KR20230014073A - 금속 미분말 제조방법 및 금속 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조대 입자 개수가 매우 적은, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 금속 미분말 제조방법을 제공할 수 있고, 또한 기상에서 분산성이 높은 금속 분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법은 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서, D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며, 상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가진다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법은 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서, D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며, 상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가진다.
Description
본 발명은 금속 분말 및 상기 금속 분말을 이용한 금속 미분말 제조방법에 관한 것이다.
종래부터 전자 부품의 도전 재료로 도전성 금속 분말이 사용되고 있다. 적층 세라믹 콘덴서에서는 세라믹층, 내부 전극층 모두 박층화가 급속히 진행되고 있기 때문에, 금속 분말이 내부 전극용으로 사용될 경우, 평균 입자경이 작을 뿐 아니라 두께가 균일한 전극층을 형성하기 위해 분말의 입도 분포가 좁으면서, 유전체층을 사이에 두고 이웃하는 내부 전극 양쪽에 접촉하여 전극을 단락시키는 원인이 될 수 있는 조대 입자(coarse particle)를 포함하지 않을 것이 요구된다.
지금껏 원하는 입도 분포의 분말을 제조하는 방법으로서, 다양한 제조방법으로 제조된 분말을 분급하는 방법이 이용되어 왔다. 이러한 분급 방법으로는 예를 들면 기상 또는 액상 중에서 입자의 침강 속도 차를 이용해서 분말을 입자경 차이에 따라 분급하는 방법이 있다. 기상 중에서 실시하는 분급은 건식 분급, 액상 중에서 실시하는 분급은 습식 분급이라고 부른다. 습식 분급은 분급 정밀도가 우수하긴 하지만 분산매로 액체를 사용할 필요가 있고, 또한 분급 후에 건조 및 해쇄를 할 필요가 있다. 따라서 건식 분급이 압도적으로 비용이 저렴하다.
그러나 종래에 이 건식 분급을 실시하면, 분말이 분급기 내부 각 곳에 부착되어 분말 공급구나 배관 내부 등이 폐색되기 때문에 장시간 운전이 곤란하고, 또한 분급 정밀도가 낮기 때문에 수율이 낮다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하는 것을 목적으로, 특허문헌 1에는 분체와, 에탄올 등 비점이 200℃ 미만인 알코올류로 이루어진 조제를 혼합하여 조제를 기화시키면서 분체를 건식 분급하는 방법이 개시되어 있다.
또한 특허문헌 2에는 분체와, 에탄올 등 알코올을 10~50질량% 포함하는 알코올 수용액으로 이루어진 조제를 혼합하여 조제를 기화시키면서 분체를 건식 분급하는 방법이 개시되어 있다.
또한 특허문헌 3에는 니켈로 이루어진 분체와, 디에틸렌글리콜 등 인화점이 80℃ 이상인 유기 용매로 이루어진 조제를 혼합하여 조제를 기화시키면서 분체를 건식 분급하는 방법이 개시되어 있다. 또한 니켈로 이루어진 분체와, 물로 이루어진 조제를 혼합하여 조제를 기화시키면서 분체를 건식 분급하는 방법이 개시되어 있다.
또한 특허문헌 4에는 분체와, 액체 조제인 디에틸렌글리콜모노메틸에테르를 혼합하여 분체를 건식 분급하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 본원 발명자가 검토한 바, 예를 들면 에탄올 등의 조제를 분말에 흡착시켜 건식 분급을 실시함으로써 분급기를 장시간 운전할 수 있게 되기는 하지만, 얻어진 분말에는 다수의 조대 입자가 포함되어 있어 이 조대 입자의 수를 줄이기 위해 몇번이고 분급을 반복해야 하는 문제를 발견하였다. 또한 몇번이고 분급을 반복함으로써 조대 입자를 줄일 수 있는 경우가 있긴 하지만 시간과 비용이 들기 때문에 생산성이 저하되고, 나아가서는 얻어진 분말의 수율이 현저하게 저하된다는 문제를 발견하였다.
따라서 본 발명의 목적은 조대 입자 개수가 매우 적은, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 금속 미분말 제조방법을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 기상 중에서 분산성이 높은 금속 분말을 제공하는 것에 있다.
이러한 목적은 하기 (1)~(21)에 기재된 본 발명을 통해 달성된다.
(1) 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서,
D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며,
상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가지는, 금속 미분말 제조방법.
(2) 상기 분급 공정 전에, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시킴으로써 상기 금속 분말을 얻는 접촉 공정을 가지는, 상기 (1)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(3) 기체 상태의 상기 특정 화합물을 포함하는 분위기 중에 상기 금속 원료 분말을 분산시킴으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 상기 (2)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(4) 상기 금속 원료 분말이 분산된 기상 중에 기체 상태의 상기 특정 화합물을 공급함으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 상기 (2)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(5) 생성시에 기상 중에서 분산 상태에 있는 상기 금속 원료 분말이 상기 기상 중에 분산된 상태로, 상기 기상 중에 기체 상태의 상기 특정 화합물을 공급함으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 상기 (4)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(6) 상기 접촉 공정과 상기 분급 공정 사이에 상기 금속 분말을 회수하는 회수 공정을 가지는, 상기 (2) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(7) 상기 분급 공정 전에, 상기 금속 분말을 기상 중에 분산시키는 분산 공정을 가지는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(8) 상기 케톤은 분자량이 70 이상 200 이하 범위 내, 및/또는, 탄소수가 4 이상 13 이하 범위 내에 있는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(9) 상기 케톤이 아세틸아세톤, 메틸이소부틸케톤, 헥사논, 헵타논 및 옥타논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 상기 (8)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(10) 상기 알코올은 탄소수가 5 이상 7 이하 범위 내에 있는, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(11) 상기 알코올이 펜탄올, 헥산올 및 헵탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 상기 (10)에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(12) 상기 금속 분말이 갖는 상기 특정 화합물의 양이, 상기 금속 입자의 표면적 1㎡당 60㎍ 이상 600㎍ 이하 범위 내에 있는, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(13) 상기 금속 입자가 니켈, 은 및 팔라듐, 그리고 이들 금속에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(14) 상기 분급 공정을 60℃ 이상 300℃ 이하의 기상 중에서 실시하는, 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 금속 미분말 제조방법.
(15) 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말로서,
상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가지는, 금속 분말.
(16) 상기 케톤은 분자량이 70 이상 200 이하 범위 내, 및/또는, 탄소수가 4 이상 13 이하 범위 내에 있는, 상기 (15)에 기재된 금속 분말.
(17) 상기 케톤이 아세틸아세톤, 메틸이소부틸케톤, 헥사논, 헵타논 및 옥타 논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 상기 (16)에 기재된 금속 분말.
(18) 상기 알코올은 탄소수가 5 이상 7 이하 범위 내에 있는, 상기 (15) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 금속 분말.
(19) 상기 알코올이 펜탄올, 헥산올 및 헵탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 상기 (18)에 기재된 금속 분말.
(20) 상기 특정 화합물의 양이 상기 금속 입자의 표면적 1㎡당 60㎍ 이상 600㎍ 이하 범위 내에 있는, 상기 (15) 내지 (19) 중 어느 하나에 기재된 금속 분말.
(21) 상기 금속 입자가 니켈, 은 및 팔라듐, 그리고 이들 금속에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 상기 (15) 내지 (20) 중 어느 하나에 기재된 금속 분말.
본 발명에 따르면, 조대 입자 개수가 매우 적은, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 금속 미분말 제조방법을 제공할 수 있고, 또한 기상에서 분산성이 높은 금속 분말을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 사용되는 분급기의 일 구성예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
[1] 금속 분말
먼저, 본 발명의 금속 분말에 대해 설명한다.
본 발명의 금속 분말은 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말로서, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가지는 것이다. 바꿔 말하면, 본 발명의 금속 분말은 모(母) 입자인 금속 입자의 표면에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물이 흡착된 특정 화합물 흡착 금속 입자를 포함하는 것이다.
