TWI696508B - 鎳糊及鎳糊之製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種使鎳超微粉於凝聚少之狀態下分散而成之鎳糊、及可利用簡單步驟製作該鎳糊之製造方法。
本發明之鎳糊至少含有鎳粉、分散推移促進劑(dispersion shift accelerator)及媒液,媒液之原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g,分散推移促進劑之含量相對於鎳粉100質量份,為0.16~3.0質量份,鎳濃度為50~70質量%,糊之黏度為8~150Pa‧s。該鎳糊可利用具有如下步驟之方法製造,即藉由向媒液添加分散推移促進劑並進行混合而獲得含分散推移促進劑之媒液;向所獲得之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,並且將分離出之水去除。
Description
本發明係關於一種可較佳地用於例如積層陶瓷電容器之內部電極用的鎳糊及該鎳糊之製造方法。
通常,用於積層陶瓷電容器(以下亦稱為「MLCC」)之內部電極之鎳糊係向媒液中混練鎳粉而製造,其中包含大量之鎳粉凝聚體。於鎳粉之製造步驟之最終階段,通常無論金屬粉之製造方法(乾式法、濕式法)如何而均具有乾燥步驟,該乾燥步驟中之乾燥處理會促進鎳粒子之凝聚,故而通常所獲得之鎳粉中包含乾燥時所產生之凝聚體。
近年來,為了使積層陶瓷電容器達成小型且大電容化,要求將伴有內部電極層之陶瓷坯片(ceramic green sheet)之積層數自數百層增加至1000層左右。因此,正在研究將內部電極層之厚度自習知之數微米級薄層化至次微米級,隨之推進內部電極用電極材料之鎳粉之小粒徑化。
然而,鎳粉粒徑越小則表面積越大,表面能隨之增大而容易形成凝聚體。又,鎳超微粉等金屬超微粉若分散性差而存在凝聚體,則於製造陶瓷電容器時之燒成步驟中,鎳粉會於燒結時穿透陶瓷片層而成為電極短路之不良品。又,即便於未穿透陶瓷片層之情形時,亦會因電極間距
離縮短而導致出現局部電流集中,因此亦會導致積層陶瓷電容器之壽命劣化。
作為用於MLCC之內部電極用之鎳超微粉漿料,例如有專利文獻1所揭示之漿料。具體而言,於該專利文獻1中揭示有如下技術。即,首先,向金屬超微粉水漿料(金屬超微粉濃度:50質量%)添加相對於金屬超微粉100質量份為0.3質量份之特定之陰離子界面活性劑,使用製程均質器等對所獲得者實施規定時間之分散處理,而使水中之金屬超微粉之凝聚體分散成一次粒子。其後,例如添加相對於金屬超微粉100質量份為10質量份之萜品醇作為有機溶劑。藉此,含金屬粉之萜品醇層成為連續層而變為沈澱物,分離作為上清液之水而獲得金屬超微粉有機溶劑漿料。
又,根據專利文獻1揭示之技術,由於直接向鎳超微粉水漿料添加特定之陰離子界面活性劑,故而存在界面活性劑微胞化而難以有效率地吸附至金屬粉表面之虞,另外雖對獲得有機溶劑漿料之條件進行了記載,但對於製成鎳糊時獲得何種效果並未記載,本發明人等鑒於此種情況而進一步反覆研究,提出了獲得專利文獻2所記載之鎳糊之技術。
具體而言,根據該專利文獻2記載之技術,關於所添加之分散推移促進劑(dispersion shift accelerator)之添加量,使用分散推移促進劑之每1分子之分子截面積(吸附截面積),由此基於式『鎳粉之總表面積(m2)×分散推移促進劑之每單位分子截面積之質量(g/m2)』而計算理論計算量(g),將根據該理論計算量所算出之量設為分散推移促進劑之添加量。該理論計算量可視作相當於均勻地吸附並被覆於鎳粉之總表面積所需之最低限度之分散推移促進劑量的量,故而可謂能夠有效率地充分利用分散推移
促進劑之鎳糊之製作技術。
[專利文獻1]日本特開2006-63441號公報
[專利文獻2]日本特開2015-46256號公報
然而,於專利文獻1之方法中,為了製作鎳粉有機漿料,首先向鎳粉水漿料添加特定之陰離子界面活性劑,繼而與有機溶劑混合而置換鎳粉,藉此獲得鎳粉有機漿料,步驟複雜而無法有效率地進行處理。又,於專利文獻2之方法中,首先亦與專利文獻1之方法同樣地將特定之分散推移促進劑與有機溶劑添加至鎳水漿料而獲得鎳粉有機漿料,故而其後必須進一步對該鎳粉有機漿料進行與有機媒液混練之處理,為了獲得鎳糊而必須進行兩階段之步驟,即暫時以中間產物之形式獲得鎳粉有機漿料後製成鎳糊。
