WO2014156978A1 - 導電性粒子、その製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物 - Google Patents

導電性粒子、その製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物 Download PDF

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conductive particles
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敏雄 中谷
偉明 南山
和徳 小池
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東洋アルミニウム株式会社
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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to conductive particles, a method for producing the same, a conductive resin composition containing the conductive particles, and a conductive coating material.
  • conductive resin compositions such as conductive pastes, conductive paints, and conductive adhesives have been used in various applications such as electronic parts and electronic circuits.
  • a conductive resin composition granular or flaky silver (Ag) particles, copper (Cu) particles, and the like are known.
  • Ag has very good conductivity, there is a problem that it is expensive, and Cu is easily oxidized, and its corrosion resistance is low, so that the conductivity cannot be maintained for a long time. is there.
  • JP 2008-11175 A Patent Document 1
  • JP 2004-52044 A Patent Document 2
  • JP 2006-161081 A Patent Document 3
  • a conductive filler coated with Ag has been proposed. This conductive filler is characterized by excellent conductivity, corrosion resistance, moisture resistance, and the like.
  • Cu has a large specific gravity, when Cu particles are used as the core particles, there is a problem that the conductive filler tends to settle in the conductive resin composition and its operability (ease of handling) is low.
  • Al particles can be cited as core particles that are inexpensive, have a low specific gravity, and have conductivity.
  • Patent Document 4 discloses a conductive filler in which the surface of Al particles is coated with Ag.
  • the conductive filler disclosed in Patent Document 4 has many portions where Al is exposed. Such conductive particles may not be able to exhibit the expected sufficient conductivity. Further, if there are many portions where Al is exposed, corrosion tends to start from the portions, and as a result, the conductivity of the conductive filler cannot be sufficiently maintained.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and the object thereof is to include conductive particles in which core particles containing Al are sufficiently covered with a metal coating, a method for producing the same, and the like.
  • the object is to provide a conductive resin composition and a conductive coating.
  • the inventor conducted various studies in order to solve the above problems, and when the Al particles are plated in an aqueous solvent, the Al particles tend to react vigorously with the etching agent. It has been found that Al particles tend to react violently with water as a solvent, and that the plating reaction becomes excessive and Al particles tend to dissolve. And since these unnecessary reactions occurred, it was found that it was difficult to control the target reaction, and as a result, it was difficult to produce conductive particles sufficiently covered with a metal film. It was also found that hydrogen gas is generated with the above unnecessary reaction. Generation of hydrogen gas in the production process is not preferable for safety.
  • the plating treatment disclosed in Patent Document 4 is an electroless plating method and is one of wet plating methods.
  • Methods for coating the core particles with metal include vacuum deposition, sputtering, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), and other dry plating methods, as well as electroplating and electroless plating methods.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the dry plating method has an advantage that a thin film can be produced, there is a problem that a large-scale apparatus is required and it is difficult to uniformly form a metal film on the particles.
  • the wet plating method does not require a large-scale apparatus like the dry plating method, and has an advantage that a large amount of coating objects such as particles can be processed at a time.
  • the present inventors do not employ a dry plating method, use an electroless plating method, and eliminate the above-described problems, thereby sufficiently conducting particles coated with a metal film. The purpose was to obtain.
  • the inventors have studied the electroless plating method, and when using core particles containing Al, the unnecessary reaction described above can be performed by using an organic solvent together with an aqueous solvent as a reaction solution used for the plating treatment. It was found that it can be suppressed. And the present invention was completed by repeating further examination based on this knowledge.
  • the conductive particle of the present invention includes a core particle containing aluminum (Al) and a metal coating that covers the core particle, and the metal coating has higher conductivity than the core particle, and the core is formed of the metal coating.
  • the particle surface coverage is 80% or more.
  • the conductive particles preferably have an average particle diameter of core particles of 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the metal coating is made of gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd), tin (Sn), zinc (Zn). It is preferable that at least one selected from the group consisting of cobalt (Co), chromium (Cr), and alloys thereof is included.
  • the thickness of the metal coating is preferably 10 nm or more.
  • the amount of the metal film covering the core particles is preferably 1% by mass or more and 80% by mass or less in the conductive particles.
  • the present invention also relates to a conductive resin composition containing the above conductive particles as a conductive material, and a coated product having a coating film formed from the conductive resin composition on a substrate.
  • the method for producing conductive particles of the present invention includes a step of adding core particles containing Al to a mixed solvent containing an organic solvent and a water solvent, and a step of etching the core particles by adding an etching agent to the mixed solvent containing core particles. And a step of adding a metal salt and a reducing agent to the mixed solvent to form a metal film having higher conductivity than the core particles on the surface of the etched core particles.
  • the organic solvent preferably contains at least one of an alcohol solvent, a glycol ether solvent, and a ketone solvent.
  • the volume ratio of the organic solvent in the mixed solvent is preferably 10% or more and 90% or less in the etching step and the metal film forming step.
  • the temperature of the mixed solvent it is preferable to adjust the temperature of the mixed solvent to 0 ° C. or more and 60 ° C. or less in the step of forming the metal film.
  • the conductive particles of the present invention, the conductive resin composition containing the conductive particles, and the conductive coating material have a very advantageous effect that the core particles containing Al are sufficiently covered with a metal film, thereby being excellent in conductivity. Show. Moreover, the manufacturing method of the electroconductive particle of this invention can manufacture the electroconductive particle in which the core particle containing Al was fully coat
  • FIG. 4 is a reflected electron image (a magnification of 3000 times) of a sample made of conductive particles of Example 1.
  • FIG. 2 is a secondary electron image (magnification 2000 times) of a sample made of conductive particles of Example 1.
  • FIG. 2 is a secondary electron image (magnification 3000 times) of a sample made of conductive particles of Example 1.
  • FIG. It is a secondary electron image (magnification 2000 times) of the sample which consists of conductive particles of comparative example 1.
  • It is a figure which shows the image of the state which deleted the area
  • the conductive particles of the present invention the method for producing the conductive particles, the conductive resin composition containing the conductive particles, and the conductive coating material will be described in more detail.
  • the conductive particle of the present invention includes a core particle containing Al and a metal film that covers the core particle, and the metal film has higher conductivity than the core particle, and the surface of the core particle is covered with the metal film.
  • the rate is 80% or more.
  • the coverage is 85% or more.
  • the coverage means the ratio (%) of the area covered with the metal coating in the area of the core particle, and for example, an image obtained with a scanning electron microscope (SEM). It can obtain
  • Coverage rate (%) ⁇ S1 / (S1 + S2) ⁇ ⁇ 100 (1)
  • S1 indicates the area of the core particle coated on the metal coating
  • S2 covers the metal coating.
  • the area of the core particle that has not been processed is shown.
  • the surface coverage is an average value of results obtained by measuring 50 or more particles.
  • the core particles since the core particles contain Al, the core particles can have a specific gravity smaller than particles made of other metals such as Ag particles. It can prevent a decline in sex. In addition, since the core particle contains inexpensive Al, it can be provided at a lower cost than the particles made of the other metals. Further, since a wide area of 80% or more (preferably 85% or more) of the surface of the core particle is covered with a metal coating having higher conductivity than the core particle, the above advantages of low cost and low specific gravity are utilized. However, it can have sufficiently high conductivity. In addition, due to the high coverage, since the Al exposed on the surface is small, the occurrence and progression of corrosion can be suppressed, and as a result, the conductivity can be sufficiently maintained.