이에 따라, 기상에서 분산성이 높은 금속 분말을 제공할 수 있다. 즉, 상기 조건을 만족하는 특정 화합물을 포함함으로써 금속 분말의 응집을 바람직하게 억제할 수 있고, 기상에서 금속 분말의 분산성을 우수하게 할 수 있으며, 또한 금속 분말 구성 입자의 평균 입경이 상기 범위 내에 있음으로써 금속 분말의 응집을 바람직하게 억제할 수 있고, 기상에서 금속 분말의 분산성을 우수하게 할 수 있다. 또한 이러한 금속 분말은 기상에서 분산성이 우수하므로 건식 분급을 통해 바람직하게 조대 입자를 제거할 수 있고, 또한 예를 들면 건식 분급을 통해 우수한 수율로 입도 분포가 샤프한 금속 미분말을 바람직하게 얻을 수 있다. 또한 이러한 금속 분말이나 건식 분급을 거쳐 얻어진 금속 미분말은 유기 용매 등과 혼합하여 페이스트 형성에 사용했을 경우 상기 페이스트에서 분산성이 우수하고, 상기 페이스트를 이용해서 형성되는 도막의 평활성을 우수하게 할 수 있다. 또한 건식 분급을 거쳐 얻어진 금속 미분말에도 상기 특정 화합물이 흡착되어 있어 기상 중에서 분산성이 우수하므로, 더 분급을 실시하는 경우에도 바람직하게 건식 분급을 실시할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말 제조시에는 원료로서 특정 화합물을 바람직하게 액체 상태로 취급할 수 있어 핸들링성이 향상됨과 아울러, 특정 화합물을 기체 상태로 금속 입자에 접촉시킬 경우, 금속 입자에 대해 특정 화합물을 보다 바람직한 상태로 흡착시킬 수 있다.
상기와 같이 특정 화합물이 흡착됨으로써 금속 분말의 분산성이 높아지는 이유는 확실하지 않지만, 발명자 등은 아래와 같이 추측하고 있다.
특정 화합물이 전술한 케톤을 포함할 경우에는 금속 입자 표면의 수산기 등 관능기가 존재하는 부분에서 상기 관능기와 케톤의 카르보닐기가 상호작용함으로써 케톤이 금속 입자의 표면에 흡착하여 케톤의 탄화수소 부분이 금속 입자의 표면에 위치하게 되고, 그 결과, 금속 분말의 표면에 존재하는 수산기 등 극성기에 기인한 금속 분말의 응집이 억제되기 때문에 금속 분말의 분산성이 향상된다고 발명자 등은 추측하고 있다. 또한 금속 입자 표면의 금속이 노출된 부분에서 케톤의 카르보닐기가 금속 분말 표면의 금속 원자에 배위 결합을 형성함으로써 케톤이 금속 입자 표면에 흡착되고, 그 결과, 금속 입자 표면에서 수산기 등 극성기가 생성되는 것을 억제할 수 있고, 그로 인해 금속 분말 표면에 존재하는 수산기 등 극성기에 기인한 응집이 억제되기 때문에 금속 분말의 분산성이 향상된다고 발명자 등은 추측하고 있다.
또한 특정 화합물이 전술한 알코올을 포함할 경우에는 금속 입자 표면의 금속이 노출된 부분에서 알코올의 수산기가 금속에 작용함으로써 알코올이 금속 입자 표면에 흡착되어 금속 분말의 응집이 억제되기 때문에 금속 분말의 분산성이 향상된다고 발명자 등은 추측하고 있다.
한편, 본 명세서에서 체적 기준 누적 50% 입자경(D50)이란, 특별히 언급하지 않는 한, 분산매에 분산시킨 분말을 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정장치를 이용해서 측정한 입도 분포의 체적 기준 적산 분율 50% 값을 가리키고, 예를 들면 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정장치 LA-960(HORIBA사 제조)을 이용해서 측정함으로써 구할 수 있다. 상기 분산매로는 분말을 분산할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 물, 0.2% 헥사메타인산나트륨 수용액, 에탄올 등을 적절히 사용할 수 있고, 적절히 분산제를 조합해서 사용할 수 있다.
또한 본 명세서에서 "비점"이란, 특별히 언급이 없는 한, 1기압에서의 비점, 즉 표준 비점을 가르킨다.
금속 분말은 적어도 1종의 특정 화합물을 포함하면 되고, 특정 화합물 외에 특정 화합물 이외의 케톤이나 알코올을 더 포함해도 되는데, 금속 분말에 포함되는 전체 케톤 및 전체 알코올 중 가장 함유율이 높은 것이 상기 조건을 만족하는 특정 화합물인 것이 바람직하고, 금속 분말에 포함되는 모든 종류의 케톤 및 알코올이 상기 조건을 만족하는 특정 화합물인 것이 보다 바람직하다. 또한 금속 분말에 포함되는 전체 케톤 및 전체 알코올 중 상기 조건을 만족하는 특정 화합물이 50질량％ 이상인 것이 바람직하고, 60질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 70질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 100질량%인 것이 특히 바람직하다.
또한 본 명세서에서 조대 입자란, 대상이 되는 분말, 예를 들면 상기와 같은 분급에 의해 얻어지는 분말의 체적 기준 누적 50% 입자경(D50)에 대해 충분히 입자경이 큰 입자를 가리키고, 예를 들면 입자경이 대상 분말의 D50의 1.5배 이상인 입자일 수 있고, 또 예를 들면 대상 분말의 D50의 2.0배 이상인 입자일 수 있고, 또 예를 들면 대상 분말의 D50의 2.5배 이상인 입자일 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 금속 분말 구성 입자의 체적 기준 누적 50% 입자경 D50은 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하이면 되지만, 0.2㎛ 초과 5.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.3㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3㎛ 이상 1.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 전술한 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
[1-1] 금속 입자(모 입자)
모 입자로서의 금속 입자는 본 발명의 금속 분말의 주성분을 이루는 것이며, 주로 금속으로 구성된 것이다.
금속 입자 중 금속 이외 성분의 함유율은 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.1질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.
금속 입자를 구성하는 금속으로는 예를 들면 은, 금, 백금, 구리, 팔라듐, 니켈, 텅스텐, 아연, 주석, 철, 코발트나, 이들 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도 금속 입자(모 입자)는 니켈, 은 및 팔라듐, 그리고 이들 금속에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 조건을 만족하는 특정 화합물이 보다 바람직하게 작용하여 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되고 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
금속 입자의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 구상, 플레이크상, 입상 등 다양한 형상을 들 수 있고, 이 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한 본 명세서에서 구상 입자는 장경/단경의 비율이 2 이하이고, 플레이크상 입자는 장경/단경의 비율이 2를 초과한다.
금속 입자의 제조방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 전해법, 아토마이즈법, 기계적 분쇄법, 습식 환원법, 분무 열분해법, 화학 기상 석출법, 물리 기상 석출법 등을 들 수 있다.
[1-2] 특정 화합물
본 발명의 금속 분말은 전술한 금속 입자에 더해, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 포함한다. 이하, 상기 조건을 만족하는 케톤을 "특정 케톤", 상기 조건을 만족하는 알코올을 "특정 알코올"이라고도 한다.
본 발명의 금속 분말은 특정 화합물로서 특정 케톤 및 특정 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하면 되는데, 적어도 특정 케톤을 포함하는 것이 바람직하고, 특정 화합물로서 특정 케톤만 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 금속 분말에 포함되는 특정 화합물 대부분은 모 입자인 금속 입자의 표면에 흡착되어 있다. 바꿔 말하면, 본 발명의 금속 분말에 포함되는 특정 화합물 대부분은 특정 화합물 흡착 금속 입자의 구성 성분으로 포함된다.
특정 화합물의 금속 입자에 대한 흡착 형식은 물리 흡착과 화학 흡착 어느 것이어도 된다.
