기 쉬워진다. 반대로 물에 대한 접촉각이 작을수록 친수성이며, 소수적인 페이스트 용제에 대한 젖음은 나빠진다. 은분(1)의 접촉각은, 성형한 표면 상에서 측정하는 것이 일반적이지만, 물로 측정을 행하는 경우, 소수성이 큰 분체에서는, 성형 분체의 표면 상에서 물방울이 완전히 구형상이 되어, 물방울이 슬라이딩하여 움직여 버리기 때문에 정밀도 좋게 계측하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 메탄올 등의 극성이 낮은 용매를 물에 가하여, 용매의 극성을 내려 측정을 행하는 방법이 행해진다. 은페이스트를 제작할 때에는, 일반적으로 소수적인 용제를 이용하는 일이 많다. 따라서, 은분(1)이, 접촉각이 100°미만의 친수적인 표면을 갖는 경우, 페이스트의 용제나 수지에 대한 상용성이 나쁘고, 은분(1)과 용제나 수지와의 젖음이 발생하지 않아 페이스트화하는 것이 곤란해진다. 또한, 무리하게 혼련하여 페이스트화한 경우에는, 분산 안정성이 나쁘고 재응집에 의해서 페이스트의 분리가 일어나기 쉬워진다.

다음에, 은분(1)의 표면 SP값에 대해서 설명한다. 은분(1)은, 표면 SP값이 18 이하이다. 표면 SP값은, 은분(1)의 표면의 극성을 나타내는 파라미터로서, 작을수록 소수성이며, 클수록 친수성이다.

이 표면 SP값은, 시판되어 있는 분체 습윤성 시험기 등으로 측정 가능하지만, 간이적으로는「색재, 62(9)524-528」에 기재되어 있는 것과 같은 아세톤 적정법으로도 측정이 가능하다. 이 아세톤 적정법에서는, 소수성의 분체를 물(A [ml])에 가하여 부유시킨다. 스터러로 느리게 교반을 하면서, 뷰렛으로 아세톤을 적하해 나가, 분체가 젖어 침강을 할 때까지 필요한 아세톤의 적하량(B [ml])을 계측한다. 물의 SP값 23.43, 아세톤의 SP값 9.75, 사용한 물의 체적 및 사용한 아세톤의 체적으로부터 침강한 아세톤 용액의 SP값을 하기의 식 1로부터 계산하고, 이 값을 은분(1)의 표면 SP값으로 한다.

은분(1)의 표면 SP값이 18보다 큰 경우에는, 친수성이 너무 커, 페이스트의 용제나 수지에 대한 상용성이 나빠지고, 은분(1)과 용제나 수지와의 젖음이 일어나지 않아, 페이스트화하는 것이 곤란해진다. 또한, 무리하게 혼련하여 페이스트화하더라도, 분산 안정성이 나쁘고 재응집에 의해서 페이스트의 분리가 일어나기 쉬워진다. 한편, 은분(1)의 표면 SP값이 18 이하임에 따라, 은분(1)의 친수성이 너무 커지지 않고, 용제나 수지와의 상용성이 양호해져, 분산성이 우수한 것으로 되기 때문에, 페이스트화가 용이해진다.

은분(1)은, 습식 환원법에 의해 얻어진 은입자(2)를 표면 처리하여, 도 1과 같이 1차 입자 혹은 2차 입자의 표면에 유기 피막층(3)이 형성됨에 따라, 전술한 내부 마찰각을 20°이하로 할 수 있고, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각을 100°이상으로 할 수 있으며, 나아가서는 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값도 18 이하로 할 수 있다. 이 유기 피막층(3)은, 계면활성제, 또는 계면활성제 및 분산제에 의해서 형성할 수 있다.

유기 피막층(3)은, 계면활성제 및 분산제에 의해서 형성하는 것이 바람직하다. 은분(1)으로는, 전리 상태에서 계면활성제를 은입자(2)에 흡착시킴으로써 응집을 억제하는 것이 가능하지만, 계면활성제만으로 응집을 억제하기 위해서는 첨가량이 너무 많아져 버린다. 그 때문에, 은페이스트 중에서 양호한 분산 상태가 얻어지더라도 배선층이나 전극의 도전성이 충분하지 않은 일이 있다. 따라서, 은분(1)의 응집을 억제하고 그리고 배선층이나 전극의 도전성을 충분한 것으로 하기 위해서, 계면활성제와 분산제를 병용하는 것이 유효하다.

유기 피막층(3)은, 계면활성제의 은입자(2)로의 흡착 시 또는 흡착 후에 분산제를 첨가함으로써, 은입자(2)에 흡착한 계면활성제에 분산제를 더 흡착시켜 형성하는 것이 특히 바람직하다. 은입자(2)의 표면에 계면활성제를 통해 분산제를 흡착시켜 유기 피막층(3)을 형성함으로써, 유기 피막층(3)은, 은입자(2)의 표면에 강하게 붙어 있는 한편으로, 용제나 수지와의 상용성이 양호한 것이 된다. 이에 따라, 은입자(2)의 표면에 거의 한결같이 유기 피막층(3)이 형성된 은분(1)을 용제나 수지에 섞어도 유기 피막층(3)이 박리되거나 하는 것을 억제할 수 있다.