  • Patent Document 4 it is described that an aluminum powder having a silver coverage of 50% or more is obtained.
  • the present inventors examined the technique disclosed in Patent Document 4, production of conductive particles was performed. It has been confirmed that it is difficult to actually obtain an aluminum powder having a silver coverage of 50% or more (see Comparative Examples 2 and 3 below). This is considered to be due to instability at the time of plating of Al using a water solvent.
  • the electroconductive particle of this invention can be manufactured with the manufacturing method using the electroless-plating method mentioned later, such electroconductive particle is other plating methods, for example, an electroplating method, or various Its characteristics are different from those of conductive particles produced by dry plating.
  • the electroplating method since electricity is used at the time of forming the metal film, the particles are likely to aggregate and it is difficult to form a metal film uniformly on each particle.
  • the dry plating method usually, only a metal film having a film thickness of about several nm can be formed, and a metal film having a film thickness of several tens of nm cannot be formed.
  • the electroless plating method the particles are unlikely to agglomerate, so that a metal coating can be formed uniformly on each particle, and the thickness of the metal coating can be freely adjusted.
  • the shape of the conductive particles is not particularly limited, and examples thereof include various shapes such as a spherical shape, an elliptical shape, a flat shape (flake shape), a bowl shape, and a polyhedral shape.
  • a spherical shape is preferable from the viewpoint of easy plating.
  • the spherical shape is not intended to be a mathematical spherical shape, but refers to a shape that can be judged as a spherical shape at first glance.
  • the average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the average particle size is less than 0.1 ⁇ m, the operability is lowered.
  • the conductive resin composition is produced by mixing with a resin, workability may be significantly lowered.
  • the average particle diameter exceeds 50 ⁇ m, the operability is lowered.
  • the coated product is formed by coating on a substrate, the smoothness of the surface of the coated product may be impaired.
  • the average particle diameter means a volume average particle diameter obtained by calculating a volume average based on a particle size distribution measured by a known particle size distribution measuring method such as a laser diffraction method.
  • the amount of the metal coating covering the core particles is preferably 1% by mass or more and 80% by mass or less in the conductive particles, and more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less. preferable.
  • the metal coating becomes too thin, so that the conductivity of the conductive particles can be made sufficiently high.
  • it exceeds 80% by mass in the conductive particles the amount of metal due to the metal coating is excessive, which is not preferable in terms of cost.
  • the mass% of the metal coating covering the surface of the core particles in the conductive particles is a known method capable of measuring the mass of the metal, for example, atomic absorption spectrophotometry. Can be measured.
  • the conductive particles from the viewpoint of design property, preferably has at least 30 or more in the L * value, more preferably with 40 or more in the L * value, to have more than 60 L * value Further preferred.
  • the L * value is the CIE 1976 lightness in the CIE 1976 L * a * b * color space (CIELAB). The larger the value, the brighter the tone, and the L * value indicated by JIS Z8729 corresponds to this. is there.
  • As the colorimetric illuminant auxiliary illuminant C defined in JIS Z8720 was used.
  • the conductive particles of the present invention may contain inevitable impurities, and may contain other optional components as long as the effects of the present invention are exhibited.
  • a core particle forms the core of the electroconductive particle of this invention, and contains Al.
  • the core particles may be made of only Al or may be an aluminum alloy.
  • the aluminum alloy include an alloy composed of Al as a main metal and at least one selected from silicon (Si), magnesium (Mg), and a transition metal.
  • the core particles are preferably made of only Al.
  • the shape of the core particle is not particularly limited, and examples thereof include various shapes such as a spherical shape, an elliptical shape, a flat shape (flake shape), a saddle shape, and a polyhedral shape.
  • a spherical shape since the specific surface area is small, the spherical shape is preferable from the viewpoint of easy plating.
  • the spherical core particle can be easily produced by an inert gas spraying method or a nitrogen gas spraying method, it has an advantage that it can be easily obtained.
  • the average particle diameter of the core particles is preferably 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter is less than 0.1 ⁇ m, the production is difficult, and the operability is lowered as the particles are easily aggregated, which is not practical.
  • the average particle diameter exceeds 50 ⁇ m, it is not preferable in that it may cause problems such as non-uniform dispersion and a decrease in hiding power when blended in a resin.
  • core particles for example, a powder obtained by a known atomizing method, crushing method, rotating disk method, rotating electrode method, cavitation method, melt spinning method, or the like can be used. Moreover, you may use what changed the powder obtained by these methods into the flat shape by physical processing. In particular, from the viewpoint of production cost and uniformity, it is preferable to use a powder obtained by an atomizing method as the core particles.
  • the core particles of the present invention may contain inevitable impurities, and the purity (%) of Al or Al alloy constituting the core particles is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited. In view of the above, it is preferably 92.5% or more.
  • the metal coating covers 80% or more (preferably 85% or more) of the surface of the core particle and has higher conductivity than the core particle.
  • the metal coating preferably contains at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Sn, Zn, Co, Cr, and alloys thereof. From the viewpoint of operability and ease of sample preparation, the metal coating is preferably made of one kind of metal. In particular, a metal film made of Ag is preferable from the viewpoint of conductivity and cost.
  • the film thickness of the metal coating is preferably 10 nm or more and 350 nm or less.
  • the thickness of the metal coating is more preferably 30 nm or more and 100 nm or less, more preferably 50 nm or more and 100 nm or less, and the core particle shape is flaky when the shape of the core particles is spherical. In this case, the thickness is more preferably 10 nm or more and 100 nm or less.
  • the thickness of the metal coating is less than 10 nm, the conductive particles cannot have sufficiently high conductivity, and when it exceeds 350 nm, it is not preferable in that the particles easily aggregate.
  • the film thickness of the metal coating is 50 nm or more, the coverage can be further improved.
  • the film thickness of the metal coating is obtained by, for example, observing the cross section of 20 arbitrary conductive particles with a scanning electron microscope and measuring the thickness of five locations of the metal coating for each particle. It can obtain
  • the metal coating of the present invention may contain inevitable impurities.
  • the purity of the metal which comprises a metal film is not specifically limited, However, From a viewpoint of electroconductivity and plastic workability, the purity is preferably 92.5% or more.
  • the conductive particles of the present invention can have sufficiently high conductivity while taking advantage of the above-described advantages of the core particles that are inexpensive and have low specific gravity. Further, since the Al portion exposed on the surface is small, the occurrence and progression of corrosion can be suppressed, and as a result, the conductivity can be sufficiently maintained. Therefore, the electroconductive particle of this invention shows the very advantageous effect that it is excellent in electroconductivity.
  • the present invention also relates to a conductive resin composition containing the conductive particles as a conductive material.
  • the electroconductive particle of this invention solves the said subject, and the electroconductive resin composition which contains this as an electroconductive material can take over the effect of the above-mentioned electroconductive particle. That is, according to the conductive composition of the present invention, the sedimentation of conductive particles in the conductive resin composition is suppressed, and as a result, high operability can be achieved.
  • the conductive resin composition of the present invention can have high conductivity and can maintain the conductivity, and can provide it at low cost.