본 발명에서 특정 케톤의 비점은 80℃ 이상 300℃ 이하이면 되지만, 90℃ 이상 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이상 200℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 110℃ 이상 180℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 115℃ 이상 155℃ 이하인 것이 특히 바람직하고, 115℃ 이상 145℃ 이하인 것이 가장 바람직하다. 이로 인해, 전술한 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
특정 케톤은 예를 들면 지방족 케톤일 수도 있고 방향족 케톤일 수도 있다. 또한 특정 케톤은 카르보닐기 외에, 예를 들면 수산기 등 카르보닐기 이외의 관능기를 가질 수 있다. 특정 케톤이 분자 내에 가지는 카르보닐기의 수는 특별히 한정되지 않지만, 1개 또는 2개 가지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다.
특정 케톤의 분자량은 70 이상 200 이하인 것이 바람직하고, 80 이상 140 이하인 것이 보다 바람직하고, 90 이상 120 이하인 것이 더욱 바람직하고, 100 이상 110 이하인 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
특정 케톤의 탄소수는 4 이상 13 이하인 것이 바람직하고, 5 이상 10 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 이상 8 이하인 것이 더욱 바람직하고, 5 이상 7 이하인 것이 특히 바람직하고, 5 이상 6 이하인 것이 가장 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
특정 케톤으로는 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하이고 카르보닐기를 가지는 화합물이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 아세틸아세톤; 2,4-헥산디온, 2,5-헥산디온 등의 헥산디온; 메틸이소부틸케톤; 디에틸케톤; 디이소부틸케톤; 2-펜타논, 3-펜타논 등의 펜타논; 2-헥사논, 3-헥사논 등의 헥사논; 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논 등의 헵타논; 2-옥타논, 3-옥타논, 4-옥타논 등의 옥타논; 2-노나논, 3-노나논 등의 노나논; 2-데카논, 3-데카논 등의 데카논; 2-운데카논 등의 운데카논; 2-도데카논 등의 도데카논; 2-펜타데카논 등의 펜타데카논; 아세토페논; 시클로헥사논; 다이아세톤 알코올 등을 들 수 있고, 이 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있지만, 아세틸아세톤, 메틸이소부틸케톤, 헥사논, 헵타논 및 옥타논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 아세틸아세톤, 메틸이소부틸케톤 및 헥사논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 특정 알코올의 비점은 130℃ 이상 180℃ 이하이면 되지만, 140℃ 이상 170℃ 이하인 것이 바람직하고, 150℃ 이상 160℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 전술한 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
또한 본 발명에서 특정 알코올의 분자량은 80 이상 120 이하이면 되지만, 90 이상 110 이하인 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 전술한 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
특정 알코올은 예를 들면 지방족 알코올일 수도 있고, 방향족 알코올일 수도 있다. 또한 특정 알코올은 수산기 외에, 예를 들면 카르보닐기 등 수산기 이외의 관능기를 가진 것일 수 있다.
또한 특정 알코올이 분자 내에 가지는 수산기의 수는 특별히 한정되지 않지만, 1개 또는 2개 가지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다.
특정 알코올의 탄소수는 5 이상 7 이하인 것이 바람직하고, 6인 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
특정 알코올로는 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하이면서 분자량이 80 이상 120 이하이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1-펜탄올, 2-펜탄올 등의 펜탄올; 1-헥산올, 2-헥산올 등의 헥산올; 1-헵탄올, 2-헵탄올 등의 헵탄올 등을 들 수 있고, 이 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있으나 펜탄올, 헥산올 및 헵탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 헥산올인 것이 보다 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
본 발명의 금속 분말 중 특정 화합물의 양은 특별히 한정되지 않지만, 금속 입자(모 입자)의 표면적 1㎡당 특정 화합물의 함유량이 60㎍ 이상 600㎍ 이하인 것이 바람직하고, 80㎍ 이상 500㎍ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎍ 이상 400㎍ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 금속 분말의 기상에서의 분산성, 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말의 페이스트에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 분말을 금속 미분말 제조에 사용할 경우, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한 금속 입자(모 입자)의 표면적 1㎡당 특정 화합물의 함유량은 CS(탄소·유황) 분석장치(예를 들면, HORIBA사 제조, EMIA-320V 등)를 이용해서 측정함으로써 구할 수 있다.
[1-3] 금속 분말의 용도
본 발명의 금속 분말의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 도전성 분말로 사용할 수 있다. 특히 본 발명의 금속 분말을 유기 용매 등과 혼합해서 얻어진 페이스트를 이용해서 형성된 도막의 평활성을 우수하게 할 수 있기 때문에, 도전성 페이스트용으로 바람직하게 사용할 수 있다. 또한 특히 본 발명의 금속 분말은 후술하는 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 제공된 후에 도전성 분말로 사용되는 것이 바람직하고, 도전성 페이스트용 도전성 분말로 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한 본 발명의 금속 분말은 유동성이 높고 핸들링성이 우수하기 때문에, 다양한 용도로 제공하는 경우에 용이하게 취급할 수 있다.
이로 인해, 후술하는 바와 같이 평균 입자경이 작고 입도 분포가 좁으면서 조대 입자를 거의 포함하지 않는 금속 미분말을 바람직하게 얻을 수 있다. 또한 이러한 금속 미분말은 분급 전 본 발명의 금속 분말에 비해 입도 분포가 좁기 때문에 평활성이 보다 우수한 도막을 형성할 수 있고, 상기 금속 미분말이 내부 전극에 사용된 경우에는 보다 두께가 균일한 전극층을 형성할 수 있다. 또한 조대 입자를 거의 포함하지 않기 때문에, 도전성 분말 입자가 내부 전극의 쌍방에 접촉되어 단락되는 것이 바람직하게 방지된다. 따라서, 이와 같이 특히 높은 신뢰성이 요구되는 용도여도 충분히 만족스러운 효과가 얻어진다. 따라서, 상기 금속 미분말이 적층 세라믹 콘덴서나 적층 세라믹 인덕터, 적층 압전 액추에이터와 같은 적층 세라믹 전자 부품의 내부 도체(내부 전극)나 단자 전극 형성에 사용되는 것일 경우, 상기와 같은 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
도전성 분말(특히 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하여 얻어진 금속 미분말)은 예를 들면 유리 프릿 및 유기 비히클과 혼합함으로써 도전성 페이스트로서, 전자 부품의 도전성을 가진 부위를 형성하는 데에 사용될 수 있다.
[2] 금속 분말의 제조방법
다음으로 전술한 금속 분말의 제조방법에 대해 설명한다.
전술한 본 발명의 금속 분말은 예를 들면 액체 상태의 특정 화합물을 금속 입자의 집합체인 금속 원료 분말에 접촉시킴으로써 제조해도 되지만, 분무 등을 통해 안개상이 된 액체 상태의 특정 화합물을 금속 원료 분말에 접촉시킴으로써 제조하는 것이 바람직하고, 기체 상태의 특정 화합물을 금속 원료 분말에 접촉시킴으로써 제조하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 금속 분말은 정치된 상태의 금속 원료 분말에 전술한 대로 특정 화합물을 접촉시킴으로써 제조해도 되지만, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 제조하는 것이 바람직하고, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시킴으로써 제조하는 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 금속 분말의 기상에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 특히 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시킬 경우, 정치된 상태의 금속 원료 분말에 액체 상태나 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시키는 경우에 비해 특정 화합물의 농도가 낮으면서 압도적으로 짧은 시간에 금속 분말 표면에 특정 화합물을 흡착시킬 수 있기 때문에, 특정 화합물의 소비량이나 시간 단축 관점에서 바람직하다.
상기와 같은 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시키는 공정을 가지는 방법으로는 예를 들면 기체 상태의 특정 화합물을 포함하는 분위기 중에 복수개의 금속 입자의 집합체인 금속 원료 분말을 분산시키는 방법을 채용할 수 있다.