예컨대, 염화은을 출발 원료로 한 은분(1)의 경우, 계면활성제로서는, 양이온계 계면활성제를 이용하는 것이 바람직하다. 양이온계 계면활성제는, pH의 영향을 받는 일없이 양이온으로 전리하기 때문에, 은분(1)으로의 흡착성의 개선 효과가 얻어진다.

양이온계 계면활성제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 모노알킬아민염으로 대표되는 알킬모노아민염형, N-알킬(C14∼C18)프로필렌디아민디올레인산염으로 대표되는 알킬디아민염형, 알킬트리메틸암모늄클로라이드로 대표되는 알킬트리메틸암모늄염형, 야자알킬디메틸벤질암모늄클로라이드로 대표되는 알킬디메틸벤질암모늄염형, 알킬디폴리옥시에틸렌메틸암모늄클로라이드로 대표되는 4급 암모늄염형, 알킬피리디늄염형, 디메틸스테아릴아민으로 대표되는 3급 아민형, 폴리옥시프로필렌·폴리옥시에틸렌알킬아민으로 대표되는 폴리옥시에틸렌알킬아민형, N,N’,N’-트리스(2-히드록시에틸)-N-알킬(C14∼18)1,3-디아미노프로판으로 대표되는 디아민의 옥시에틸렌 부가형으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 4급암모늄염형, 3급아민염형 중 어느 하나 또는 그 혼합물이 보다 바람직하다.

양이온계 계면활성제는, 메틸기, 부틸기, 세틸기, 스테아릴기, 우지, 경화 우지, 식물계 스테아릴로 대표되는 C4∼C36의 탄소수를 갖는 알킬기를 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 또한, 알킬기로서는, 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌, 폴리아크릴산, 폴리카르복실산으로부터 선택되는 적어도 1종을 부가한 것이 바람직하다. 이들 알킬기는, 분산제로서 이용하는 지방산과의 흡착이 강하기 때문에, 계면활성제를 통해 은입자(2)에 분산제를 흡착시키는 경우에 지방산을 강하게 흡착시킬 수 있다.

양이온계 계면활성제는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 플루오르화물, 브롬화물, 요드화물, 염화물, 황산염, 질산염, 인산염으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은 일반적으로 계면활성제의 주성분으로서 포함되고, 입수가 용이한 점에서 바람직하다.

분산제로서는, 예컨대, 지방산, 유기금속, 젤라틴 등의 보호 콜로이드를 이용할 수 있지만, 불순물 혼입의 우려가 없고 그리고 계면활성제와의 흡착성을 고려하면, 지방산 혹은 그 염을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 지방산 혹은 그 염은, 에멀젼으로서 첨가해도 좋다.

분산제로서 이용하는 지방산으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 스테아르산, 올레인산, 미리스트산, 팔미트산, 리놀산, 라우르산, 리놀렌산으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들 지방산은, 비점이 비교적 낮기 때문에, 은페이스트를 이용하여 형성된 배선층이나 전극에의 악영향이 적기 때문이다. 지방산은, 원래, 소수성이며, 은입자(2)의 표면에 계면활성제를 통해 분산제를 흡착시킴으로써 유기 피막층(3)의 외면측에 많이 존재하게 되고, 은분(1)이 소수성을 갖게 된다고 생각된다. 특히, 은입자(2)에 흡착하기 쉬운, 예컨대, 전하적으로 은입자(2) 표면과 역의 전하로 전리하는 계면활성제를 선택함으로써, 충분히 계면활성제를 통해 분산제를 흡착시킬 수 있어, 은분(1)이 충분한 소수성을 나타내게 된다.

계면활성제의 첨가량은, 은입자(2)에 대하여 0.002 질량%∼1.000 질량%의 범위가 바람직하다. 계면활성제는, 거의 전량이 은입자(2)에 흡착되기 때문에, 계면활성제의 첨가량과 흡착량은 거의 동일한 것으로 된다. 계면활성제의 첨가량이 0.002 질량% 미만인 경우에는, 은입자(2)의 응집 억제나 분산제의 흡착성 개선의 효과가 얻어지지 않는 일이 있다. 한편, 첨가량이 1.000 질량%를 초과하는 경우에는, 은페이스트를 이용하여 형성된 배선층이나 전극의 도전성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

분산제의 첨가량은, 은입자(2)에 대하여 0.01 질량%∼3.00 질량%의 범위가 바람직하고, 0.01 질량%∼1.00 질량%가 보다 바람직하다. 분산제의 종류에 따라 은입자(2)로의 흡착량은 상이하지만, 첨가량이 0.01 질량% 미만인 경우에는, 은입자(2)의 응집 억제의 효과가 충분히 얻어지는 양의 분산제가 은입자(2)에 흡착되지 않는 일이 있다. 한편, 분산제의 첨가량이 3.00 질량%를 초과하는 경우에는, 은입자(2)에 흡착되는 분산제가 많아져, 은페이스트를 이용하여 형성된 배선층이나 전극의 도전성이 충분히 얻어지지 않는 일이 있다.

은분(1)에서는, 양이온계 계면활성제를 이용함으로써 은입자(2)에 대한 계면활성제의 흡착성이 대폭 개선되기 때문에, 계면활성제를 은분(1)에 강고히 흡착시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는, 은입자(2)에 흡착하는 계면활성제를 안정적으로 흡착시킴에 따라, 보다 한층 응집이 억제되고 그리고 페이스트 중에서의 분산성이 우수한 은분(1)을 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 은분(1)의 제조 방법에 대해서, 공정마다 설명한다.