  • the conductive resin composition is obtained by dispersing the conductive particles in a resin, and includes a conductive paste, a conductive paint, a conductive adhesive, a conductive ink, a conductive film, and the like. be able to.
  • a conductive resin composition can be produced, for example, by kneading the conductive particles into a resin.
  • thermosetting acrylic resin / melamine resin thermosetting acrylic resin / cellulose acetate butyrate (CAB) / melamine resin.
  • thermosetting polyester (alkyd) resin / melamine resin thermosetting polyester (alkyd) / CAB / melamine resin
  • isocyanate curable urethane resin / room temperature curable acrylic resin water diluted acrylic emulsion / melamine resin, etc.
  • content of the electroconductive particle in an electroconductive resin composition changes with uses, it is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as 10 to 100 mass parts with respect to 100 mass parts of resin.
  • the conductivity of the conductive resin composition may be insufficient.
  • the amount exceeds 100 parts by mass the amount of conductive particles in the conductive resin composition is too large. May decrease.
  • the said electroconductive composition may contain arbitrary components other than resin and electroconductive particle. Examples of the optional component include glass frit, metal alkoxide, viscosity adjusting agent, and surface adjusting agent.
  • the present invention also relates to a coated product having a coating film formed of the conductive resin composition on a substrate.
  • the conductive resin composition of the present invention can take over the effects of the conductive particles of the present invention, and therefore, the coating film formed by this conductive resin composition is formed on the substrate.
  • the coating material which has can also take over the effect of the electroconductive particle of this invention.
  • the conductive coating material include a conductive coating film, an electrode, wiring, a circuit, a conductive bonding structure, and a conductive adhesive tape.
  • the shape and thickness of the coating film are not particularly limited, and a desired thickness can be adopted depending on the application.
  • the materials thereof are not particularly limited, such as organic materials such as metals and plastics, inorganic materials such as ceramics and glass, paper and wood.
  • substrate can be employ
  • the method for producing conductive particles of the present invention includes a step of adding core particles containing Al to a mixed solvent containing an organic solvent and a water solvent, and a step of etching the core particles by adding an etching agent to the mixed solvent containing core particles And a step of adding a metal salt and a reducing agent to the mixed solvent to form a metal film having higher conductivity than the core particles on the surface of the etched core particles.
  • This step is a step of adding core particles containing Al to a mixed solvent containing an organic solvent and a water solvent.
  • the core particles that become the core of the conductive particles can be dispersed in advance in a mixed solvent that becomes a reaction solution for performing the plating treatment.
  • the core particles containing Al may have dirt such as oils and fats.
  • pre-treatment such as degreasing and washing of the core particles is required prior to treatment with a reaction solution consisting only of an aqueous solvent. Met.
  • the core particles are added to the mixed solvent containing the organic solvent and the water solvent, dirt such as oil and fat adhering to the core particles is removed from the surface of the core particles by the organic solvent. Therefore, according to the present invention, it is possible to omit the pre-treatment that has been conventionally required, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the mixed solvent is preferably stirred.
  • the stirring method Any known method may be used as the stirring method.
  • a stirrer such as a jet agitator or a high shear mixer, or ultrasonic waves may be used. Further, by combining these, more uniform dispersion can be performed in a short time.
  • a core particle for example, a composition, a shape, a manufacturing method, etc. are the same as that of the core particle of the above-mentioned electroconductive particle, the description is not repeated.
  • the mixed solvent contains an organic solvent and a water solvent, and may contain other components such as an ionic liquid as long as the etching reaction and the plating reaction in the subsequent steps are not inhibited.
  • the organic solvent is not particularly limited, but is preferably an organic solvent having high affinity with water, and more preferably contains at least one of an alcohol solvent, a glycol ether solvent, and a ketone solvent.
  • organic solvents having high affinity with water when used as the organic solvent, these organic solvents have polarity, and therefore have a higher miscibility (affinity) with respect to the aqueous solvent than other organic solvents. Therefore, a mixed solvent containing these organic solvent and aqueous solvent is difficult to separate and can be easily mixed. Therefore, each process in each subsequent process can be performed stably.
  • Preferred alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, t-butyl alcohol, n-butyl alcohol, and isobutyl alcohol.
  • Preferable glycol ether solvents include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol monomethyl ether.
  • Preferable ketone solvents include acetone and methyl ethyl ketone.
  • the water solvent is not particularly limited and may be any water such as industrial water, purified water, ion exchange water, ultrapure water, etc., but metal ions form precipitates with ions in the water solvent. It is preferable that it is ion exchange water from a viewpoint which can suppress this.
  • the volume ratio of the organic solvent in the mixed solvent is not particularly limited, but the volume ratio can be easily adjusted within the range described later in the etching step and the metal film forming step described later. In addition, the volume ratio is preferably adjusted in this step.
  • This step is a step of etching the core particles by adding an etching agent to the mixed solvent containing the core particles.
  • the core particle contains Al as described above, an oxide film is present on the surface thereof.
  • the oxide film exhibits insulating properties, and thus conductive particles having high conductivity cannot be obtained.
  • a core particle is etched in this process. Thereby, the oxide film present on the surface of the core particle can be removed.
  • an acid, a base, or the like used for conventional Al etching can be used.
  • the acid any of organic acids, inorganic acids and salts thereof may be used.
  • Preferred organic acids include citric acid, succinic acid, malic acid, oxalic acid, ascorbic acid and the like, and preferred inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, boric acid, phosphoric acid, and the like.
  • the salt of organic acid and inorganic acid include sodium salt and potassium salt.
  • preferable bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and aqueous ammonia.
  • a base when adjusting the pH of the mixed solvent to an alkali in the step of forming a metal film described later, it is preferable to use a base from the viewpoint of facilitating this adjustment.
  • a complexing agent may be further added to the mixed solvent.
  • the complexing agent forms a complex with Al so as to suppress reprecipitation of etched Al.
  • carboxylic acids such as succinic acid, oxycarboxylic acids such as citric acid and arsenic acid, glycine, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), aminoacetic acid and the like, and salts thereof such as alkali metal salts and ammonium salts Etc.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • salts thereof such as alkali metal salts and ammonium salts Etc.
  • the volume ratio of the organic solvent in the mixed solvent in this step is preferably 10% or more and 90% or less, and more preferably 30% or more and 70% or less.
  • an additive such as an etching agent
  • the volume ratio is preferably 10% or more and 90% or less, and more preferably 30% or more and 70% or less.
  • the processing time of this process is 10 seconds or more and 120 seconds or less.
  • the time is less than 10 seconds, the etching is insufficient, and the removal of the oxide film on the surface of the core particles becomes insufficient.
  • it tends to be difficult to obtain conductive particles having high conductivity.
  • it exceeds 120 seconds etching becomes excessive and the etching agent and the core particles react with each other, so that a reaction product such as a hydroxide is easily generated. And since this reaction product becomes a factor which inhibits the process of forming the metal film mentioned later, it tends to become difficult to obtain the electroconductive particle which has high electroconductivity as a result.
  • the mixed solvent to which the core particles and the etching agent are added is preferably stirred.
  • the core particles and the etching agent are uniformly dispersed in the mixed solvent, the core particles can be efficiently etched.