또한 상기와 같은 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시키는 공정을 가지는 방법으로는 예를 들면 복수개의 금속 입자의 집합체인 금속 원료 분말이 분산된 기상 중에 기체 상태인 특정 화합물을 공급하는 방법을 채용해도 된다.
또한 상기와 같은 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시키는 공정을 가지는 방법으로는 예를 들면 생성시에 기상에서 분산 상태에 있는 상기 금속 원료 분말이 상기 기상 중에 분산된 상태로 상기 기상 중에 기체 상태의 특정 화합물을 공급하는 방법을 채용해도 된다.
이와 같이, 생성시에 기상에서 분산 상태에 있는 금속 원료 분말을 회수하기 전에 기체 상태의 특정 화합물을 공급함으로써, 분산 상태가 보다 양호한 금속 원료 분말에 기체 상태의 특정 화합물을 접촉시킬 수 있기 때문에 보다 균일하게 특정 화합물을 흡착시킬 수 있다.
생성시에 기상에서 분산 상태에 있는 상기 금속 원료 분말을 생성시키는 방법으로는 예를 들면 화학 기상 석출법, 물리 기상 석출법 등의 기상법이나, 아토마이즈법, 분무 열분해법 등을 들 수 있다. 특히 기상법이나 분무 열분해법을 이용해서 상기 금속 원료 분말을 생성함으로써, 상기 금속 원료 분말의 입자경이 바람직한 조건이 되도록 보다 용이하게 조절할 수 있다.
[3] 금속 미분말의 제조방법
다음으로 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법은 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서, D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며, 상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가진다. 바꿔 말하면, 본 발명의 금속 미분말 제조방법은 전술한 본 발명의 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 얻는 방법이다.
이로 인해, 조대 입자 개수가 매우 적은, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 금속 미분말 제조방법을 제공할 수 있다. 즉, 상기 조건을 만족하는 특정 화합물을 포함함으로써 금속 분말의 응집을 바람직하게 억제할 수 있고, 기상에서의 금속 분말의 분산성을 우수하게 할 수 있으며, 또한 금속 분말 구성 입자의 평균 입경이 상기 범위 내에 있음으로써 금속 분말의 응집을 바람직하게 억제할 수 있고, 기상에서의 금속 분말의 분산성을 우수하게 할 수 있다. 또한 본 발명의 금속 미분말 제조방법을 통해 얻어지는 금속 미분말은 입도 분포가 샤프하고, 유기 용매 등과 혼합하여 얻어진 페이스트를 이용해서 형성되는 도막의 평활성을 우수하게 할 수 있다. 또한 얻어진 금속 미분말에도 특정 화합물이 흡착되어 있어 기상 중에서 분산성이 우수하므로, 더 분급을 실시하는 경우에도 바람직하게 건식 분급을 실시할 수 있다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법에 있어서, 금속 분말로는 상기 [1]에서 설명한 것과 동일한 조건을 만족하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법에서는 분급 공정 전에, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 금속 분말을 얻는 접촉 공정을 더 가지는 것이 바람직하다.
이로 인해, 금속 원료 분말의 표면, 즉 모 입자인 금속 입자의 표면에 보다 균일하게 특정 화합물을 흡착시킬 수 있어, 얻어진 금속 분말의 기상에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 그 결과, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 대해 접촉 공정과 분급 공정을 가지는 형태에 대해 중심적으로 설명한다.
[3-1] 접촉 공정
접촉 공정은 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 금속 분말을 얻는 공정이면 되는데, 예를 들면 기체 상태의 특정 화합물을 포함하는 분위기 중에 금속 원료 분말을 분산시킴으로써 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이로 인해, 금속 원료 분말의 각 부위에서 특정 화합물의 흡착량 편차를 보다 효과적으로 억제할 수 있어, 얻어진 금속 분말의 기상에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 그 결과, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한 분위기 중에서 특정 화합물 농도를 제어함으로써 금속 분말 중 특정 화합물의 흡착량을 용이하게 제어할 수 있기 때문에 전술한 금속 미분말이 보다 간편하게 얻어진다.
또한 접촉 공정은 금속 원료 분말이 분산된 기상에 기체 상태의 특정 화합물을 공급함으로써, 기상에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이로 인해, 금속 원료 분말의 각 부위에서 특정 화합물의 흡착량 편차를 보다 효과적으로 억제할 수 있어, 얻어진 금속 분말의 기상에서의 분산성을 보다 우수하게 할 수 있다. 그 결과, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한 특정 화합물의 공급량을 제어함으로써 금속 분말 중 특정 화합물의 흡착량을 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 전술한 금속 미분말이 보다 간편하게 얻어진다.
상기와 같이, 금속 원료 분말이 분산된 기상에 기체 상태의 특정 화합물을 공급함으로써, 기상에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 접촉 공정을 실시하는 경우, 생성시에 기상에서 분산 상태에 있는 금속 원료 분말이 상기 기상 중에 분산된 상태로, 상기 기상 중에 기체 상태의 특정 화합물을 공급함으로써 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시키는 것이 바람직하다. 이로 인해, 금속 원료 분말의 각 부위에서 특정 화합물의 흡착량 편차를 보다 효과적으로 억제할 수 있어, 얻어진 금속 분말의 기상에서의 분산성을 더욱 우수하게 할 수 있다. 그 결과, 분급 공정에서 분급 정밀도가 더욱 향상되어 조대 입자 개수가 더욱 적은 금속 미분말을 보다 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
또한 금속 원료 분말은 기상 중에서 생성하고, 기상에서의 분산 상태를 유지한 채로 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써, 금속 원료 분말 생성 후에 회수하고 그 후 기상에 분산시키는 경우에 비해 금속 미분말의 생산성을 보다 우수하게 할 수 있다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법에 있어서, 금속 원료 분말로는 예를 들면 상기 [1-1]에서 설명한 것과 동일한 조건을 만족하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 있어서, 특정 화합물로는 예를 들면 상기 [1-2]에서 설명한 것과 동일한 조건을 만족하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
[3-2] 회수 공정
본 발명의 금속 미분말 제조방법에서는 전술한 접촉 공정과 후술하는 분급 공정 사이에 금속 분말을 회수하는 회수 공정을 가져도 된다. 이로 인해, 예를 들면 제조된 금속 분말을 바람직하게 보관할 수 있고, 예를 들면 요구되는 사양에 따라, 이후의 분급 공정 조건을 바람직하게 조절할 수 있다. 또한 본 발명에서는 본 공정을 생략해도 된다.
[3-3] 분산 공정
본 발명의 금속 미분말 제조방법에서는 분급 공정 전에, 금속 분말을 기상 중에 분산시키는 분산 공정을 가져도 된다. 이로 인해, 예를 들면 전술한 회수 공정을 실시하는 경우나, 전술한 접촉 공정을 실시하지 않고 미리 특정 화합물을 흡착시킨 금속 분말(예를 들면, 용매 중에 분산된 금속 원료 분말에 특정 화합물을 접촉시킴으로써 얻어진 금속 분말 등)을 준비하는 경우에도 본 발명의 금속 미분말 제조방법을 바람직하게 실시할 수 있다. 또한 예를 들면 전술한 접촉 공정을 실시하여 기상 중에 분산된 금속 분말을 얻은 후, 전술한 회수 공정을 실시하지 않는 경우에도 분급 공정 전에 분산 공정을 실시함으로써 금속 분말을 보다 양호하게 기상 중에 분산시킬 수 있어, 본 발명의 금속 미분말 제조방법을 바람직하게 실시할 수 있다.
[3-4] 분급 공정
분급 공정에서는 D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급한다.