近年來對用於內部電極之鎳超微粉之小徑化之要求、MLCC之多層化之要求進一步增強,為了應對上述要求,期待開發出具有使用鎳超微粉時難以實現之高分散性的鎳糊,又,要求利用極其簡單之步驟製作其之方法。
本發明係鑒於此種情況而提出者,目的在於提供一種使鎳超微粉於凝聚少之狀態下分散而成之鎳糊、及可利用簡單步驟製作該鎳糊之鎳糊之製造方法。
本發明人等為了解決上述課題而反覆進行努力研究。結果獲得如下見解,從而完成本發明,即:向預先使特定之黏合劑樹脂溶解於有機溶劑而製作之媒液添加分散推移促進劑並進行混合,向該含分散推移促進劑之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,藉由上述簡單步驟可獲得使鎳粉於凝聚更少之狀態下分散而成之鎳糊。即,本發明提供如下者。
(1)本發明之第1發明係一種鎳糊,其至少含有鎳粉、分散推移促進劑及媒液,上述媒液之原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g,上述分散推移促進劑之含量相對於上述鎳粉100質量份,為0.16~3.0質量份,鎳濃度為50~70質量%,糊之黏度為8~150Pa‧s。
(2)本發明之第2發明係如第1發明之鎳糊,其中,上述分散推移促進劑為具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑或具有高分子結構之分散推移促進劑。
(3)本發明之第3之發明係如第1或第2發明之鎳糊,其中,上述分散推移促進劑為具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑,為選自下述通式(1)~(3)所示之化合物中之1種以上。
(其中,於式(1)、(2)中,n為10~20之整數;於式(3)中,m、n滿足m+n=12~20之關係)
(4)本發明之第4發明係一種鎳糊之製造方法,其係至少含有鎳粉、分散推移促進劑及媒液且鎳濃度為50~70質量%之鎳糊的製造方法,具有:第1步驟:藉由向媒液添加分散推移促進劑並進行混合而獲得含該分散推移促進劑之媒液;及第2步驟:向上述第1步驟中所獲得之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,並且分離去除水。
(5)本發明之第5發明係如第4發明之鎳糊之製造方法,其中,於上述第1步驟中使用原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g之媒液,並向該媒液添加上述分散推移促進劑。
(6)本發明之第6發明係如第4或第5發明之鎳糊之製造方法,其中,於上述第1步驟中,將該分散推移促進劑添加至上述媒液,使鎳糊中之上述分散推移促進劑之含量相對於上述第2步驟中添加之上述
鎳粉漿料所含之鎳粉100質量份成為0.16~3.0質量份。
(7)本發明之第7發明係如第4至第6項中任一項發明之鎳糊之製造方法,其中,於上述第1步驟中使用原料之黏合劑樹脂之含量為5質量%以上之媒液。
根據本發明,可提供一種使鎳超微粉於凝聚少之狀態下分散而成之可較佳地用於例如積層陶瓷電容器之內部電極用等的鎳糊。又,根據本發明之製造方法,可利用簡單步驟製造此種鎳糊。
以下,對本發明之具體之實施形態(以下稱為「本實施形態」)進行詳細說明。再者,本發明並不限定於以下之實施形態,可於不變更本發明之主旨之範圍內進行各種變更。又,於本說明書中,「X~Y」(X、Y為任意數值)之表述只要未作特別說明,則意指「X以上且Y以下」。
≪1.鎳糊≫
本實施形態之鎳糊係至少含鎳粉、分散推移促進劑及媒液之鎳糊。該鎳糊之鎳濃度為50~70質量%,黏度為8~150Pa‧s。
並且,於該鎳糊中,媒液之作為原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g,分散推移促進劑之含量相對於鎳粉100質量份,為0.16
~3.0質量份之範圍。
根據此種鎳糊,作為構成成分之鎳粉於凝聚更少之狀態下分散,例如可較佳地用於高積層陶瓷電容器之內部電極用。
[鎳粉]