은분(1)의 제조 방법은, 예컨대, 염화은을 출발 원료로 하는 것의 경우 이하 대로이다. 우선, 염화은을 착화제에 의해 용해하여 얻은 은착체를 포함하는 은착체 용액과 환원제 용액을 혼합하고, 은착체를 환원하여 은입자(2)를 석출시키는 습식 환원법에 의해 은입자 슬러리를 생성하는 공정을 행한다. 이 은입자 슬러리를 생성하는 공정에서는, 질산은을 출발 원료로 하는 종래의 방법으로 필요로 된 아질산 가스의 회수 장치나 폐수 중의 질산계 질소의 처리 장치를 설치할 필요가 없고, 환경에의 영향도 적은 프로세스이기 때문에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

구체적으로, 은입자 슬러리를 생성하는 공정에서는, 우선, 착화제를 이용하여 염화은을 용해하고, 은착체를 포함한 은착체 용액을 조제한다. 착화제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 염화은과 착체를 형성하기 쉽고 그리고 불순물로서 잔류하는 성분이 포함되지 않는 암모니아수를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 염화은은 고순도인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 염화은으로서, 순도99.9999 질량%의 고순도 염화은이 공업용으로 안정적으로 제조되어 있다.

염화은의 용해 방법으로서는, 예컨대 착화제로서 암모니아수를 이용하는 경우, 염화은의 슬러리를 제작하여 암모니아수를 첨가해도 좋지만, 착체 농도를 높여 생산성을 올리기 위해서는 암모니아수 중에 염화은을 첨가하여 용해하는 것이 바람직하다. 염화은을 용해하는 암모니아수는, 공업적으로 이용되는 통상의 것으로 좋지만, 불순물 혼입을 방지하기 위해서 가능한 한 고순도의 것이 바람직하다.

다음에, 은착체 용액과 혼합하는 환원제 용액을 조제한다. 환원제로서는, 일반적인 히드라진이나 포르말린 등을 이용할 수 있다. 아스코르빈산은, 환원 작용이 완만하기 때문에, 은입자(2) 중의 결정립이 성장하기 쉬워 특히 바람직하다. 히드라진이나 포르말린은, 환원력이 강하기 때문에, 은입자(2) 중의 결정이 작아지기 쉽다. 또한, 반응의 균일성 또는 반응 속도를 제어하기 위해서, 환원제를 순수 등으로 용해 또는 희석하여 농도 조정한 수용액으로서 이용해도 좋다.

환원 반응을 행할 때에는, 수용성 고분자를 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가하는 수용성 고분자로서는, 특별히 한정은 되지 않지만, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐피롤리돈의 적어도 1종인 것이 바람직하다. 수용성 고분자는, 은착체를 환원하여 은입자(2)를 석출시킬 때에, 은의 1차 입자 혹은 2차 입자가 과도하게 응집하지 않도록, 은입자(2)의 표면에 흡착하고, 은입자(2)를 분산시키는 분산제의 역할을 한다. 수용성 고분자를 첨가하지 않는 경우에는, 은착체의 환원에 의해 발생한 핵이나 핵이 성장한 은입자(2)가 과도하게 응집을 일으켜, 분산성이 나쁜 것으로 되어 버리는 일이 있다. 수용성 고분자를 첨가하지 않는 경우라도, 환원 조건에 따라서 은페이스트용으로서 바람직한 정도로 은분(1)의 입도 조정이 가능하지만, 수용성 고분자의 첨가에 의해서, 은페이스트용으로서 보다 바람직한 입도로 조정하는 것이 가능해진다. 수용성 고분자의 첨가량은, 수용성 고분자의 종류 및 얻고자 하는 은분(1)의 입경에 의해 적절하게 결정하면 좋지만, 은착체 용액 중에 함유되는 은에 대하여 1 질량%∼10 질량%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 수용성 고분자의 함유량을 1 질량%∼10 질량%로 함으로써, 은의 1차 입자 혹은 2차 입자의 과도한 응집이 생기지 않고, 은분(1)의 입도 조정과 함께 후의 공정에 있어서 은입자(2)의 표면에 유기 피막층(3)을 적절히 형성할 수 있다.

수용성 고분자는, 은착체 용액 및 환원제 용액의 양방, 또는 어느 한쪽에 첨가하는 것도 가능하다. 은착체 용액 및 환원제 용액의 양방, 또는 어느 한쪽으로의 수용성 고분자의 첨가에 대해서는, 환원 처리에 앞서 미리 첨가 대상의 용액에 첨가해도 좋고, 환원 처리를 위한 은착체 함유 용액 및 환원제 용액의 혼합 시에 첨가하도록 해도 좋다. 보다 바람직하게는 미리 환원제 용액에 수용성 고분자를 혼합해 두는 쪽이 좋다. 이것은 실험적으로 확인된 결과이지만, 환원제 용액과 수용성 고분자를 혼합해 둠으로써, 핵 발생 또는 핵 성장의 경우에 수용성 고분자가 존재하여, 생성된 핵 또는 은입자(2)의 표면에 신속하게 수용성 고분자가 흡착하기 때문에 과도한 응집이 억제된다고 생각된다. 또한, 은착체 용액에 수용성 고분자를 혼합할 때의 농도는, 3 질량% 초과 10 질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 수용성 고분자를, 미리 은착체 함유 용액에 첨가한 경우에는, 핵 발생 혹은 핵 성장의 경우에 수용성 고분자가 공급되기 어렵고, 은입자(2)의 표면에 적절히 수용성 고분자를 흡착시킬 수 없을 우려가 있기 때문에, 3 질량%보다도 많이 첨가한다.