표면에 특정 화합물이 흡착되어 있는 금속 분말은 기상 중에 바람직하게 분산되므로 분급 공정에서 분급 정밀도가 향상된다. 그러므로 최종적으로 얻어진 금속 미분말에 포함된 조대 입자 개수를 매우 적게 할 수 있다. 또한 분급 정밀도가 향상됨으로써 분급 횟수를 줄일 수 있기 때문에 생산성이 향상된다. 또한 금속 분말의 유동성이 높아짐에 따라 금속 분말이 분급기 내에 부착되는 것이 감소되어 수율이 향상된다. 또한 분급기 내 부착이 감소됨으로써 분급기의 분말 공급구나 배관 내부 등이 폐색되기 어려워지기 때문에 분급기 운전 시간이 길어져 생산성이 향상된다. 이로 인해, 조대 입자 개수가 매우 적은 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
분급 공정을 실시하는 기상 온도는 특별히 한정되지 않지만, 60℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하고, 60℃ 이상 150℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80℃ 이상 120℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 열에 의한 입자 변형이나 입자 구성 재료의 변질 등의 문제를 보다 효과적으로 방지하면서, 기류 속도가 올라감으로써 원심력이 높아지고, 또한 수증기가 입자에 부착되는 것을 방지하여 분급 정밀도를 더욱 높일 수 있다. 또한 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 금속 미분말 중 조대 입자 개수를 특히 적게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 사용되는 분급기의 일 구성예를 나타낸 도면이다. 또한 이하의 설명에서는 도 1의 상측을 "위"로, 하측을 "아래"로 설명한다.
분급기(1)는 분말에 작용하는 원심력을 이용해서 분급하는 기류식 분급기로, 분급실(10)을 형성하는 케이싱(3)을 구비한다. 분급실(분급 존)(10)보다 상류측에는 분급에 앞서 금속 분말을 분산시키는 분산 존(11)이 마련된다. 분급실(10)은 분산된 금속 분말을 분급하는 영역이다. 또한 분급기(1)는 분산 존(11) 내에 금속 분말을 도입하는 도입구(4); 분산 존(11) 내에 고압 에어(1차 에어)를 분사하는 에어 노즐(5); 분급실(10) 내에 2차 에어를 유입시켜 분급실(10) 내에 선회 기류를 형성하는 가이드 베인(6); 분급실(10) 상부 중앙에 개구된 미분 배출구(7); 및 분급실(10) 하부 외주를 따라 개구된 조분(粗粉, coarse powder) 배출구(8);를 가진다.
다음으로 이러한 분급기(1)를 이용해서 금속 분말을 분산·분급하는 방법에 대해 설명한다.
금속 분말은 도입구(4)를 통해 분산 존(11)으로 도입된다. 분산 존(11)에 분사된 1차 에어에 의해 금속 분말은 분산력을 부여받아 분산된다. 그리고 금속 분말은 분산된 상태로 분급실(10)에 도입된다. 분급실(10)에서는 가이드 베인(6)을 통해 분급실(10) 내로 2차 에어를 유입시킴으로써 기류가 분급실(10)에서 선회하여 분급실(10) 상부 중앙에서 배기된다. 이러한 기류 선회에 의해 작용하는 외부로 향하는 원심력과 중심을 향해 이동하는 기체 흐름에 의해, 고체기체 혼합 유체 내의 금속 분말을 조분과 미분으로 분리한다. 즉, 조분은 기류 선회로 인한 외부로 향하는 원심력에 의해 분급실(10) 내부를 직경방향 외측으로 이동하여 분급실(10) 하부 외주의 조분 배출구(8)로부터 회수된다. 한편, 미분은 중심을 향해 이동하는 기체 흐름에 의해 분급실(10) 내부를 직경방향 내측으로 이동하여 분급실(10) 상부 중앙의 미분 배출구(7)로부터 회수된다. 미분 배출구(7)에는 도시하지 않은 흡인 펌프가 접속되어 있고, 미분은 분급실(10) 내 에어(배기)와 함께 배출, 회수된다.
또한 전술한 설명에서는 선회 기류에 의한 원심력을 이용해서 분급하는 기류식 분급기를 예로 들어 설명하였으나, 분급기의 분급 방식에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 로터 회전에 의한 원심력을 이용해서 분급하는 방식이나, 중력을 이용해서 분급하는 방식, 관성력을 이용해서 분급하는 방식이어도 된다.
분급 공정시 흡인 풍량, 즉 예를 들면 도 1에 도시한 분급기(1)에서 미분 배출구(7)에 접속된 흡인 펌프에 의한 흡인 풍량은 특별히 한정되지 않지만, 5.0㎥/분 이상 30㎥/분 이하인 것이 바람직하고, 6.0㎥/분 이상 20㎥/분 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0㎥/분 이상 9.0㎥/분 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 금속 분말의 분급을 보다 효율적으로 실시할 수 있다.
건식 분급을 실시하는 흡인 압력, 즉 예를 들면 도 1에 도시한 분급기(1)에서 미분 배출구(7)에 접속된 흡인 펌프에 의한 흡인 압력은 특별히 한정되지 않지만, -60kPa 이상 -5kPa 이하인 것이 바람직하고, -50kPa 이상 -10kPa 이하인 것이 보다 바람직하고, -40kPa 이상 -15kPa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 금속 분말의 분급을 보다 바람직하게 실시할 수 있다.
금속 분말을 건식 분급함으로써, 금속 분말은 미분과 조분으로 분급된다. 금속 분말은 예를 들면 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 미분과, 미분보다 D50이 큰 조분으로 분급된다. 이 중, 미분을 본 발명에서 제조되는 금속 미분말로 회수한다.
이상과 같이 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말이 제조된다.
이와 같이 해서 제조된 금속 미분말은 조대 입자 개수가 매우 적다. 또한 금속 미분말에는 특정 화합물이 흡착되어 있기 때문에 2차적인 응집도 바람직하게 방지된다.
또한 전술한 방법에 따르면, 분급 정밀도가 높아지기 때문에 분급 횟수를 줄일 수 있다. 또한 금속 분말이 분급기 내에 부착되는 것이 감소된다. 이로 인해 수율이 향상된다. 또한 분급기 내 부착이 감소됨으로써 분급기의 분말 공급구나 배관 내부 등이 폐색되기 어려워지기 때문에 분급기 운전 시간이 길어져 생산성이 향상된다.
또한 분급 공정은 1회만 실시해도 되지만 복수회 반복해도 된다. 이에 따라, 분급 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
분급 공정에서 금속 미분말의 수율은 특별히 한정되지 않지만, 70% 이상인 것이 바람직하고, 72% 이상인 것이 보다 바람직하고, 74% 이상인 것이 보다 바람직하고, 76% 이상인 것이 보다 바람직하고, 78% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 본 발명의 효과가 더욱 현저해진다.
또한 본 명세서에 있어서, 분급 공정에서 금속 미분말의 수율은 분급 전 분말 중량, 즉 금속 분말의 중량, 및 1회 또는 복수회 분급 후 분말 중량, 즉 금속 미분말의 중량으로부터 하기 식을 통해 구한 값이다.
수율(%)=(1회 또는 복수회 분급 후 분말 중량/분급 전 분말 중량)×100
전술한 본 발명의 방법으로 제조된 금속 미분말은 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내이면 되지만, 금속 미분말의 D50은 0.2㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.2㎛ 이상 0.8㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 보다 이상적인 입도 분포를 가진 금속 미분말을 얻을 수 있다. 또한 종래에는 D50이 이 범위 내에 있는 값일 경우, 조대 입자가 문제가 되기 쉽고 또한 조대 입자로 인한 악영향이 특히 발생하기 쉬웠다. 이에 반해, 본 발명에서는 D50이 이 범위 내에 있는 값일 경우에도 상기와 같은 문제가 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 금속 미분말의 D50이 상기 범위 내에 있는 값일 경우, 본 발명에 따른 효과가 보다 현저하게 발휘된다.
전술한 본 발명의 방법으로 제조된 금속 미분말은 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정장치를 사용해서 측정한 입도 분포의 체적 기준 적산 분율 10% 값을 D10[㎛]으로 하고, 적산 분율 50% 값을 D50[㎛]으로 하고, 적산 분율 90% 값을 D90[㎛]으로 했을 때 (D90-D10)/D50 값이 0.30 이상 1.0 이하인 것이 바람직하고, 0.35 이상 0.90 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.40 이상 0.80 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 금속 미분말은 입도가 보다 균일해져 각종 용도에 바람직하게 사용된다. 또한 (D90-D10)/D50은 입도 분포의 균일성을 나타내는 지표로, (D90-D10)/D50 값이 작을수록 입도 분포가 좁은 것, 즉 입도가 보다 균일한 것을 나타낸다.