鎳粉為該鎳糊之構成成分,可使用無論為濕式法或乾式法等製法之各種鎳粉。例如既可為藉由CVD法、蒸發急冷法、使用鎳鹽或鎳氫氧化物等之氫還原法等所謂乾式法製作之鎳粉,又,亦可為藉由對鎳鹽溶液使用肼等還原劑之濕式還原法等所謂濕式法製作之鎳粉。其中,較佳使用藉由濕式還原法等所謂濕式法製作之鎳粉。
又,作為鎳粉,較佳為平均粒徑為0.05~0.5μm之超微粒者。超微粒之鎳粉例如可較佳地用作積層陶瓷電容器之內部電極之用途。就應對近年來對MLCC之內部電極所要求之薄層化之觀點而言,必須使用平均粒徑較佳為0.05~0.3μm左右之鎳粉,尤其為了製作1000層級之內部電極,必須使用平均粒徑為次微米之鎳粉,更佳使用0.05~0.1μm之鎳粉。
[分散推移促進劑]
分散推移促進劑吸附並被覆於鎳粉表面而發揮提高於鎳糊中之分散性之作用。作為該分散推移促進劑,可使用具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑或具有高分子結構之分散推移促進劑。此處,鎳粉之表面具有鹼性之性質。因此,藉由使用具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑或具有高分子結構之分散推移促進劑作為分散推移促進劑,可有效率地吸附至鎳粉之表面,從而可提高分散性。
(具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑)
具體而言,作為具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑,例如可使用下述通式所示之具有特定結構之(1)~(3)之化合物中之任一種。
此處,關於上述通式(1)、(2)所示之化合物,式中之「n」為10~20之整數。若n之數小於10,則有親水性增強而於鎳糊製作過程中之混練時難以脫水之可能性。另一方面,若n之數大於20,則雖會變成親油性而容易去除水,但有難以溶解於有機溶劑而無法有效率地被覆鎳粉表面之可能性。
例如上述通式(1)所示且n=10之情形時之結構式所表示之化合物具體而言為如下述結構式(1-1)之化合物。該結構式(1-1)所表示之化合物其化學名為「月桂醯基肌胺酸」(分子式=C15H29NO3,CAS No.=97-78-9),為市售之界面活性劑。
又,作為其他化合物,具體可列舉化學名「月桂醯基甲基-β-丙胺酸」(結構式:下述(2-1),分子式:C16H31NO3,CAS No.21539-57-1)或化學名「肉豆蔻醯基甲基-β-丙胺酸」(結構式:下述(2-2),分子式:C18H35NO3,CAS No.21539-71-9)等。又,可例示椰油醯基肌胺酸酯(cocoyl sarcosinate)(通式(1),分子式:C16H31NO3)、肉豆蔻醯基肌胺酸酯(通式(1),分子式:C17H33NO3)、棕櫚醯基肌胺酸(通式(1),分子式:C19H37NO3)、硬脂醯基肌胺酸(通式(1),分子式:C21H41NO3)等。
又,關於上述通式(3)所示之化合物,式中之「m」、「n」滿足m+n=12~20之關係。若m+n小於12,則有親油性不足而水之分離不充分之可能性。另一方面,若m+n大於20,則有難以溶解於有機溶劑之
可能性。
具體而言,作為上述通式(3)所表示之化合物,可列舉:分子式為C21H39NO3之下述(3-1)之結構式(其中,於通式(3)中m=7、n=7者)所示之化學名「N-油醯基-N-甲基甘胺酸」、分子式為C19H35NO3(其中,於通式(3)中m=7、n=5者)之化學名「N-棕櫚油酸甘油脂(palmitolein)-N-甲基甘胺酸」、分子式為C21H39NO3(其中,於通式(3)中m=9、n=5者)之化學名「N-異油酸(vaccenic acid)-N-甲基甘胺酸」、分子式為C27H51NO3(其中,於通式(3)中m=13、n=7者)之化學名「N-神經苷脂-N-甲基甘胺酸」等。
(具有高分子結構之分散推移促進劑)
又,作為具有高分子結構之分散推移促進劑,例如可使用具有於其末端或分子中具備羧酸等官能基(酸基)之高分子結構之分散推移促進劑。