  • This step is a step of adding a metal salt and a reducing agent to the mixed solvent to form a metal film having higher conductivity than the core particles on the surface of the etched core particles. That is, it is a step of performing a plating process.
  • the core particles from which the oxide film has been removed by etching are moved to the next plating solution, the core particles are removed from the etching solution and exposed to the atmosphere, so that the surfaces of the core particles are oxidized again. In some cases, a film was formed.
  • the metal salt and the reducing agent necessary for the plating treatment are further added to the mixed solvent containing the etching agent, and the core particles are not exposed to the atmosphere. Therefore, the metal film can be formed while preventing the oxide film from being re-formed on the core particles after etching. As a result, a decrease in conductivity due to the presence of the oxide film can be suppressed, and thus highly conductive particles sufficiently covered with the metal film can be manufactured with a high yield.
  • the metal constituting the metal coating starts to be deposited on a part of the etched surface of the core particles. was there.
  • a local battery is formed in the region where the metal is deposited, and since the local Al dissolution reaction is promoted along with the formation of the local electrode, the control of the dissolution reaction becomes complicated and difficult. As a result, a uniform metal film coating may not be formed.
  • the process of forming a metal film is performed after the process of etching. As a result, the above problems can be solved, and thus highly conductive particles sufficiently covered with a metal film can be produced with a high yield.
  • the metal salt used in this step is preferably one that can be stably dissolved in a mixed solvent including an organic solvent and an aqueous solvent. Nitrate, sulfate, nitrite, oxalate, carbonate, chloride, acetate , Lactate, sulfamate, fluoride, iodide, cyanide and the like can be used.
  • the metal contained in the metal salt is converted into the metal constituting the metal film by this process.
  • This metal is a metal having higher conductivity than the core particles, and in particular, it may be selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Sn, Zn, Co, Cr and alloys thereof. preferable. Since these metals and alloys have a sufficiently higher conductivity than the core particles, the desired conductive particles having a high conductivity can be produced.
  • the effect of the present invention becomes more remarkable.
  • the reason is as follows. That is, in the conventional electroless plating method using an aqueous solvent, the difference between the standard electrode potential of Al constituting the core particles and the standard electrode potentials of Au, Ag, and Pt is particularly large. It tends to be particularly difficult to uniformly form such a metal film.
  • this step when the electroless plating method is performed in a mixed solvent, even when these metals are used, conductive particles sufficiently covered with a metal film can be produced. Especially, it is preferable to use Ag from a viewpoint of electroconductivity and cost.
  • the reducing agent is for reducing and precipitating the metal generated from the metal salt in the mixed solvent on the surface of the core particle.
  • sugars such as glucose and sucrose, polysaccharides such as cellulose, starch and glycogen, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerin, hypophosphorous acid, formaldehyde, boron borohydride, dimethylamine borane , Trimethylamine borane, hydrazine tartaric acid and the like can be used.
  • the hydrazine arsenate is preferably an alkali metal salt.
  • a complexing agent may be further added to the mixed solvent.
  • the complexing agent forms a complex with Al in order to suppress reprecipitation of generated Al.
  • carboxylic acids such as succinic acid, oxycarboxylic acids such as citric acid and arsenic acid, glycine, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), aminoacetic acid and the like, and salts thereof such as alkali metal salts and ammonium salts Etc.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • salts thereof such as alkali metal salts and ammonium salts Etc.
  • the mixed solvent in this step that is, the volume ratio of the organic solvent in the mixed solvent after adding additives such as a metal salt and a reducing agent is preferably 10% or more and 90% or less, and more preferably 30% or more and 70% or less. .
  • the volume ratio is less than 10%, an excessive plating reaction cannot be sufficiently suppressed, and Al may be unnecessarily dissolved.
  • the said volume ratio exceeds 90%, there exists a possibility of suppressing required plating reaction.
  • the grade of a plating reaction can be adjusted more suitably by making the said volume ratio into 30% or more and 70% or less.
  • the pH of the mixed solvent to which the additive is added is alkaline, more preferably 8 or more and 12 or less. This is because the alkaline condition is easier to control the Ag plating reaction than the acidic condition.
  • the pH of the mixed solvent can be adjusted by adding the reducing agent and complexing agent as described above, and can be easily adjusted by adding sodium hydroxide, potassium hydroxide, or aqueous ammonia to the mixed solvent. Can do.
  • the temperature of the mixed solvent is preferably adjusted to 0 ° C. or more and 60 ° C. or less, more preferably 5 ° C. or more and 50 ° C. or less, and further preferably 10 ° C. or more and 35 ° C. or less.
  • the temperature of the mixed solvent is less than 0 ° C., the formation rate of the metal film becomes too slow, which is not efficient.
  • the temperature of the mixed solvent exceeds 60 ° C., the formation speed becomes too fast, so that it is difficult to form a uniform metal film.
  • the treatment time of this step is preferably 15 minutes or more and 120 minutes or less, and more preferably 30 minutes or more and 90 minutes or less.
  • the treatment time is less than 15 minutes, the plating reaction is not sufficient, and the coating amount of the core particles may not satisfy 80%.
  • processing time exceeds 120 minutes, the unnecessary reaction in a mixed solvent may advance and a mixed solvent may gelatinize.
  • the mixed solvent is preferably stirred.
  • the core particles and other components are uniformly dispersed in the mixed solvent, aggregation of the core particles can be suppressed, and the target reaction can be uniformly caused in the mixed solvent.
  • a metal film can be efficiently formed on the surface of the core particle.
  • the method for producing conductive particles of the present invention can include other steps as long as the above steps are performed. Examples of the other steps include a step of washing the core particles before adding the core particles to the mixed solvent, a step of taking out the produced conductive particles from the mixed solvent, and the like.
  • the oxide film on the surface of the core particles containing aluminum is removed by etching, and further, while suppressing unnecessary reactions, A metal film can be stably formed on the surface. Therefore, as a result, the control of the reaction in the formation of the metal coating is facilitated, and thus the conductive particles in which the core particles are sufficiently covered with the metal coating can be produced.
  • the production method of the present invention it is possible to produce conductive particles having a coating rate of 80% or more on the surface of the core particles by the metal coating.
  • the electroconductive particle which shows a high coverage can have the high electroconductivity resulting from the metal which comprises a metal film.
  • a conductive resin composition containing the produced conductive particles as a conductive material is prepared by using core particles containing aluminum having a small specific gravity, the conductive particles made of only silver are used. Since the sedimentation can be suppressed as compared with other conductive particles, the operability is excellent as a result. Furthermore, the manufacturing cost of electroconductive particle can be reduced by using the core particle containing aluminum which can be obtained cheaply.
  • an electroless plating method is used.
  • the conductive particles to be manufactured are the same as the conductive particles manufactured by other manufacturing methods such as the electrolytic plating method and the dry plating method. It is different. That is, in the electroplating method, since electricity is used at the time of forming the metal film, the particles tend to aggregate and it is difficult to form a metal film uniformly on each particle. In the dry plating method, usually, only a metal film having a film thickness of about several nm can be formed, and a metal film having a film thickness of several tens of nm cannot be formed. On the other hand, in the electroless plating method, the particles are unlikely to agglomerate, so that a metal coating can be formed uniformly on each particle, and the thickness of the metal coating can be freely adjusted.