또한 본 발명의 금속 미분말 제조방법에서는 아래와 같이 측정하여 구한 조대 입자 개수가 20개 이하인 것이 바람직하고, 15개 이하인 것이 보다 바람직하고, 5개 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 금속 미분말에 조대 입자가 포함됨으로 인해 발생하는 각종 문제를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 조대 입자의 개수 측정은 예를 들면 아래와 같이 할 수 있다. 먼저, 금속 미분말 1.0g을 20mL의 에탄올과 혼합한 후, 초음파 세정기(예를 들면, 혼다덴시 가부시키가이샤 제조, W-113)를 사용해서 1분간 처리하여 분산액을 조제한다. 이와 같이 조제한 분산액에서 30㎕를 채취하여 알루미늄제 시료대에 적하하고 건조시켜 분산매를 제거함으로써 측정용 시료를 제작한다. 이 측정용 시료에 대해 주사형 전자 현미경(예를 들면 히타치 하이테크놀로지즈사 제조, SU-1510)을 이용해서 10000배의 배율로 50시야 관찰한다. 금속 미분말의 체적 기준 누적 50% 입자경 D50의 1.5배 이상 입경을 가진 입자의 총 개수를 구하고, 이 개수를 조대 입자 개수로 한다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 금속 미분말 제조방법에 적용하는 장치는 전술한 실시형태에서 설명한 것에 한정되지 않는다.
[실시예]
이하에 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명은 아래 실시예에 한정되지 않는다. 또한 아래 설명에서 특별히 온도 조건, 습도 조건을 제시하지 않은 처리는 실온(25℃), 상대 습도 50%에서 실시한 것이다. 또한 각종 측정 조건에 대해서도 특별히 온도 조건, 습도 조건을 제시하지 않은 것은 실온(25℃), 상대 습도 50%에서 실시한 수치이다. 또한 금속 원료 분말, 금속 분말, 금속 미분말에 대한 체적 기준 적산 분율 10% 값(D10), 적산 분율 50% 값(D50), 적산 분율 90% 값(D90)은 특별히 언급이 없는 한, 분산매에 분산시킨 분말을 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정장치 LA-960(HORIBA사 제조)을 사용해서 측정함으로써 구하였다. 또한 이 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정장치 LA-960(HORIBA사 제조)을 사용해서 측정시, 모 입자의 구성 재료가 니켈인 경우에는 분산매로서 물과 알킬아민계 분산제를 조합한 것을 사용하였고, 모 입자의 구성 재료가 은인 경우 및 은-팔라듐 합금인 경우에는 에탄올을 사용하였다.
또한 이하에 설명하는 각 실시예 및 각 비교예에서 사용한 케톤 및 알코올의 비점, 분자량 및 탄소수를 표 1에 정리해서 기재하였다.
| 유기 화합물명 | 비점[℃] | 분자량 | 탄소수 |
| 아세톤 | 56 | 58.1 | 3 |
| 메틸이소부틸케톤 | 116 | 100.2 | 6 |
| 2-헥사논 | 128 | 100.2 | 6 |
| 아세틸아세톤 | 140 | 100.1 | 5 |
| 2-헵타논 | 151 | 114.2 | 7 |
| 3-옥타논 | 167 | 128.2 | 8 |
| 에탄올 | 78 | 46.7 | 2 |
| 2-프로판올 | 82 | 60.1 | 3 |
| 1-펜탄올 | 138 | 88.2 | 5 |
| 1-헥산올 | 157 | 102.2 | 6 |
| 1-헵탄올 | 176 | 116.2 | 7 |
| 1-노난올 | 215 | 144.3 | 9 |
[4] 금속 분말의 제조
(실시예 A1-1)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.21㎛, D50이 0.31㎛, D90이 0.48㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.87인 니켈 분말을 준비하였다. 이 니켈 분말을 케톤으로서 아세틸아세톤을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 니켈 입자의 표면에 케톤이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다. 또한 아세틸아세톤은 순도 100%에 가까운 것(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 99.0+%)을 사용하였다.
(실시예 A1-2)
아세틸아세톤 대신에 메틸이소부틸케톤(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 99.5+%)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A1-3)
아세틸아세톤 대신에 2-헥사논(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 1급 95.0+%)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A1-4)
아세틸아세톤 대신에 2-헵타논(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 98.0+%)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A1-5)
아세틸아세톤 대신에 3-옥타논(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A1-6)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.29㎛, D50이 0.52㎛, D90이 0.93㎛, (D90-D10)/D50 값이 1.23인 니켈 분말을 준비하였다. 이 니켈 분말을, 케톤으로서 아세틸아세톤을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 니켈 입자의 표면에 케톤이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다. 또한 아세틸아세톤은 순도 100%에 가까운 것(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 99.0+%)을 사용하였다.
(실시예 A1-7)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.84㎛, D50이 1.47㎛, D90이 3.21㎛, (D90-D10)/D50 값이 1.61인 은 분말을 준비하였다. 이 은 분말을, 케톤으로서 아세틸아세톤을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 은 분말의 표면에 케톤이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다. 또한 아세틸아세톤은 순도 100%에 가까운 것(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 99.0+%)을 사용하였다.
(실시예 A1-8)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.56㎛, D50이 0.67㎛, D90이 0.94㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.57인 은-팔라듐 합금 분말(은:팔라듐=7:3(중량비))을 준비하였다. 이 은-팔라듐 합금 분말을, 케톤으로서 아세틸아세톤을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 은-팔라듐 합금 분말의 표면에 케톤이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다. 또한 아세틸아세톤은 순도 100%에 가까운 것(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 99.0+%)을 사용하였다.
(실시예 A2-1)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.21㎛, D50이 0.31㎛, D90이 0.48㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.87인 니켈 분말을 준비하였다. 이 니켈 분말을, 알코올로서 1-펜탄올을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 니켈 입자의 표면에 알코올이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다. 또한 1-펜탄올은 순도 100%에 가까운 것(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 98.0+%)을 사용하였다.
(실시예 A2-2)
1-펜탄올 대신에 1-헥산올(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 특급 97.0+%)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A2-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A2-3)
1-펜탄올 대신에 1-헵탄올(후지필름와코준야쿠 가부시키가이샤 제조, 1급 98.0+%)을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A2-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(실시예 A2-4)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.29㎛, D50이 0.52㎛, D90이 0.93㎛, (D90-D10)/D50 값이 1.23인 니켈 분말을 준비하였다. 이 니켈 분말을, 알코올로서 1-헥산올을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 니켈 입자의 표면에 알코올이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다.
(실시예 A2-5)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.84㎛, D50이 1.47㎛, D90이 3.21㎛, (D90-D10)/D50 값이 1.61인 은 분말을 준비하였다. 이 은 분말을, 알코올로서 1-헥산올을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 은 분말의 표면에 알코올이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다.
(실시예 A2-6)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.56㎛, D50이 0.67㎛, D90이 0.94㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.57인 은-팔라듐 합금 분말(은:팔라듐=7:3(중량비))을 준비하였다. 이 은-팔라듐 합금 분말을, 알코올로서 1-헥산올을 포함하는 분위기 중에 정치함으로써 금속 입자(모 입자)인 은-팔라듐 합금 분말의 표면에 알코올이 흡착된 입자의 집합체인 금속 분말을 얻었다.
(비교예 A1)
본 비교예에서는 상기 실시예 A1-1에서 사용한 니켈 분말을, 케톤 및 알코올 어느 것도 흡착시키지 않고 그대로 금속 분말로 사용하였다. 즉, 본 비교예의 금속 분말은 D10이 0.21㎛, D50이 0.31㎛, D90이 0.48㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.87인 니켈 분말 자체이다.