수용성 고분자를 첨가한 경우에는, 환원 반응시에 발포하는 일이 있기 때문에, 은착체 용액 또는 환원제 혼합액에 소포제를 첨가하도록 해도 좋다. 소포제는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상 환원시에 이용되는 것으로 좋다. 다만, 환원 반응을 저해시키지 않기 위해, 소포제의 첨가량은, 소포 효과가 얻어지는 최소한 정도로 해 두는 것이 바람직하다.

또, 은착체 용액 및 환원제 용액을 조제할 때에 이용하는 물에 대해서는, 불순물의 혼입을 방지하기 위해서, 불순물이 제거된 물을 이용하는 것이 바람직하고, 순수를 이용하는 것이 특히 바람직하다.

은입자 슬러리를 생성하는 공정에서는, 상기와 같이 조제한 은착체 용액과 환원제 용액을 혼합하고, 은착체를 환원하여 은입자(2)를 습식 환원법에 의해 석출시킨다. 이 환원 반응은, 배치법이라도 좋고, 튜브 리액터법이나 오버 플로우법 같은 연속 환원법을 이용하여 행해도 좋다. 또한, 은입자(2)의 입경은, 은착체 용액과 환원제 용액의 혼합 속도나 은착체의 환원 속도로 제어하는 것이 가능하고, 목적으로 하는 입경으로 용이하게 제어할 수 있다. 그리고, 얻어진 은입자 슬러리를 필터 등으로 여과하여, 은입자(2)를 고액 분리한다.

이 공정에서 얻어진 은입자(2)는, 표면에 다량의 염소 이온 및 잉여의 수용성 고분자가 흡착하고 있다. 따라서, 은페이스트를 이용하여 형성되는 배선층이나 전극의 도전성을 충분한 것으로 하기 위해서는, 얻어진 은입자(2)의 슬러리를 다음 세정 공정에서 세정하고, 이들 표면 흡착물을 세정에 의해 제거해야 한다.

세정 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 슬러리로부터 고액 분리한 은입자(2)를 세정액에 투입하고, 교반기 또는 초음파 세정기를 사용하여 교반한 후, 다시 고액 분리하여 은입자(2)를 회수하는 방법이 일반적으로 이용된다. 또한, 표면 흡착물을 충분히 제거하기 위해서는, 세정액으로의 투입, 교반 세정, 및 고액 분리로 이루어지는 조작을, 적절하게 수회 반복하여 행하는 것이 바람직하다.

세정액은, 물을 이용해도 좋지만, 염소를 효율적으로 제거하기 위해서 알칼리 수용액을 이용해도 좋다. 알칼리 용액으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 잔류하는 불순물이 적고 그리고 저렴한 수산화나트륨 수용액을 이용하는 것이 바람직하다. 세정액으로서 수산화나트륨 수용액을 이용하는 경우에는, 수산화나트륨 수용액으로의 세정 후, 나트륨을 제거하기 위해서 은입자(2) 또는 그 슬러리를 다시 물로 세정하는 것이 바람직하다.

세정에 이용하는 수산화나트륨 수용액의 농도는, 0.01 mol/l∼1 mol/l가 바람직하다. 0.01 mol/l 미만에서는, 세정 효과가 불충분하고, 1 mol/l를 초과하면, 은입자(2)에 나트륨이 허용 이상으로 잔류하는 일이 있다. 또, 세정액에 이용하는 물은, 은입자(2)에 대하여 유해한 불순물 원소를 함유하지 않는 물이 바람직하고, 특히 순수가 바람직하다.

또한, 은입자(2)의 표면에 유기 피막층(3)을 형성하는 표면 처리 공정을 행한다. 은입자(2)에의 표면 처리 공정에서는, 은입자(2)를 계면활성제로 처리하거나, 보다 바람직하게는 계면활성제와 분산제로 처리한다. 이 표면 처리는, 은입자(2)가 건조되기 전이면 어느 쪽의 단계에서 행해도 좋지만, 염소 및 수용성 고분자를 완전히 제거하면 은입자(2)가 응집하고, 제거 후의 표면 처리에서는 은입자(2)의 표면으로의 한결같은 표면 처리가 곤란해지는 일이 있기 때문에, 환원 동시 혹은 환원 직후에 표면 처리, 은입자 슬러리로부터 은입자(2)를 고액 분리한 후 세정 공정 전에 표면 처리, 또는 세정 공정과 동시에 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다.

표면 처리 공정에서는, 예컨대 은입자 슬러리로부터 은입자(2)를 고액 분리한 후에 표면 처리를 행함으로써, 환원제 기인의 잔류 유기물 등에 의해서, 계면활성제나 분산제의 흡착이 저해되는 것을 막아, 효율적으로 표면 처리를 행할 수 있다. 이 때문에, 충분한 유기 피막층(3)이 형성되고, 용제나 수지 등과의 상용성 및 분산성이 확보된다.