具體而言,作為具有於末端具備羧酸等官能基(酸基)之高分子結構之分散推移促進劑,例如可列舉胺酯(urethane)系高分子分散劑等。再者,作為胺酯系高分子分散劑,可較佳地使用商品名:Solsperse55000(平均分子量55000)、商品名:Solsperse36000(平均分子量36000)、商品名:Solsperse21000(平均分子量21000)等(均為日本路博潤(Nippon Lubrizol)公司製造)市售品。又,亦可有效地使用單羧酸型之商品名:Solsperse3000
(日本路博潤公司製造)。
又,作為分散推移促進劑之結構,並無特別限定,尤佳為梳形之聚合物。具有梳形結構之分散推移促進劑成為於錨定(anchor)部具有羧酸基,於接枝部具有聚氧伸烷基(polyoxyalkylene),且疏水性與親水性之平衡性因其組成而異般之結構。再者,作為梳形聚合物之高分子分散劑,例如市售有日油股份有限公司製造之MALIALIM AWC系列、SC系列。
於本實施形態之鎳糊中,該分散推移促進劑之含量係相對於鎳粉100質量份,為0.16~3.0質量份之範圍。若相對於鎳粉100質量份而分散推移促進劑之含量未達0.16質量份,則於製作鎳糊之混練時無法有效率地進行水之分離而鎳糊中之殘留水分量增多。另一方面,即便分散推移促進劑之含量超過3.0質量%,水之分離效果亦不會進一步提高,反而會有因分散推移促進劑之量過多而導致影響鎳糊黏度之虞。
[媒液]
媒液係使原料之黏合劑樹脂溶解於有機溶劑而獲得者。作為本實施形態中所使用之媒液,成為其原料之黏合劑樹脂選用酸度為20~300μmol/g之樹脂是重要的。
本發明人等發現,不僅上述分散推移促進劑,酸度為上述範圍之黏合劑樹脂亦有效率地吸附於鎳粉之表面。藉此,於本實施形態之鎳糊中,藉由含有上述分散推移促進劑,並且含有含酸度為上述範圍之黏合劑樹脂之媒液,可利用吸附至鎳粉表面之分散推移促進劑與媒液所含之黏合劑樹脂而有效地提高該鎳粉之分散性,從而可使鎳超微粉於凝聚極少之狀態下分散。又,藉由含有含此種黏合劑樹脂之媒液,亦可減少分散推移
促進劑之含量。
又,藉由含有分散推移促進劑,並且含有含特定之黏合劑樹脂之媒液,可如上所述般更有效率地吸附至鎳粉之表面,故而於鎳糊之製造過程中,可更有效率地分離並去除源自所混練之鎳粉水漿料之水分,從而可簡化製造製程。再者,詳細內容於下文加以說明,本實施形態之鎳糊可藉由向該含特定之黏合劑樹脂之媒液添加分散推移促進劑並進行混合,向所獲得之含分散推移促進劑之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練而獲得。於此種製造方法中,並未如習知技術般生成作為中間產物之鎳粉有機漿料,故而可利用簡易步驟完成製造。
此處,關於黏合劑樹脂之酸度,若酸度低於20μmol/g,則對鎳粉之吸附量不足,於製作鎳糊之混練時無法充分地進行水之分離,而鎳糊中之殘留水分量增多。另一方面,若黏合劑樹脂之酸度超過300μmol/g,則雖可高效率地進行與鎳粉之吸附,但會因酸度過多而導致所製作之鎳糊之黏度變得過高,例如無法獲得適於用作MLCC之內部電極之情形等時之黏度。因此,作為黏合劑樹脂,必須使用酸度處於適當範圍者,具體而言,如上所述般使用20~300μmol/g之範圍之酸度之黏合劑樹脂。
具體而言,作為黏合劑樹脂,例如可使用具有選自纖維素結構、纖維素酯結構及纖維素醚結構中之結構且導入有羧基等官能基(酸基)者中之至少1種。
如此,藉由選定導入有例如羧酸等官能基(酸基)並且酸度為20~300μmol/g之黏合劑樹脂,使該黏合劑樹脂溶解於有機溶劑而可製作媒液。
作為媒液中之黏合劑樹脂之濃度,並無特別限定,較佳為5質量%以上。若媒液中之黏合劑樹脂之濃度未達5質量%,則有黏度變低、於混練時無法施加扭矩而水之分離去除效果降低之可能性。
再者,作為有機溶劑,只要為可溶解上述黏合劑樹脂者,則並無特別限定,可使用通常使用於導電糊之用途者。例如可使用萜烯醇系、脂肪族經系等之溶劑。具體而言,作為萜烯醇系之有機溶劑,可列舉萜品醇(terpineol)、二氫萜品醇、萜品醇乙酸酯、龍腦、香葉草醇、沈香醇等。又,作為脂肪族烴系之有機溶劑,可列舉正癸烷、正十二烷、礦油精等。關於該等有機溶劑,可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
[其他]
再者,可視需要使本實施形態之鎳糊於不損及其作用之範圍內含有各種添加劑。具體而言,可添加用以進一步提高鎳粉之分散性之分散劑或用以調整黏度之黏度調整劑、用以提高觸變性之流變控制劑等。