(비교예 A2)
아세틸아세톤 대신에 에탄올을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(비교예 A3)
아세틸아세톤 대신에 2-프로판올을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(비교예 A4)
아세틸아세톤 대신에 아세톤을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A1-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(비교예 A5)
1-펜탄올 대신에 1-노난올을 사용한 것 외에는 상기 실시예 A2-1과 동일하게 해서 금속 분말을 제조하였다.
(비교예 A6)
본 비교예에서는 상기 실시예 A1-7에서 사용한 은 분말을, 케톤 및 알코올 어느 것도 흡착시키지 않고 그대로 금속 분말로 사용하였다. 즉, 본 비교예의 금속 분말은 D10이 0.84㎛, D50이 1.47㎛, D90이 3.21㎛, (D90-D10)/D50 값이 1.61인 은 분말 자체이다.
(비교예 A7)
본 비교예에서는 상기 실시예 A1-8에서 사용한 은-팔라듐 합금 분말을, 케톤 및 알코올 어느 것도 흡착시키지 않고 그대로 금속 분말로 사용하였다. 즉, 본 비교예의 금속 분말은 D10이 0.56㎛, D50이 0.67㎛, D90이 0.94㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.57인 은-팔라듐 합금 분말 자체이다.
상기 각 실시예 및 각 비교예의 금속 분말 조건을 표 2, 표 3에 정리해서 기재하였다. 금속 입자(모 입자)의 표면적 1㎡당 유기 화합물 함유량은 CS(탄소·유황) 분석장치(HORIBA사 제조, EMIA-320V)를 이용해서, (1) 유기 화합물을 흡착시키는 처리를 하기 전 금속 원료 분말 내 탄소량과, (2) 유기 화합물을 흡착시키는 처리를 한 후 금속 분말의 탄소량을 측정하여, (2)에서 (1)을 뺀 값을 유기 화합물을 흡착시키는 처리를 통해 증가된 탄소량으로 하고, 이 값과, 유기 화합물 중 탄소 비율과, 유기 화합물을 흡착시키는 처리를 하기 전 금속 원료 분말의 비표면적을 이용해서 구하여, 이 값을 표의 흡착량 란에 기재하였다. 또한 상기 실시예 A1-1~실시예 A1-5, 상기 실시예 A2-1~실시예 A2-3, 비교예 A1~비교예 A5에 대해서는 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정장치(HORIBA사 제조, LA-960) 건식 측정 유닛을 사용하여, 소정 조건으로 입도 분포의 체적 기준 적산 분율 50% 값(건식 입도 분포의 D50)[㎛]을 측정하였다. 건식 입도 분포의 D50 수치가 작을수록 기상에서의 분산성이 우수하다고 할 수 있다. 이 결과들을 표 2에 함께 기재하였다.
표 2에 기재한 결과로부터 명백하듯이, 비교예 A1~비교예 A5에 비해 실시예 A1-1~실시예 A1-5, 실시예 A2-1~실시예 A2-3의 건식 입도 분포의 D50 값이 작고 기상에서의 분산성이 우수하였다.
[5] 금속 미분말의 제조
(실시예 B1-1)
상기 실시예 A1-1에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-2~실시예 B1-5)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A1-1에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 실시예 A1-2~실시예 A1-5에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B1-1과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-6)
상기 실시예 A1-6에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-7)
건식 분급시 분급기 내부 온도를 60℃로 설정한 것 외에는 상기 실시예 B1-6과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-8)
건식 분급시 분급기 내부 온도를 100℃로 설정한 것 외에는 상기 실시예 B1-6과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-9)
먼저, 아세트산니켈 사수화물 분말을 준비하였다. 이 아세트산니켈 사수화물 분말을 분무하고 기상 중에서 1500℃로 가열함으로써, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말로서 니켈 분말을 얻었다. 이 니켈 분말이 기상 중에 분산된 상태에서 기상을 150℃로 냉각하고, 이 냉각 후 기상 중에 기체 상태의 아세틸아세톤을 공급함으로써 금속 분말로서 아세틸아세톤 흡착 니켈 분말을 얻었다. 얻어진 금속 분말인 아세틸아세톤 흡착 니켈 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg이 되도록 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-10)
상기 실시예 A1-7에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 6.0㎥/min, 흡인 압력을 -15kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-11)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A1-7에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 실시예 A1-8에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B1-10과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-12)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.21㎛, D50이 0.31㎛, D90이 0.48㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.87인 니켈 분말을 준비하였다. 이 금속 원료 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하면서, 또한 분산 존에 아세틸아세톤을 공급하고 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 원료 분말을 아세틸아세톤을 포함하는 분위기 중에 분산시킴으로써, 금속 분말로서 아세틸아세톤 흡착 니켈 분말을 얻었다. 이때, 아세틸아세톤 공급량은 아세틸아세톤 흡착 니켈 분말(금속 분말)이 가진 아세틸아세톤 양이 니켈제 모 입자의 표면적 1㎡당 40㎍이 되도록 조절하였다. 다음으로 이 아세틸아세톤 흡착 니켈 분말(금속 분말)을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-13~실시예 B1-18)
아세틸아세톤 흡착 니켈 분말(금속 분말)이 가지는 아세틸아세톤의 양이 표 6과 같이 되도록 아세틸아세톤의 공급량을 변경한 것 외에는 상기 실시예 B1-12와 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-19)
아세틸아세톤 대신에 2-헥사논을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B1-12와 동일하게 해서 2-헥사논 흡착 니켈 분말(금속 분말), 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B1-20~실시예 B1-25)
2-헥사논 흡착 니켈 분말(금속 분말)이 가지는 2-헥사논의 양이 표 6과 같이 되도록 2-헥사논의 공급량을 변경한 것 외에는 상기 실시예 B1-19와 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-1)
상기 실시예 A2-1에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-2, 실시예 B2-3)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A2-1에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 실시예 A2-2, 실시예 A2-3에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B2-1과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-4)
상기 실시예 A2-4에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-5)
건식 분급시 분급기 내부 온도를 60℃로 설정한 것 외에는 상기 실시예 B2-4와 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-6)
건식 분급시 분급기 내부 온도를 100℃로 설정한 것 외에는 상기 실시예 B2-4와 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-7)
먼저, 아세트산니켈 사수화물 분말을 준비하였다. 이 아세트산니켈 사수화물 분말을 분무하고 기상 중에서 1500℃로 가열함으로써, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말로서 니켈 분말을 얻었다. 이 니켈 분말이 기상 중에 분산된 상태에서 기상을 150℃로 냉각하고, 이 냉각 후 기상에 기체 상태의 1-헥산올을 공급함으로써 금속 분말로서 1-헥산올 흡착 니켈 분말을 얻었다. 얻어진 금속 분말인 1-헥산올 흡착 니켈 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg이 되도록 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-8)
먼저, 금속 원료 분말로서 D10이 0.21㎛, D50이 0.31㎛, D90이 0.48㎛, (D90-D10)/D50 값이 0.87인 니켈 분말을 준비하였다. 이 금속 원료 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하면서, 또한 분산 존에 1-헥산올을 공급하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여, 금속 원료 분말을, 1-헥산올을 포함하는 분위기 중에 분산시킴으로써, 금속 분말로서 1-헥산올 흡착 니켈 분말을 얻었다. 다음으로 이 1-헥산올 흡착 니켈 분말(금속 분말)을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 8.5㎥/min, 흡인 압력을 -35kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-9)
상기 실시예 A2-5에서 얻어진 금속 분말을 도 1에 도시한 건식 분급기에 1시간당 10kg 투입하고, 공급 분산 압력을 0.6MPa로 설정하여 금속 분말을 분산시켰다. 다음으로 분산시킨 금속 분말을 분급실에 도입하고 분급기 내부 온도를 25℃, 흡인 풍량을 6.0㎥/min, 흡인 압력을 -15kPa로 설정하여 건식 분급을 실시하였다. 이러한 건식 분급을 2회 실시하여 금속 미분말을 제조하였다.