또한, 세정을 복수회 반복하여 행하는 경우에는, 어느 쪽의 세정시에 표면 처리를 행해도 좋지만, 은입자(2)에 잔류하고 있는 염소 및 잉여의 수용성 고분자가 표면 처리에 영향을 미치게 하지 않을 정도로 제거되고, 은입자(2)의 응집이 진행되지 않은 상태에서 행하는 것, 예컨대 세정을 한 번 이상 행한 후에 표면 처리하는 것이 바람직하다.

예컨대, 계면활성제와 분산제를 이용하는 바람직한 표면 처리의 구체적 방법으로서는, 세정 전의 표면 처리를 행하는 경우, 은입자 슬러리로부터 고액 분리하여 얻어진 은입자(2)를, 계면활성제 및 분산제를 첨가한 수중에 투입하여 교반하거나, 계면활성제를 첨가한 수중에 투입하여 교반한 후, 다시 분산제를 첨가하여 교반하면 좋다. 또한, 세정액에 계면활성제 및 분산제를 동시에 첨가하거나, 또는 계면활성제의 첨가 후에 분산제를 첨가함으로써, 세정과 표면 처리를 동시에 행해도 좋다. 은입자(2)로의 계면활성제 및 분산제의 흡착성을 개선하기 위해서는, 계면활성제를 첨가한 물 또는 세정액에 은입자(2)를 투입하여 교반한 후, 분산제를 다시 첨가하여 교반한 것이 바람직하다.

또, 세정 및 표면 처리에 이용되는 장치는, 통상, 세정이나 표면 처리에 이용되는 장치로 좋고, 예컨대 교반기가 부착된 반응조 등을 이용할 수 있다.

다음에, 표면에 유기 피막층(3)을 형성한 은입자(2)를 회수하는 회수 공정을 행한다. 이 회수 공정은, 표면 처리 및 세정을 행한 후, 고액 분리하여 은입자(2)를 회수한다. 고액 분리에 이용되는 장치는, 통상 이용되는 것으로 좋고, 예컨대 원심기, 흡인 여과기, 필터 프레스 등을 이용할 수 있다.

다음에, 세정 및 표면 처리가 종료되고, 고액 분리하여 얻어진 은입자(2)의 수분을 증발시켜 건조시키는 건조 공정을 행한다. 건조 방법으로서는, 예컨대, 세정 및 표면 처리의 종료 후에 회수한 은입자(2)를 스테인레스 패드 상에 두고, 대기 오븐 또는 진공 건조기 등의 시판의 건조 장치를 이용하여, 40℃∼80℃의 온도에서 가열하면 좋다.

다음에, 건조 후의 은입자(2)를 표면에 형성한 유기 피막층(3)에 손상을 부여하지 않을 정도의 충분히 약한 에너지로 은페이스트용으로서 바람직한 입도까지 충분히 해쇄하고, 분급 처리하는 해쇄·분급 공정을 행하여 은분(1)이 얻어진다. 해쇄 방법은, 유기 피막층(3)에 손상을 부여하지 않을 정도이면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 제트밀, 고속 교반기 등의 해쇄력이 약한 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 해쇄력이 강한 장치에서는, 유기 피막층(3)에 손상을 부여할 뿐만 아니라 은분(1)이 변형되는 일이 있어 바람직하지 않다. 분급 장치는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 기류식 분급기, 체 등을 이용할 수 있다.

해쇄 처리란, 건조 후의 응집 가루를, 표면 처리 전의 1차 입자 혹은 2차 입자의 상태로 풀어 나가는 조작을 말한다. 해쇄의 수단으로서는, 볼밀이나 충돌식 기류형 분쇄기, 충격식 분쇄기, 통형 고속 교반기 등 여러 가지의 것을 이용하는 것이 가능하지만, 해쇄의 에너지가 과도하게 너무 약한 경우에는, 습식 처리 중이나 건조 과정에서 생긴 응집체를 충분히 풀어 나갈 수 없어, 내부 마찰각을 20°이하로 할 수는 없다. 한편으로, 해쇄의 에너지를 과도하게 너무 강하게 한 경우에는, 은분(1)의 표면의 유기 피막층(3)에 손상을 부여하고, 혹은 2차 입자에 있어서의 1차 입자끼리의 결합부가 파괴됨으로써, 은분(1)의 표면에 금속 은의 신생면이 새롭게 노출됨으로써 표면의 친수성이 커지고, 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°미만이 되거나, 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값이 18보다 커져 버린다. 또한, 노출한 신생면이 활성점이 되고, 보관 중에 재응집하여, 경시적으로 내부 마찰각이 커지는 경우도 있다.

따라서, 어느 쪽의 해쇄 처리기를 사용하는 경우에 있어서도, 내부 마찰각, 접촉각, 표면 SP값이라는 파라미터를 확인하면서 해쇄 조건를 조정하고, 1차 입자끼리가 결합한 결합부의 파괴를 억제함과 함께 은분(1)의 표면의 유기 피막층(3)에 손상을 부여하지 않을 정도, 즉 유기 피막층(3)이 박리되어 은입자(2)가 노출되지 않을 것 같은 해쇄 처리를 가할 필요가 있다. 해쇄 조건은, 해쇄하는 장치의 크기나 제작한 은분(1)의 상태 등에 따라서, 적절하게, 해쇄 장치의 회전수, 해쇄 시간, 온도 등을 결정하게 된다.