  • the method for producing conductive particles of the present invention includes the above-described conductive particles, that is, core particles containing Al, and a metal coating that covers the core particles, and the metal coating is a core particle. It is possible to produce conductive particles having higher conductivity and having a surface coverage of the core particles with the metal coating of 80% or more.
  • the plating method used in the present invention is an electroless plating method which is one of wet plating methods. Therefore, compared with the dry plating method, a large-scale apparatus is not required, and a large amount of conductive particles can be produced at one time.
  • Al powder (average particle diameter 5 ⁇ m, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a spherical shape to a granular shape was used as the core particle.
  • a mixed solvent a mixture of isopropyl alcohol (IPA) 50 l and ion-exchanged water 200 l was used.
  • IPA isopropyl alcohol
  • etching agent an etching solution prepared by mixing 566 g of sodium hydroxide with IPA to 10 l was used. This etching solution also functions as a pH adjuster.
  • an aqueous silver nitrate solution in which 1415 g of silver nitrate was added to 6.4 l of aqueous ammonia and adjusted to 10 l with ion-exchanged water was used. That is, silver nitrate contained in the silver nitrate aqueous solution functions as a metal salt, and ammonia functions as a complexing agent.
  • a reducing agent a reducing agent solution prepared by mixing 4.3 kg of glucose with IPA to adjust to 10 l was used.
  • the slurry produced in the mixed solvent was filtered off, and the filtered slurry was washed with ion-exchanged water and methanol.
  • the washed slurry was dried in a vacuum environment at 130 ° C.
  • silver-coated aluminum particles in which Al particles as core particles were coated with a film made of Ag were obtained as conductive particles.
  • Example 2 Preparation of material Al powder (average particle diameter of 6 ⁇ m, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a spherical shape to a granular shape was used as the core particle.
  • a mixed solvent a mixture of IPL 1 l, n-butyl alcohol 1 l and ion-exchanged water 3.4 l was used.
  • an etching agent an etching solution prepared by mixing 189 g of sodium hydroxide with IPA to adjust to 1.4 l was used. This etching solution also functions as a pH adjuster.
  • an aqueous silver nitrate solution prepared by adding 472.4 g of silver nitrate to 2.1 l of ammonia water and adjusting to 2.5 l was used. That is, silver nitrate contained in the aqueous silver nitrate solution functions as a metal salt, and ammonia functions as a complexing agent.
  • a reducing agent a reducing agent solution prepared by mixing 710 g of glucose with n-butyl alcohol to adjust to 1.4 l was used.
  • the slurry produced in the mixed solvent was filtered off, and the filtered slurry was washed with ion-exchanged water and methanol.
  • the washed slurry was dried in a vacuum environment at 130 ° C.
  • silver-coated aluminum particles in which Al particles as core particles were coated with a film made of Ag were obtained as conductive particles.
  • Al powder (average particle diameter: 33 ⁇ m, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a spherical to granular shape was used.
  • a mixed solvent a mixture of IPA 80 l and ion-exchanged water 170 l was used.
  • an etching agent an etching solution prepared by mixing 553 g of sodium hydroxide with propylene glycol monopropyl ether to 10 l was used. This etching solution also functions as a pH adjuster.
  • an aqueous silver nitrate solution in which 1381 g of silver nitrate was added to 6.2 l of aqueous ammonia and adjusted to 10 l with ion-exchanged water was used. That is, silver nitrate contained in the silver nitrate aqueous solution functions as a metal salt, and ammonia functions as a complexing agent.
  • a reducing agent a reducing agent solution prepared by mixing 8.3 kg of glucose with propylene glycol monopropyl ether to adjust to 10 l was used.
  • the slurry produced in the mixed solvent was filtered off, and the filtered slurry was washed with ion-exchanged water and methanol.
  • the washed slurry was dried in a vacuum environment at 130 ° C.
  • silver-coated aluminum particles in which Al particles as core particles were coated with a film made of Ag were obtained as conductive particles.
  • Al powder (average particle size 2.3 ⁇ m, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a spherical shape to a granular shape was used as the core particle.
  • a mixed solvent a mixture of 7 l of ethyl alcohol and 2.5 l of ion-exchanged water was used.
  • an etchant an etching solution prepared by mixing 320 g of sodium hydroxide with IPA to 2.3 l was used. This etching solution also functions as a pH adjuster.
  • an aqueous silver nitrate solution prepared by adding 800 g of silver nitrate to 2.0 l of ammonia water and adjusting this to 2.3 l with ion-exchanged water was used. That is, silver nitrate contained in the silver nitrate aqueous solution functions as a metal salt, and ammonia functions as a complexing agent.
  • a reducing agent a reducing agent solution prepared by mixing 1.2 kg of glucose with ethyl alcohol to 2.3 l was used.
  • the slurry produced in the mixed solvent was filtered off, and the filtered slurry was washed with ion-exchanged water and methanol.
  • the washed slurry was dried in a vacuum environment at 130 ° C.
  • silver-coated aluminum particles in which Al particles as core particles were coated with a film made of Ag were obtained as conductive particles.
  • Example 1 The materials were the same as in Example 1 except that 250 l of IPA was used instead of the mixed solvent. Moreover, regarding the production of conductive particles, silver-coated aluminum particles were produced by the same method as in Example 1.
  • Example 2 The materials were the same as in Example 2 except that 5.4 l of ion exchange water was used instead of the mixed solvent. Moreover, the same method as Example 2 was performed regarding manufacture of electroconductive particle.
  • Example 3 The materials were the same as in Example 3 except that 250 l of ion exchange water was used instead of the mixed solvent. Moreover, the same method as Example 3 was performed regarding manufacture of electroconductive particle.
  • each sample in which each conductive particle was dissolved in an acid solution was prepared.
  • the metal component contained in the conductive particles was measured using an atomic absorption photometer (product name: “A-2000”, manufactured by Hitachi High-Tech Fielding Co., Ltd.).
  • the mass ratio of Al / Ag was computed from this measurement result, and based on this, the average coating amount (mass%) of each electroconductive particle was computed by following formula (2).
  • Table 1 each of the above samples is obtained by collecting a suitable amount of conductive particles, dissolving the mixture with nitric acid and hydrofluoric acid over 30 minutes at room temperature, and diluting to a concentration suitable for measurement. was used.
  • the measurement wavelength was 328.1 nm, and the gas condition was air-acetylene.
  • Covering amount (mass%) ⁇ W1 / (W1 + W2) ⁇ ⁇ 100 (2) (In Formula (2), W1 shows the mass of the metal (Ag) which comprises a metal film, and W2 shows the mass of the metal (Al) which comprises a core particle.)
  • FIG. 1 shows a backscattered electron image (magnification 3000 times) of a sample made of conductive particles of Example 1.
  • a region that looks like particles corresponds to conductive particles
  • a region that appears black in the gaps between the conductive particles corresponds to carbon tape.
  • FIG. 2 shows a secondary electron image (magnification 2000 times) of the sample made of conductive particles of Example 1
  • FIG. 3 shows a secondary electron image of the sample made of conductive particles of Example 1 (magnification).