(실시예 B2-10)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A2-5에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 실시예 A2-6에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B2-9와 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(비교예 B1~비교예 B5)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A1-1에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 비교예 A1~비교예 A5에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B1-1과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
(비교예 B6, B7)
건식 분산에 제공하는 금속 분말로서, 상기 실시예 A1-7에서 얻어진 금속 분말 대신에 상기 비교예 A6, 비교예 A7에서 얻어진 금속 분말을 사용한 것 외에는 상기 실시예 B1-10과 동일하게 해서 금속 미분말을 제조하였다.
[6] 금속 미분말의 평가
[6-1] 수율
상기 실시예 B1-1~실시예 B1-25, 실시예 B2-1~실시예 B2-10, 비교예 B1~비교예 B7에 대해, 분급 전 분말 중량, 즉 금속 분말의 중량, 및 2회 분급 후 분말 중량, 즉 2회 분급 처리를 해서 얻어진 금속 미분말의 중량을 측정하고, 다음 식을 통해 수율을 구하였다.
수율(%)=(분급 후 분말 중량/분급 전 분말 중량)×100
[6-2] 입도 분포의 평가
상기 실시예 B1-1~실시예 B1-25, 실시예 B2-1~실시예 B2-10, 비교예 B1~비교예 B7에 대해, 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정장치 LA-960(HORIBA사 제조)을 이용해서 계측함으로써, 얻어진 금속 미분말의 입경 분포를 구하고, 그 결과로부터, 입도 분포의 체적 기준 적산 분율 10% 값(D10)[㎛], 적산 분율 50% 값(D50)[㎛], 적산 분율 90% 값(D90)[㎛]을 각각 구하였다. 또한 상기와 같이 구한 D10[㎛], D50[㎛], D90[㎛] 값으로부터 (D90-D10)/D50을 산출하였다.
[6-3] 조대 입자 수의 평가
상기 실시예 B1-1~실시예 B1-25, 실시예 B2-1~실시예 B2-10, 비교예 B1~비교예 B7에 대해 각각, 얻어진 금속 미분말 1g에 분산매로 에탄올을 20mL 혼합하고, 초음파 세정기(혼다덴시 가부시키가이샤 제조, W-113)를 사용해서 1분간 처리하여 분산액을 조제하였다. 조제한 분산액으로부터 30㎕를 채취하여 알루미늄제 시료대에 적하하고, 건조시켜 분산매를 제거함으로써 측정용 시료를 제작하였다. 주사형 전자 현미경(히타치 하이테크놀로지즈사 제조, SU-1510)을 이용해서 전술한 시료를 10000배로 확대하여 50시야 관찰하였다. 입경이 상기 [6-2]에서 구한, 대상인 금속 미분말의 D50의 2.0배 이상인 입자를 조대 입자로 해서 조대 입자 수를 구하였다.
이 결과들을 표 4, 표 5, 표 6에 정리해서 기재하였다. 또한 상기 실시예 B1-1~실시예 B1-25, 실시예 B2-1~실시예 B2-10에서 얻어진 금속 미분말에 대해, 상기 [6-3]에 제시한 방법으로 각 금속 미분말에 대한 체적 기준 누적 50% 입자경 D50의 3.0배 이상의 입경을 가진 입자 개수를 구한 바, 어느 실시예에도 이러한 입자는 포함되어 있지 않았다.
표 4, 표 5, 표 6으로부터 명백하듯이, 실시예 B1-1~실시예 B1-25, 실시예 B2-1~실시예 B2-10에서는 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있고, 조대 입자 개수가 매우 적은 금속 미분말을 높은 수율로 바람직하게 제조할 수 있었다.
또한 모 입자 표면에 흡착시키는 특정 화합물로서, 상기 각 실시예에서 사용한 케톤 및 알코올 중 2종 이상을 조합하여 사용하고, 이들 특정 화합물의 합계 흡착량이 상기 각 실시예의 범위와 동일해지도록 한 것 외에는 상기 각 실시예와 동일하게 해서 금속 분말 및 금속 미분말을 제조하고, 얻어진 금속 미분말에 대해 상기와 동일하게 평가한 바, 상기와 마찬가지로 우수한 결과가 얻어졌다. 특히 복수종의 특정 케톤을 조합해서 사용한 경우, 복수종의 특정 알코올을 조합해서 사용한 경우, 특정 케톤과 특정 알코올을 조합해서 사용한 경우 모두에서 우수한 결과가 얻어졌다.
본 발명의 금속 미분말 제조방법은 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서, D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며, 상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가진다. 그러므로 조대 입자 개수가 매우 적은, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 금속 미분말 제조방법을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 금속 미분말 제조방법은 산업상 이용가능성을 가진다. 또한 본 발명의 금속 분말은 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말로서, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가진다. 그러므로 기상에서 분산성이 높은 금속 분말을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 금속 분말은 산업상 이용가능성을 가진다.
1…분급기
3…케이싱
4…도입구 5…에어 노즐
6…가이드 베인 7…미분 배출구
8…조분 배출구 10…분급실(분급 존)
11…분산 존
4…도입구 5…에어 노즐
6…가이드 베인 7…미분 배출구
8…조분 배출구 10…분급실(분급 존)
11…분산 존
Claims (13)
- 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 미분말 제조방법으로서,
D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말을 건식 분급하는 분급 공정을 가지며,
상기 금속 분말이, 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가지는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 분급 공정 전에, 기상 중에 분산된 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시킴으로써 상기 금속 분말을 얻는 접촉 공정을 가지는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
기체 상태의 상기 특정 화합물을 포함하는 분위기 중에 상기 금속 원료 분말을 분산시킴으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 금속 원료 분말이 분산된 기상 중에 기체 상태의 상기 특정 화합물을 공급함으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 4에 있어서,
생성시에 기상 중에서 분산 상태에 있는 상기 금속 원료 분말이 상기 기상 중에 분산된 상태로, 상기 기상 중에 기체 상태의 상기 특정 화합물을 공급함으로써, 기상 중에 분산된 상기 금속 원료 분말에 상기 특정 화합물을 접촉시키는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케톤은 분자량이 70 이상 200 이하 범위 내 및/또는 탄소수가 4 이상 13 이하 범위 내에 있는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알코올은 탄소수가 5 이상 7 이하 범위 내에 있는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 분말이 가지는 상기 특정 화합물의 양이 상기 금속 입자의 표면적 1㎡당 60㎍ 이상 600㎍ 이하 범위 내에 있는, 금속 미분말 제조방법. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분급 공정을 60℃ 이상 300℃ 이하의 기상 중에서 실시하는, 금속 미분말 제조방법. - 복수개의 금속 입자를 포함함과 아울러, 체적 기준 누적 50% 입자경 D50이 0.1㎛ 초과 10.0㎛ 이하 범위 내에 있는 금속 분말로서,
상기 금속 입자 표면의 적어도 일부에, 비점이 80℃ 이상 300℃ 이하 범위 내에 있는 케톤, 및 비점이 130℃ 이상 180℃ 이하 범위 내에 있으면서 분자량이 80 이상 120 이하 범위 내에 있는 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어진 특정 화합물을 가지는, 금속 분말. - 청구항 10에 있어서,
상기 케톤은 분자량이 70 이상 200 이하 범위 내 및/또는 탄소수가 4 이상 13 이하 범위 내에 있는, 금속 분말. - 청구항 10에 있어서,
상기 알코올은 탄소수가 5 이상 7 이하 범위 내에 있는, 금속 분말. - 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 화합물의 양이 상기 금속 입자의 표면적 1㎡당 60㎍ 이상 600㎍ 이하 범위 내에 있는, 금속 분말.
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| WO2010106716A1 (ja) | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 日清エンジニアリング株式会社 | 粉体の分級方法 |
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