예컨대, 고속 교반기를 이용하는 경우에는, 교반기의 용량에 따라 조건은 상이하지만, 은입자(2)의 투입량에 따라서, 유기 피막층(3)이 손상되지 않도록 교반기의 주속과 교반 시간 등을 조정한다. 고속 교반기를 이용한 경우의 해쇄 조건으로서는, 예컨대, 주속을 10 m/초∼40 m/초로 하고, 해쇄 시간을 10분∼60분 정도로 하는 것이 바람직하다.

또, 해쇄 처리 후는, 은입자 슬러리 생성 공정이나 해쇄·분급 공정 중에 생성 또는 혼입되어 버린 괴상의 은분 응집체를 제거할 목적으로, 기류식 또는 체식 등의 분급 처리를 행하는 것이 바람직하다.

전술한 은분(1)의 제조 방법에서는, 은입자 슬러리 생성 공정에 의해서 얻어진 은입자(2)의 표면에 유기 피막층(3)을 형성한 후, 은입자(2)에 금속 은의 신생면이 새롭게 생성되는 것을 억제하도록 해쇄함으로써, 내부 마찰각이 20°이하이고, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상인 저친수성의 은분(1)을 얻을 수 있다. 또한, 이 은분(1)은, 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값이 18 이하이다. 이에 따라, 이 제조 방법에서는, 은분(1)의 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상임에 따라, 은페이스트의 용제나 수지 등에 대한 습윤성이 우수하기 때문에, 분산성이 좋고, 용이하게 페이스트화하여 은페이스트를 제작할 수 있다.

또한, 이 제조 방법에 의해 제조한 은분(1)은, 충분한 표면 처리가 행해져 있기 때문에, 제조 직후뿐만 아니라, 은페이스트의 수지나 용제와 혼합할 때에도, 내부 마찰각이 20°이하로 되어 있기 때문에, 제조 후 잠시 지나 용제와 혼합하는 경우라도, 용제나 수지 등과의 상용성이 양호하고, 분산성이 우수하기 때문에, 용이하게 페이스트화할 수 있다.

따라서, 전술한 은분(1)은, 은페이스트 중에서 치우침 없이 분산되기 때문에, 은페이스트로 배선층이나 전극을 형성했을 때에는 전기적 접속을 양호하게 할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

실시예 1에서는, 우선, 38℃의 온욕 중에서 액온 36℃로 유지한 25 질량% 암모니아수 36 L에, 염화은 2490 g(스미토모킨조쿠고산(주) 제조)를 교반하면서 투입하여 은착체 용액을 제작하여, 온욕 중에서 36℃로 유지하였다.

한편, 환원제의 아스코르빈산 1318 g(간토가가꾸(주) 제조, 시약)을, 36℃의 순수 10 L에 용해하여 환원제 용액을 제작하였다.

다음에, 수용성 고분자의 폴리비닐알코올 187.5 g((주)쿠라레 제조, PVA205,은입자에 대하여 10.0 질량%)을 분취하고, 36℃의 순수 4.6 L에 용해한 용액을 상기 환원제 용액에 혼합하였다.

다음에, 상기 은착체 용액과 환원제 용액을, 모노 펌프(헤이신소우비(주) 제조)를 사용하여, 각각 2.44 L/min 및 0.90 L/min로 홈통 내에 송액하여 은착체를 환원하였다. 이때의 환원 속도는, 은량으로 127 g/min이다. 또, 상기 홈통에는, 내경 25 ㎜ 및 길이 725 ㎜의 염화비닐제 파이프를 사용하였다. 은착체의 환원에 의해 얻어진 은입자를 포함하는 슬러리는, 교반하면서 수조에 받아들였다. 받아들임 종료 후, 수조 내에서의 교반을 60분 계속하였다. 교반 종료 후의 상기 은입자 슬러리를 필터 프레스로 여과하여, 은입자를 고액 분리하였다.

다음에, 고액 분리한 은입자에 대하여 표면 처리를 행하였다. 표면 처리제로서 시판의 양이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 부가 4급 암모늄염 0.90 g(쿠로다재팬(주) 제조, 상품명 시라솔, 은입자에 대하여 0.048 질량%) 및 분산제인 스테아르산에멀젼 16.87 g(준쿄유시(주) 제조, 셀로졸 920, 은입자에 대하여 0.90 질량%)을 20 L의 순수에 투입하고, 교반하여 은입자의 표면에 표면 처리하였다. 이 후, 0.05 mol/L의 농도가 되도록 NaOH를 가하고, 15분간 교반하여 세정한 후, 필터 프레스로 여과하여 은입자를 회수하였다.

계속해서, 회수한 은입자를 건조하기 전에, 은입자를 0.05 mol/L의 NaOH 수용액에 투입하고, 15분간 교반하여 세정한 후, 필터 프레스로 여과하여 회수하였다. 그 후, 이 세정 조작과 여과에 의한 고액 분리 조건을 3회 반복하였다.

고액 분리한 은입자를, 20 L의 순수 중에 투입하여, 교반 및 여과한 후, 은입자를 스테인레스 패드에 옮겨, 진공 건조기로 60℃에서 10시간 건조하였다.

건조 후, 해쇄 및 분급을 행하였다. 해쇄는, 건조 후의 은입자를 1.5 kg 취하고, 5 L의 고속 교반기(니혼코크스(주) 제조 FM5C/I)에 투입하여, 회전 날개를 15 m/초의 주속으로 30분간 회전시켜 해쇄 처리를 행하였다. 또한, 해쇄 후의 은입자를, 기류식 분급기(니혼고교(주) EJ-3형)를 이용하여, 분급점 7 ㎛에서 분급 처리하여 은분을 얻었다. 얻어진 은분의 SEM 관찰에 의한 1차 입자의 평균 입경은, 0.98 ㎛이며, 레이저 회절 산란법을 이용하여 측정한 입도(D50)는 2.35 ㎛이었다.