≪2.鎳糊之製造方法≫
繼而,對鎳糊之製造方法進行說明。本實施形態之鎳糊可藉由以下2個程序而製造。
[程序A]向媒液添加分散推移促進劑並進行混合而獲得含分散推移促進劑之媒液。繼而,[程序B]向含分散推移促進劑之媒液添加鎳水漿料並進行混練,將水分離去除而獲得鎳濃度為50~70質量%之鎳糊。
<2-1.關於程序A>
於本實施形態之鎳糊之製造方法中,首先,向媒液添加分散推移促進
劑,進行攪拌混合,藉此獲得含有分散推移促進劑之媒液。
(媒液之製作)
所使用之媒液可藉由使黏合劑樹脂溶解於有機溶劑而製作。此處,構成媒液之黏合劑樹脂如上所述般選擇其酸度為20~300μmol/g之樹脂。又,作為有機溶劑,可使用萜烯醇系、脂肪族烴系之溶劑等。
作為媒液,較佳使用以黏合劑樹脂之濃度成為5質量%以上之方式使黏合劑樹脂溶解於有機溶劑製作而成者。若黏合劑樹脂之濃度未達5質量%,則有黏度降低而於混練時難以施加扭矩,又,水之分離變得不充分而鎳糊之殘留水分量增多之可能性。
(分散推移促進劑之添加、混合)
作為分散推移促進劑,可如上所述般使用具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑或具有高分子結構之分散推移促進劑。由於鎳粉之表面為鹼性,故而藉由使用該等分散推移促進劑,可有效率地吸附至鎳粉之表面。於本實施形態中,藉由向媒液添加該等分散推移促進劑並進行混合而獲得含分散推移促進劑之媒液。
向媒液添加分散推移促進劑時,較佳為以所獲得之鎳糊中之分散推移促進劑之含量相對於以下程序(程序B)中所混練之鎳粉水漿料中所含之鎳粉100質量份成為0.16質量份~3.0質量份之範圍的方式進行計算而添加。
即,若以鎳糊中之含量相對於鎳粉100質量份成為未達0.16質量份之方式添加分散推移促進劑,則於製作鎳糊之混練時無法有效率地進行水之分離而所獲得之鎳糊中之殘留水分量增多。另一方面,即便以含
量相對於鎳粉100質量份而超過3.0質量%之方式添加分散推移促進劑,水之分離效果亦不會進一步提高,反而會有影響鎳糊黏度之虞。
作為向媒液添加了分散推移促進劑之後之混合方法,例如可使用攪拌機、自公轉混合器、行星式混合器等公知之混練裝置等進行。
如此,本實施形態之鎳糊之製造方法其特徵在於:首先向將特定之黏合劑樹脂作為原料之媒液以特定之比率添加分散推移促進劑並進行攪拌混合,藉此獲得含分散推移促進劑之媒液。
<2-2.關於程序B>
於本實施形態之鎳糊之製造方法中,繼而,向藉由程序A所獲得之含分散推移促進劑之媒液添加鎳水漿料並進行混練。
如此,藉由向含分散推移促進劑之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,可有效率地分離去除該鎳粉漿料中之水分。於本實施形態中,藉由使用含分散推移促進劑之媒液,分散推移促進劑有效率地吸附至鎳粉之表面,並且媒液所含之具有特定酸度之黏合劑樹脂亦吸附至鎳粉之表面,故而可有效地使鎳粉分散,又,可有效率地分離源自所添加之鎳粉水漿料之水分。藉此,可利用簡易步驟製作殘留水分極少之鎳糊。具體而言,可獲得基於卡耳-費雪法所測得之水分率未達1%之鎳糊。
(鎳粉水漿料)
鎳粉水漿料中所含之鎳粉如上所述般可使用無論為濕式法或乾式法等製法之各種鎳粉。又,作為其平均粒徑,可使用0.05μm~0.5μm左右、較佳為0.05μm~0.3μm、更佳為0.05μm~0.1μm之超微粒者,此種超微粒鎳粉可較佳地用作積層陶瓷電容器之內部電極用途。
鎳粉水漿料可藉由利用習知公知方法使如上述之超微粒之鎳粉分散於水中而獲得。作為鎳粉水漿料中之鎳含量,並無特別限定。
再者,作為鎳粉水漿料,亦可為添加有分散推移促進劑者。於此情形時,作為分散推移促進劑,可使用與如上所述於程序A中添加至媒液之分散推移促進劑相同者。
(媒液與鎳粉水漿料之混練)
如上所述,藉由向含分散推移促進劑之媒液添加鎳粉水漿料並實施混練處理,可有效率地分離鎳粉水漿料所含之水分而獲得殘留水分量少之鎳糊。
作為媒液與鎳粉水漿料之混練方法,並無特別限定,可藉由公知方法進行。具體而言,可藉由使用輥磨機、球磨機、均質器、擂潰機、捏合機、行星式混合器等混練裝置之方法進行。又,可視需要使用真空泵或吸氣器進行減壓、實施脫泡或脫水處理,亦可進行加熱處理。藉此,可更有效地降低所獲得之鎳糊之水分率,從而可更有效率地使基於卡耳-費雪法所測得之水分率達成未達1質量%。