  • FIG. 4 shows a secondary electron image (magnification 2000 times) of the sample made of the conductive particles of Comparative Example 1
  • FIG. 5 shows a secondary electron image (magnification 2000 times) of the sample made of the aluminum particles.
  • FIG. 2 and 3 it was observed that the surface of the conductive particles of Example 1 was relatively smooth and that the surface was uniformly coated with the metal coating.
  • FIG. 4 it was observed that the surface of the electroconductive particle of the comparative example 1 was scattered with the metal coating unevenly. In FIG. 4, what adheres to electroconductive particle and makes the surface uneven
  • the following processing (1) to (3) is performed on the shot backscattered electronic image using image processing software (product name: “Photoshop (registered trademark)”, Adobe Systems Inc.).
  • image processing software product name: “Photoshop (registered trademark)”, Adobe Systems Inc.
  • the “coverage (%)” in Table 2 represents an average coverage of 50 or more conductive particles.
  • a portion where particles are not present (region where the carbon tape appears) is deleted from the reflected electron image (FIG. 1).
  • FIG. 6 shows an image in which a region where particles are not present is deleted from the backscattered electron image of FIG. 1.
  • the checkered region seen between the conductive particles corresponds to the deleted region. To do.
  • FIG. 7 shows an image after the black and white binarization process.
  • the area determined to have the black attribute corresponds to the area where Al is exposed in the conductive particles
  • the area determined to have the white attribute is It corresponds to a region covered with Ag in the conductive particles.
  • an image including 50 or more particles was used.
  • a plurality of images were prepared by changing the visual field at the time of observation, and these were used together.
  • ⁇ Metal film thickness> The film thickness of the metal coating was observed with a scanning electron microscope (product name: “JSM-5510”, manufactured by JEOL Ltd.), and a cross section of 20 arbitrary conductive particles was observed. The arithmetic average value was calculated
  • Example 2 and Example 3 when attention is paid to Example 2 and Example 3, the coverage (%) is 80% even though the coating amount (% by mass) of the metal coating is smaller than that in Comparative Example 1. The above is shown. From this, it can be inferred that by using the mixed solvent, the reaction is appropriately controlled in each step, whereby a metal film having a uniform thickness is formed on the entire surface of the core particle.
  • the average particle diameter of the conductive particles of Comparative Example 1 is more than double the average particle diameter of the conductive particles of Example 1, It corresponded to a value more than twice the particle diameter of the Al powder used.
  • the coating amount (mass%) of the metal film was larger in Example 1.
  • the average particle size of the conductive particles is more than twice the particle size of the Al powder as the raw material with the coating amount (% by mass) shown in Table 1. Therefore, it is estimated that the conductive particles of Comparative Example 1 are aggregated.
  • Comparative Example 2 and Comparative Example 3 conductive particles could not be manufactured because the Al powder was dissolved and gelled by vigorous reaction of the water solvent and Al powder in the manufacturing process. . From this, it is difficult to form a metal film on the surface of the Al powder using an aqueous solvent, and even if the production is possible, the production conditions are extremely limited. It is expected that the conductive particles to be maintained cannot maintain a certain quality.
  • a coating film was formed using the conductive particles produced in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. Each coating film was prepared so that the volume ratio of the conductive particles was 60%.
  • Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 after mixing 3 g of silver-coated aluminum powder and 3 g of a resin solution (trade name: “Nippe Acrylic Auto Clear Super”, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) A coating film was formed by coating on a PET film using an applicator so that the coating thickness of the film became 30 ⁇ m and drying at 100 ° C. for 30 minutes.
  • a resin solution trade name: “Nippe Acrylic Auto Clear Super”, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.
  • Example 3 PET film using an applicator so that a coating film thickness after drying was obtained by mixing 3 g of a resin solution (same as above) with 2.73 g of silver-coated aluminum powder. A coating film was formed by applying the film on top and drying at 100 ° C. for 30 minutes.
  • Example 4 a PET film using 3.7 g of silver-coated aluminum powder mixed with 3 g of a resin solution (same as above) using an applicator so that the coating thickness after drying is 30 ⁇ m. A coating film was formed by applying the film on top and drying at 100 ° C. for 30 minutes.
  • volume ratio (%) ⁇ [(Mass of conductive particles (g) / Specific gravity of conductive particles (g / cm 3 )] / [(Mass of resin solution (g) ⁇ Solvent ratio of resin solution (%) / Specific gravity of resin solution (g / cm 3 )) + (mass of conductive particles (g) ⁇ specific gravity of conductive particles (g / cm 3 )] ⁇ ⁇ 100 (however, the solvent ratio (%) of the resin solution is 32) %).
  • the thickness of the coating film was confirmed by measuring with a digimatic standard outer micrometer (trade name: “IP65 COOLANT PROOF Micrometer”, manufactured by Mitutoyo Corporation).
  • ⁇ Resistivity> For each coating film, an arbitrary five points were measured using a four-probe surface resistance measuring instrument (trade name: “Loresta GP”, manufactured by Mitsubishi Analitech Co., Ltd.), and the average value was measured as a specific resistance value ( ⁇ ⁇ cm). Specifically, the values obtained by automatically inputting the dimensions of the conductive coating, the average coating thickness, and the coordinates of the measurement points into the four-probe surface resistance measuring instrument and automatically calculating the values are obtained. Specific resistance value. The results are shown in Table 2. In addition, it shows that it is excellent in electroconductivity, so that a specific resistance value is small.
  • an L * value which is the brightness specified in JIS-Z8729
  • Y value measured according to the method described in condition a of JIS-Z8722. Specifically, it was measured at a measurement angle of 45 degrees using a multi-angle spectrocolorimeter (trade name: “X-Rite MA-68II”, manufactured by X-Rite).
  • X-Rite MA-68II manufactured by X-Rite
  • the L * value it was confirmed that in the coating films of Examples 1 to 4, the metal-coated aluminum powder had an excellent color tone as compared with Comparative Example 1. This is presumably because the coated metal was uniformly deposited on the Al powder. Further, from this result, it was found that the L * value is 30 or more, further 40 or more, when the metal coating is made of Ag with respect to the conductive particles of the present invention. This value was considered to be one factor for determining whether or not the conductive particles of the present invention.