이상과 같이 하여, 실시예 1의 은분을 얻었다. 얻어진 은분에 대해서, 내부 마찰각, 접촉각, 표면 SP값을 측정하였다.

내부 마찰각의 측정에는, 분체층 전단력 측정 장치((주)나노시즈사 제조 NS-S300형)를 이용하였다. 상온에서 은분 18 g을 내경 15 ㎜의 SUS 제조 셀에 충전한 후, 압입하여 하중의 설정값을 20 N으로 하고, 압입 속도 0.2 ㎜/초로 하중을 가하였다. 설정 하중에 달한 후, 100초 후에 10 ㎛/초의 속도로 사이드 슬라이딩을 개시하였다. 또, 샘플링의 주파수는 10 Hz로 하였다. 사이드 슬라이딩 개시 시의 압입 가중을 셀의 단면적으로 나눈 값을 수직 응력 σ(N/㎠)로 하고, 사이드 슬라이딩 후에 측정된 전단력의 최대값을 셀의 단면적으로 나눠 얻어진 값을 전단 응력 τ(N/㎠)로 하였다.

다음에, 압입 가중의 설정값을 40 N으로 하고, 수직 응력 σ 및 전단 응력 τ을 동일하게 측정하였다. 또한, 압입 가중의 설정값을 60 N으로 하여 수직 응력 σ 및 전단 응력 τ을 동일하게 측정하였다. 이상의 3가지의 조건에 있어서 얻어진 수직 응력 σ을 횡축에, 전단 응력 τ을 종축에 플롯하고, 최소 제곱법을 이용하여 얻어진 근사 직선의 기울기(도)를 내부 마찰각으로 하였다.

이상의 방법으로 측정한 실시예 1의 은분의 내부 마찰각은, 7.1°였다. 이 은분을 실온에서 1개월 방치 후, 상기와 동일한 방법으로 내부 마찰각의 측정을 행한 바 7.8°였다.

메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각의 측정에는, 접촉각 측정 장치(교와가이멘가가꾸(주) 제조 CA-X150)를 이용하여 행하였다. 상온에서 은분을 하중 약 1 MPa로 프레스 성형하여, 은분이 압밀 충전된 평판형상의 시험체를 얻었다. 이 시험체에 대하여, 메탄올 50 용량% 수용액이 형성되는 접촉각을 측정하였다. 이 방법으로 측정한 실시예 1의 은분의 접촉각은, 110°였다.

아세톤 적정법에 의한 표면 SP값의 측정은, 다음과 같이 하여 행하였다. 은분 0.5 g에 물 50 ml을 가하여, 느리게 교반을 하면서, 은분을 넣은 물에 아세톤을 연속적으로 적하하고, 수면에 부유하고 있는 은입자가 분산되어, 용액이 백탁된 곳을 종점으로 하였다. 이때의 아세톤의 첨가 체적으로부터 계산되는 아세톤 수용액의 표면 SP값을 은분의 표면 SP로 하였다. 이 방법으로 측정한 실시예 1의 은입자의 표면 SP값은 16.7이었다.

다음에, 얻어진 은분을 이용하여 페이스트화의 평가를 행하였다. 페이스트화의 평가는, 우선, 스테인레스제의 작은 접시에 은분 9.2 g과, 에폭시 수지(미쓰비시가가꾸(주) 제조, JER819)와 테르피네올과의 중량비가 1:7인 비히클 0.8 g을 칭량하였다. 이 때, 은분의 표면이 비히클에 의해서 신속하게 젖어 있는 것이 관찰되었다. 다음에, 이것을 금속성의 주걱을 이용하여 혼합한 바, 용이하게 혼합, 분산이 진행되어, 페이스트형상으로 할 수 있었다. 또한, 이 페이스트를 자공전형 혼련기((주)씽키 제조 ARE-250형)를 이용하여 2000 rpm으로 5분간 혼련하여, 균일한 은페이스트를 얻었다. 얻어진 은페이스트의 분산성을 그라인드 게이지를 이용하여 평가한 바, 최대 입경 Dmax는, 7 ㎛로 작고 우수한 분산성을 나타내었다.

<실시예 2>

실시예 2에서는, 폴리비닐알코올의 양을 75 g(은입자에 대하여 4.00 질량%)으로 한 것, 고속 교반기의 회전 날개를 28 m/초의 주속으로 회전시킨 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 은분을 얻어 평가하였다. 얻어진 은분의 1차 입자의 평균 입경은, 1.01 ㎛이며, 입도(D50)는 2.73 ㎛였다.

실시예 2의 은분의 내부 마찰각은, 10.4°이며, 실온에서 1개월 방치 후의 내부 마찰각은, 10.6°였다. 또한, 실시예 2의 은분의 접촉각은, 109°이며, 표면 SP값은 17.4였다.