又,於該混練處理中係以所獲得之鎳糊之鎳濃度成為50質量%以上且未達70質量%之方式進行處理。若糊中之鎳濃度未達50質量%,則於混練時難以施加扭矩,水之分離變得不充分而鎳糊中之殘留水分量增多。另一方面,若糊中之鎳濃度超過70質量%,則鎳濃度過高而流動性消失,混練時之水之分離亦會變得不充分而殘留水分量增多。又,若鎳濃度過高,則難以進行為了製成糊而進行之利用有機溶劑之稀釋。
於以如上方式獲得之鎳糊中,分離去除水分後亦可混合例如
作為積層陶瓷電容器之構成成分的介電體成分之鈦酸鋇等。又,為了進一步提高糊中之鎳之分散性,亦可添加分散劑,又,為了調整黏度,亦可添加有機溶劑。進一步,為了提高觸變性,亦可添加流變控制劑等進行混練。
如上所述,於本實施形態之鎳糊之製造方法中,首先,向媒液添加分散推移促進劑並進行混合,繼而,向所獲得之含分散推移促進劑之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,將分離出之水去除,藉此獲得鎳濃度為50~70質量%之鎳糊。
根據此種製造方法,可有效地分離並去除水分,從而可獲得殘留水分量少且使鎳粉於凝聚極少之狀態下分散而成之鎳糊。又,無需如習知般製作鎳粉有機漿料作為中間產物,從而可利用極其簡單之步驟製作鎳糊。並且,所獲得之鎳糊可較佳地用於例如小型化之要求提高之高積層陶瓷電容器之內部電極用。
[實施例]
以下揭示本發明之實施例而更具體地進行說明,但本發明並不受以下實施例之任何限定。
≪評價方法≫
針對於以下述實施例及比較例所示之製作條件下獲得之鎳糊,藉由以下評價方法進行評價。
(殘留水分率之評價)
使用電量滴定式卡耳-費雪水分計(京都電子工業股份有限公司製造)測量鎳糊於180℃之殘留水分率(質量%)。
(乾燥膜密度之評價)
使用敷料器(applicator)將鎳糊於PET膜上塗布成200μm之厚度,於120℃乾燥40分鐘,並以成為 40mm之方式裁切所獲得之膜,測量面積、膜厚及質量,根據該測量資料算出鎳糊之乾燥膜密度(g/cm3)。
(黏度之評價)
使用流變計(MCR-501,安東帕(Anton Paar)公司製造)測量於剪切速度4.0s-1、25℃之鎳糊之黏度(Pa‧s)。
≪鎳糊之製作≫
[實施例1]
首先,向作為有機溶劑之二氫萜品醇(日本香料股份有限公司製造)120g投入作為黏合劑樹脂之乙基纖維素(規格名:STD300,陶氏化學(Dow Chemical)公司製造)10.5g,一面攪拌一面加熱至80℃使之溶解而製備媒液。繼而,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)3.0g溶解於所製備之媒液中,而獲得含有分散推移促進劑之媒液133.5g。
繼而,將含有分散推移促進劑之媒液全部投入至行星式混合器(HIVISMIX 2P-1型,PRIMIX公司製造),進一步投入住友金屬礦山股份有限公司製造之鎳粉水漿料(水分量80%)(利用濕式還原法所獲得之Ni超微粉,平均粒徑0.07μm)500g,以轉數30rpm混練15分鐘,並將自混練物中分離出之水去除。其後,再次投入相同之鎳粉水漿料(水分量80%)500g,並於相同條件(轉數30rpm,15分鐘)下進行混練,將分離出之水去除。反覆進行該操作,合計投入1.5kg鎳粉水漿料(水分量80%),獲得合計含有鎳粉300g之混練物。
最後,進行20分鐘之減壓加熱(壓力:0.098MPa,加熱溫度:60℃),使殘留之水分揮發而將其去除,從而獲得鎳糊。
關於所製作之鎳糊之試樣之「殘留水分率」、「乾燥膜密度」、「黏度」,基於上述評價方法進行測量而評價。
其結果鎳糊之殘留水分率極少,為0.84質量%。又,乾燥膜密度為5.5g/cm3,而獲得高膜密度。又,黏度為131.2Pa‧s,為亦可直接用作糊之黏度。
[實施例2]
關於添加至媒液之分散推移促進劑之量,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)之添加量變更為4.5g,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例3]