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Abstract

 本発明の導電性粒子は、アルミニウムを含むコア粒子と、コア粒子を被覆する金属被膜と、を備え、金属被膜はコア粒子よりも高い導電性を有し、金属被膜によるコア粒子の表面の被覆率が80%以上である。

Description

導電性粒子、その製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物
 本発明は、導電性粒子、その製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物に関する。
 従来より、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤などの導電性樹脂組成物は、電子部品、電子回路などの種々の用途に使用されている。このような導電性樹脂組成物に用いられる導電性フィラーとしては、粒状またはフレーク状の銀(Ag)粒子、銅(Cu)粒子などが知られている。しかしながら、Agは非常に優れた導電性を有しているものの高価であるという問題があり、また、Cuは酸化され易く、その耐食性が低いために、導電性を長く保つことができないという問題がある。
 これに対し、特開2008-111175号公報(特許文献1)、特開2004-52044号公報(特許文献2)、および特開2006-161081号公報(特許文献3)には、Cu粒子の表面がAgで被覆された導電性フィラーが提案されている。この導電性フィラーは、導電性、耐食性、耐湿性などに優れるという特徴を有している。しかし、Cuは比重が大きいため、コア粒子としてCu粒子を用いた場合、導電性フィラーが導電性樹脂組成物中で沈降しやすく、その操作性(取扱いの容易性)が低いという問題がある。
 上記比重の問題を解消する技術として、比重の小さな樹脂の表面にAgを被覆した導電性フィラーが開発されている。しかし、コア粒子となる樹脂そのものには導電性がないため、この導電性フィラーにおいて高い導電性を得るためには、Agの使用量を増やす必要があり、結果的に製造コストが高くなるという問題がある。
 上述の種々の問題に対し、安価で比重が小さく、かつ導電性を有するコア粒子として、アルミニウム(Al)粒子を挙げることができる。たとえば、特開2010-53436号公報(特許文献4)には、Al粒子の表面にAgを被覆した導電性フィラーが開示されている。
特開2008-111175号公報 特開2004-52044号公報 特開2006-161081号公報 特開2010-53436号公報
 しかしながら、特許文献4に開示される導電性フィラーは、特許文献4において開示される図からも明らかなように、Alが露出する部分が多く存在する。このような導電性粒子は、期待される十分な導電性を発揮することができない恐れがある。また、Alが露出する部分が多く存在すると、その部分から腐食が始まり易く、結果的に、導電性フィラーの導電性を十分に維持できない。
 本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、Alを含むコア粒子が金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子、その製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物を提供することにある。
 本発明者は、上記課題を解決するために種々の検討を行なったところ、Al粒子のめっき処理を水溶媒中で行った場合、Al粒子がエッチング剤と激しく反応してしまう傾向にあること、Al粒子が溶媒である水とも激しく反応してしまう傾向にあること、また、めっき反応も過剰となり、Al粒子が溶解する傾向にあることが分かった。そして、これらの不要な反応が起こるために、目的とする反応の制御が難しく、結果的に、金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子を製造することが難しいことが分かった。また、上記の不要な反応に伴い、水素ガスが発生してしまうことも分かった。製造過程における水素ガスの発生は安全上好ましくない。
 ところで、特許文献4に開示されるめっき処理は、無電解めっき法であり、湿式めっき法の一つである。コア粒子に金属を被覆させる方法としては、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、化学気相めっき(CVD;Chemical Vapor Deposition)法などの乾式めっき法と、電気めっき法、無電解めっき法などの湿式めっき法とがある。乾式めっき法は、薄膜を作製できるという利点があるものの、大規模な装置が必要となり、また粒子に対し、金属被膜を均一に成膜することが難しいという問題がある。一方、湿式めっき法は、乾式めっき法のような大規模な装置を必要とせず、かつ、粒子などの被覆対象物を一度で大量に処理できるなどの利点がある。
 上記利点を鑑み、本発明者らは、乾式めっき法を採用せず、無電解めっき法を用いた上で、上述の問題点を解消することによって、金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子を得ることを目的とすることとした。
 そして、本発明者らは、無電解めっき法について検討を重ねることにより、Alを含むコア粒子を用いる場合、めっき処理に用いる反応液として、水溶媒とともに有機溶媒を用いることによって上述の不要な反応を抑制できることを知見した。そして、この知見に基づいて更なる検討を重ねることにより、本発明を完成させたものである。
 すなわち、本発明の導電性粒子は、アルミニウム(Al)を含むコア粒子と、コア粒子を被覆する金属被膜と、を備え、金属被膜はコア粒子よりも高い導電性を有し、金属被膜によるコア粒子の表面の被覆率が80%以上である。
 上記導電性粒子は、コア粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下であることが好ましい。
 また、上記導電性粒子において、金属被膜は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、プラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)コバルト(Co)、クロム(Cr)およびこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも1種以上を含むことが好ましい。
 また、上記導電性粒子において、金属被膜の膜厚は10nm以上であることが好ましい。
 また、上記導電性粒子において、コア粒子を被覆する金属被膜の量は、導電性粒子中1質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
 また、本発明は、上記の導電性粒子を導電材として含む導電性樹脂組成物、および該伝導性樹脂組成物により形成された塗膜を基体上に有する塗布物にも係わる。
 本発明の導電性粒子の製造方法は、有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒に、Alを含むコア粒子を加える工程と、コア粒子を含む混合溶媒にエッチング剤を加えてコア粒子をエッチングする工程と、混合溶媒に、さらに、金属塩および還元剤を加えて、エッチングされたコア粒子の表面にコア粒子よりも高い導電性を有する金属被膜を形成する工程とを含む。
 上記導電性粒子の製造方法において、有機溶媒は、アルコール系溶媒、グリコールエーテル系溶媒およびケトン系溶媒の少なくとも1種以上を含むことが好ましい。
 また、上記導電性粒子の製造方法は、エッチングする工程および金属被膜を形成する工程において、混合溶媒における有機溶媒の体積割合が10%以上90%以下であることが好ましい。
 また、上記導電性粒子の製造方法は、金属被膜を形成する工程において、混合溶媒の温度を0℃以上60℃以下に調整することが好ましい。
 本発明の導電性粒子、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物は、Alを含むコア粒子が金属被膜によって十分に被覆されており、これにより導電性に優れるという極めて有利な効果を示す。また、本発明の導電性粒子の製造方法は、Alを含むコア粒子が金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子を製造することができる。
実施例1の導電性粒子からなる試料の反射電子像(倍率3000倍)である。 実施例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)である。 実施例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率3000倍)である。 比較例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)である。 アルミニウム粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)である。 図1の反射電子像のうち、粒子が存在しない領域を削除した状態の画像を示す図である。 白黒二値化処理後の画像を示す図である。