다음에, 얻어진 은분을 이용하여 실시예 1과 동일한 페이스트화의 평가를 행하였다. 은분의 표면은, 비히클에 의해서 신속하게 젖어 있는 것이 관찰되었다. 이것을 금속성의 주걱을 이용하여 혼합한 바, 용이하게 혼합, 분산이 진행되어 페이스트형상으로 할 수 있었다. 또한, 이 페이스트를 실시예 1과 동일하게 자공전형 혼련기로 혼련하여, 균일한 은페이스트를 얻었다. 얻어진 은페이스트의 분산성을 그라인드 게이지를 이용하여 평가한 바, 최대 입경 Dmax는 6 ㎛로 작고 우수한 분산성을 나타내었다.

<비교예 1>

비교예 1에서는, 고속 교반기의 회전 날개를 42 m/초의 주속으로 회전시킨 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 은분을 얻어 평가하였다. 얻어진 은분의 1차 입자의 평균 입경은, 0.99 ㎛이며, 입도(D50)는 1.82 ㎛였다. 또한, 비교예 1의 은분의 내부 마찰각은, 20.8°로 실시예와 비교하여 상당히 높았다. 또한, 비교예 1의 은분의 접촉각은, 85°이며, 표면 SP값은 18.7였다.

다음에, 얻어진 은분을 이용하여 실시예 1과 동일한 페이스트화의 평가를 행하였다. 은분의 표면의 비히클에 의한 젖음은 거의 관찰되지 않았다. 또한, 이것을 금속성의 주걱을 이용하여 교반한 바, 큰 점토형상으로 된 채로, 페이스트형상으로 할 수 없었다. 또한, 이 은페이스트를 실시예 1과 동일하게 자공전형 혼련기로 혼련하여, 페이스트형상으로 하였다. 얻어진 은페이스트의 분산성을, 그라인드 게이지를 이용하여 평가한 바, 최대 입경 Dmax는 20 ㎛로 크게 분산성이 나빴다.

<비교예 2>

비교예 2에서는, 고속 교반기의 회전 날개를 7 m/초의 주속으로 회전시킨 것 이외에는, 실시예 2와 동일한 방법으로 은분을 얻어 평가하였다. 얻어진 은분의 1차 입자의 평균 입경은, 1.00 ㎛이며, 입도(D50)는 3.52 ㎛였다. 또한, 비교예 2의 은분의 내부 마찰각은, 25.8°로 실시예와 비교하여 상당히 높았다. 또한, 비교예 2의 은분의 접촉각은, 110°이며, 표면 SP값은 17.4°였다.

다음에, 얻어진 은분을 이용하여 실시예 1과 동일한 페이스트화의 평가를 행하였다. 은분의 표면의 비히클에 의한 젖음은 거의 관찰되지 않았다. 또한, 이것을 금속성의 주걱을 이용하여 교반한 바, 큰 점토형상으로 된 채로, 페이스트형상으로 할 수 없었다. 또한, 이 페이스트를 실시예 1과 동일하게 자공전형 혼련기로 혼련하고, 페이스트형상으로 하였다. 얻어진 은페이스트의 분산성을, 그라인드 게이지를 이용하여 평가한 바, 최대 입경 Dmax는 18 ㎛로 크고 분산성이 나빴다.

이상의 실시예 및 비교예로부터, 동일한 방법에 의해서 제작한 은분이라도, 비교예에 비교해서, 은분의 표면에 형성된 피막을 손상하지 않을 정도로 충분히 해쇄한 실시예 1 및 실시예 2에서는, 내부 마찰각은 20°이하이며, 그리고, 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상이 되어, 비히클과의 상용성이 좋고, 분산성이 우수한 은분이 얻어졌다. 또한, 실시예 1 및 실시예 2에서는, 또한 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값이 18 이하였다. 나아가서는, 실시예 1 및 실시예 2에서는, 은분을 실온에서 1개월 방치 후라도, 내부 마찰각이 20°이하이며, 응집하는 것이 억제되어 있었다.

한편, 비교예 1에서는, 해쇄 조건이 너무 강하고, 은분의 표면에 형성한 유기 피막층이 손상되어 버려, 내부 마찰각이 20°보다도 커지고, 접촉각도 100°보다도 작아졌다. 또한, 표면 SP값도 18보다도 커졌다. 또한, 비교예 2에서는 해쇄 조건이 약하고, 응집체를 충분히 풀 수 없기 때문에, 내부 마찰각이 25.8°로 상당히 커졌다. 이에 따라, 비교예 1 및 비교예 2에서는, 비히클과의 상용성이 나쁘고, 은분의 분산성이 나빠졌다.

Claims (4)

1. 내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상인 것을 특징으로 하는 은분.
2. 제1항에 있어서, 또한 아세톤 적정법에 의한 표면 SP값이 18 이하인 것을 특징으로 하는 은분.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 은페이스트의 용제와 혼합시의 상기 내부 마찰각이 20°이하인 것을 특징으로 하는 은분.
4. 습식 환원법을 이용하여 합성한 은입자를 계면활성제로 표면 처리하고, 계면활성제에 의한 표면 처리와 동시 혹은 처리 후에 분산제로 표면 처리하여 은입자 표면에 유기 피막층을 형성한 후, 고속 교반기를 이용하여, 교반 날개의 주속이 10 m/초 이상, 40 m/초 이하의 조건으로 해쇄 처리를 행하고,
   내부 마찰각이 20°이하이며, 또한 메탄올 50 용량% 수용액에서의 접촉각이 100°이상인 은분을 제조하는 것을 특징으로 하는 은분의 제조 방법.

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