關於添加至媒液之分散推移促進劑之量,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)之添加量變更為9.0g,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例4]
首先,向作為有機溶劑之二氫萜品醇(日本香料股份有限公司製造)120g投入作為黏合劑樹脂之丙烯酸樹脂(規格名:LC # 9176,東榮化成股份有限公司製造)10.5g,一面攪拌一面加熱至80℃使之溶解而製備媒液。繼而,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)1.8g溶解於所製備之媒液中,而獲得含有分散推移促進劑之媒液132.3g。
繼而,將含有分散推移促進劑之媒液全部投入至行星式混合器(HIVISMIX 2P-1型,PRIMIX公司製造),進一步投入住友金屬礦山股份有限公司製造之鎳粉水漿料(水分量80%)(利用濕式還原法所獲得之Ni超微粉,平均粒徑0.1μm)500g,以轉數30rpm混練15分鐘,並將自混練物中分離出之水去除。其後,再次投入相同之鎳粉水漿料(水分量80%)500g,並以相同條件(轉數:30rpm,15分鐘)進行混練,將分離出之水去除。反覆進行該操作,投入合計為1.5kg之鎳粉水漿料(水分量80%),而獲得合計含有鎳粉300g之混練物。
最後,進行20分鐘之減壓加熱(壓力:0.098MPa,加熱溫度:60℃),使殘留之水分揮發而將其去除,從而獲得鎳糊。
[實施例5]
關於添加至媒液之分散推移促進劑之量,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)之添加量變更為4.5g,除此以外,藉由與實施例4相同之方式製作鎳糊。
[實施例6]
將黏合劑樹脂變更為東榮化成股份有限公司製造之規格名為PC # 5984之丙烯酸樹脂10.5g,又,將添加至媒液之作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)之添加量變更為1.8g,除此以外,藉由與實施例4相同之方式製作鎳糊。
[實施例7]
將添加至媒液之分散推移促進劑變更為末端具有酸基之結構之高分子分散劑(Solsperse55000,日本路博潤股份有限公司製造)1.5g,又,將鎳粉
水漿料(水分量80%)變更為住友金屬礦山股份有限公司製造之含有利用濕式還原法所獲得之平均粒徑為0.2μm之Ni超微粉者,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例8]
將添加至媒液之分散推移促進劑變更為末端具有酸基之結構之高分子分散劑(Solsperse21000,日本路博潤股份有限公司製造)1.5g,除此以外,藉由與實施例7相同之方式製作鎳糊。
[實施例9]
關於有機溶劑之量,使用二氫萜品醇(日本香料股份有限公司製造)270g,除此以外,藉由與實施例8相同之方式製作鎳糊。
[實施例10]
將黏合劑樹脂變更為陶氏化學公司製造之規格名為STD4之乙基纖維素10.5g,又,將添加至媒液之分散推移促進劑變更為川研精細化學(Kawaken Fine Chemicals)股份有限公司製造之作為陰離子界面活性劑之月桂醯基肌胺酸(商品名:SOYPON SLA)0.48g。又,將鎳粉水漿料(水分量20%)變更為住友金屬礦山股份有限公司製造之含有利用濕式還原法所獲得之平均粒徑為0.3μm之Ni超微粉者。除該等以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例11]
關於添加至媒液之分散推移促進劑,變更為川研精細化學股份有限公司製造之作為陰離子界面活性劑之月桂醯基肌胺酸(商品名:SOYPON SLA)1.8g,除此以外,藉由與實施例10相同之方式製作鎳糊。
[實施例12]
將黏合劑樹脂變更為陶氏化學公司製造之規格名為STD200之乙基纖維素10.5g,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例13]
將黏合劑樹脂變更為陶氏化學公司製造之規格名為STD20之乙基纖維素10.5g,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[實施例14]
將黏合劑樹脂變更為陶氏化學公司製造之規格名為STD4之乙基纖維素10.5g,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
[比較例1]
首先,向作為有機溶劑之二氫萜品醇(日本香料股份有限公司製造)51.3g投入乙基纖維素4.5g(陶氏化學公司製造,規格名:STD300),一面攪拌一面加熱至80℃使之溶解而製備媒液。繼而,將作為分散推移促進劑之N-油醯基-N-甲基甘胺酸(商品名:油醯基肌胺酸221P)之量變更為3.0g並使之溶解於所製備之媒液中,除此以外,藉由與實施例1相同之方式製作鎳糊。
然而,Ni濃度過高,為83.6質量%,難以分離去除水而無法製作鎳糊。
[比較例2]
向作為有機溶劑之二氫萜品醇(日本香料股份有限公司製造)480g投入作為黏合劑樹脂之乙基纖維素(陶氏化學公司製造,規格名:STD300)42g,一面攪拌一面加熱至80℃使之溶解而製備媒液,除此以外,藉由與實
施例1相同之方式製作鎳糊。
然而,Ni濃度低至36.36質量%,混練時難以施加扭矩。因此,水自混練物之分離去除變得不充分,所製作之鎳糊中之殘留水分量多。又,結果乾燥膜密度亦低。
[比較例3]
將黏合劑樹脂變更為東榮化成股份有限公司製造之規格名為YZ # 5125之丙烯酸樹脂10.5g,除此以外,藉由與實施例4相同之方式製作鎳糊。
然而,混練時之水之分離去除變得不充分,所製作之鎳糊中之殘留水分量增多而無法製成鎳糊。
[比較例4]
將添加至媒液之分散推移促進劑變更為川研精細化學股份有限公司製造之作為陰離子界面活性劑之月桂醯基肌胺酸(商品名:SOYPON SLA)0.27g,除此以外,藉由與實施例10相同之方式製作鎳糊。
然而,由於分散推移促進劑之量過少,故而無法與鎳粉水漿料進行混練,從而無法製作鎳糊。
≪關於實施例、比較例中所使用之黏合劑樹脂之酸度≫
將實施例、比較例中所使用之黏合劑樹脂之酸度匯總示於下述表1。
≪評價結果≫
將各實施例、比較例中之鎳糊之評價結果示於下述表2。再者,於比較例1、比較例3、比較例4中,由於無法製作鎳糊,故而未進行乾燥膜密度、黏度之評價。又,於比較例4中,由於亦無法與鎳粉水漿料進行混練,故而未進行關於殘留水分量之測量。
Claims (8)
- 一種鎳糊,其至少含有鎳粉、分散推移促進劑(dispersion shift accelerator)及媒液,該媒液之原料之黏合劑樹脂之酸度為20~28.6μmol/g或114.9~300μmol/g,該分散推移促進劑之含量相對於該鎳粉100質量份,為0.16~3.0質量份,鎳濃度為50~70質量%,糊之黏度為8~150Pa‧s。
- 一種鎳糊,其至少含有鎳粉、分散推移促進劑及媒液,該媒液之原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g,該分散推移促進劑之含量相對於該鎳粉100質量份,為0.16~1.0質量份或1.5~3.0質量份,鎳濃度為50~70質量%,糊之黏度為8~150Pa‧s。
- 如申請專利範圍第1或2項之鎳糊,其中,該分散推移促進劑為具有陰離子型界面活性劑結構之分散推移促進劑或具有高分子結構之分散推移促進劑。
- 一種鎳糊之製造方法,其係至少含有鎳粉、分散推移促進劑及媒液且鎳濃度為50~70質量%之鎳糊的製造方法,具有:第1步驟:藉由向媒液添加分散推移促進劑並進行混合而獲得含該分散推移促進劑之媒液;及第2步驟:向該第1步驟中所獲得之媒液添加鎳粉水漿料並進行混練,並且分離去除水。
- 如申請專利範圍第5項之鎳糊之製造方法,其中,於該第1步驟中,使用原料之黏合劑樹脂之酸度為20~300μmol/g之媒液,並向該媒液添加該分散推移促進劑。
- 如申請專利範圍第5或6項之鎳糊之製造方法,其中,於該第1步驟中, 將該分散推移促進劑添加至該媒液,使鎳糊中之該分散推移促進劑之含量相對於該第2步驟中添加之該鎳粉漿料所含之鎳粉100質量份成為0.16~3.0質量份。
- 如申請專利範圍第5或6項之鎳糊之製造方法,其中,於該第1步驟中,使用原料之黏合劑樹脂之含量為5質量%以上之媒液。
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