 以下、本発明の導電性粒子、導電性粒子の製造方法、それを含む導電性樹脂組成物および導電性塗布物についてさらに詳細に説明する。
 ≪導電性粒子≫
 本発明の導電性粒子は、Alを含むコア粒子と、該コア粒子を被覆する金属被膜とを備え、金属被膜はコア粒子よりも高い導電性を有し、金属被膜によるコア粒子の表面の被覆率が80%以上である。また、好ましくは上記被覆率は85%以上である。本明細書において、被覆率とは、コア粒子の面積のうち、金属被膜によって被覆された面積の割合(%)を意味し、たとえば、走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)で得られる像の画像解析から下記式(1)に基づいて求めることができる。
 被覆率(%)={S1/(S1+S2)}×100・・・(1)(式(1)中、S1は金属被膜に被覆されているコア粒子の面積を示し、S2は金属被膜に被覆されていないコア粒子の面積を示す。)
 なお、本明細書において、表面被覆率は、粒子50個以上について測定した結果の平均値とする。
 上記特徴を有する導電性粒子に関し、コア粒子がAlを含むことにより、たとえば、Ag粒子などの他の金属からなる粒子よりも小さい比重を有することができるため、上述のような粒子の沈降による操作性の低下を防ぐことができる。また、コア粒子が安価なAlを含むことにより、上記他の金属からなる粒子よりも安価に提供することができる。さらに、コア粒子の表面の80%以上(好ましくは85%以上)という広い領域が、コア粒子よりも高い導電性を有する金属被膜によって被覆されているため、安価且つ比重が小さいという上記利点を生かしつつ、十分に高い導電性を有することができる。また、その高い被覆率により、表面に露出するAlが少ないため、腐食の発生、進行を抑制することができ、結果的に、導電性を十分に維持することができる。
 なお、特許文献4において、銀被覆率50%以上のアルミニウム粉末が得られる旨が記載されているが、本発明者らが特許文献4に開示される技術について検討したところ、導電性粒子の製造は困難であり、実際に銀被覆率50%以上のアルミニウム粉末を得ることは困難であることが確認されている(下記比較例2および3参照)。これは、水溶媒を用いたAlのめっき処理時の不安定性によるものと考えられる。
 また、本発明の導電性粒子は、後述する無電解めっき法を用いた製造方法によって製造することができるが、このような導電性粒子は、他のめっき法、たとえば電気めっき法、または種々の乾式めっき法によって製造された導電性粒子とはその特性が異なる。具体的には、電気めっき法では、金属被膜形成時に電気を用いるため、粒子同士が凝集し易く、個々の粒子に均質に金属被膜を形成することが難しい。また、乾式めっき法では、通常、数nm程度の膜厚の金属被膜しか形成できず、数十nmという膜厚の金属被膜を形成することはできない。これに対し、無電解めっき法では、粒子同士の凝集が起こり難いため、個々の粒子に均質に金属被膜を形成することができ、また、金属被膜の膜厚を自由に調整することができる。
 上記導電性粒子の形状としては、特に制限されず、球形状、楕円形状、扁平形状(フレーク状)、瓢箪形状、多面体形状などの種々の形状を挙げることができる。特に、比表面積が小さいためにめっきし易いという点から、球形状が好ましい。なお、本明細書において、球形状とは、数学的な球形を意図するものではなく、一見して球形と判断できる程度のものをいう。
 上記導電性粒子の平均粒子径は、0.1μm以上50μm以下であること好ましく、1μm以上40μm以下であることがより好ましい。平均粒子径が0.1μm未満の場合、その操作性が低下し、たとえば、樹脂と混合して導電性樹脂組成物を製造する場合などに作業性が著しく低下する場合がある。また、平均粒子径が50μmを超える場合にもその操作性が低下し、たとえば、基材に塗布して塗布物を構成する場合に、塗布物の表面の平滑性を損なう場合がある。なお、本発明において平均粒子径とは、レーザー回折法などの公知の粒度分布測定法により測定された粒度分布に基づき、その体積平均を算出して求められる体積平均粒径をいう。
 また、上記導電性粒子において、コア粒子を被覆する金属被膜の量は、導電性粒子中1質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。導電性粒子において、コア粒子を被覆する金属被膜の量が、導電性粒子中1質量%未満の場合、金属被膜が薄くなり過ぎるために、導電性粒子の導電性を十分に高くすることができず、導電性粒子中80質量%を超える場合、金属被膜による金属量が多くなりすぎるためにコストが高くなるという点で好ましくない。なお、コア粒子の表面を被覆する金属被膜の導電性粒子中での質量%(導電性粒子中に占める金属被膜の量)は、金属の質量を測定可能な公知の方法、たとえば原子吸光光度法により測定することができる。
 また、上記導電性粒子は、意匠性の観点から、少なくとも30以上のL値を有することが好ましく、40以上のL値を有することがより好ましく、60以上のL値を有することがさらに好ましい。L値とは、CIE1976 L色空間(CIELAB)におけるCIE1976明度であり、数値が大きい程明るい色調であることを示し、JIS Z8729が示すL値がこれに対応したものである。なお、測色用イルミナントは、JIS Z8720に規定される補助イルミナントCを用いた。
 なお、本発明の導電性粒子は、不可避不純物を含んでいてもよく、また、本発明の効果を発揮する限り、他の任意の成分を含んでいてもよい。
 <コア粒子>
 コア粒子は、本発明の導電性粒子のコアを形成するものであり、Alを含む。具体的には、コア粒子は、Alのみからなるものでもよく、アルミニウム合金であってもよい。アルミニウム合金としては、主金属であるAlと、シリコン(Si)、マグネシウム(Mg)、遷移金属から選ばれる少なくとも1種以上とからなる合金などを挙げることができる。特に、工業的生産の容易性、入手の容易性の観点から、コア粒子はAlのみからなることが好ましい。
 上記コア粒子の形状は、特に制限されず、球形状、楕円形状、扁平形状(フレーク状)、瓢箪形状、多面体形状などの種々の形状を挙げることができる。特に、比表面積が小さいためにめっきし易いという点から、球形状が好ましい。また、球形状のコア粒子は、不活性ガス噴霧法または窒素ガス噴霧法による製造が容易であるためにその入手が容易であるという利点も有する。
 また、上記コア粒子の平均粒子径は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましい。平均粒子径が0.1μm未満の場合、その製造が困難であり、粒子が凝集し易くなることに伴いその操作性が低下するため、実用的でない。また、平均粒子径が50μmを超える場合、樹脂に配合した際、不均一分散、隠蔽力低下などの問題が生じる恐れがあるという点で好ましくない。
 このようなコア粒子として、たとえば、公知のアトマイズ法、破砕法、回転円盤法、回転電極法、キャビテーション法、メルトスピニング法などにより得られる粉末を使用することができる。また、これらの方法により得られた粉末を物理加工によって扁平状に変形させたものを用いてもよい。特に、製造コスト、均一性の観点から、アトマイズ法により得られる粉末をコア粒子として用いることが好ましい。
 なお、本発明のコア粒子は不可避不純物を含んでいてもよく、また、本発明の効果を発揮する限り、コア粒子を構成するAlまたはAl合金の純度(%)は特に制限されないが、導電性の観点から、92.5%以上であることが好ましい。
 <金属被膜>
 金属被膜は、上記コア粒子の表面の80%以上(好ましくは85%以上)を被覆し、コア粒子よりも高い導電性を有する。この金属被膜は、Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Sn、Zn、Co、Crおよびこれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも1種以上を含むことが好ましい。操作性、試料調製の容易性の観点から、金属被膜は1種の金属からなることが好ましい。特に、導電性およびコストの観点から、Agからなる金属被膜が好ましい。
 また、上記金属被膜の膜厚は10nm以上350nm以下であることが好ましい。また、上記金属被膜の膜厚は、コア粒子の形状が球状の場合には、30nm以上100nm以下であることがより好ましく、50nm以上100nm以下であることがさらに好ましく、コア粒子の形状がフレーク状の場合には、10nm以上100nm以下であることがより好ましい。金属被膜の膜厚が10nm未満の場合、導電性粒子は十分に高い導電性を有することができず、350nmを超えると、粒子が凝集し易くなるという点で好ましくない。金属被膜の膜厚が50nm以上の場合、さらに被覆率を向上させることができる。
 なお、金属被膜の膜厚は、例えば、走査型電子顕微鏡により任意の20個の導電性粒子の断面を観察し、各粒子につき金属被膜の5箇所の厚みを測定することによりその算術平均値を求め、その算術平均値を平均厚みとすることにより求めることができる。
 なお、本発明の金属被膜は不可避不純物を含んでいてもよい。また、本発明の効果を発揮する限り、金属被膜を構成する金属の純度は特に制限されないが、導電性および塑性加工性の観点から、その純度は92.5%以上であることが好ましい。
 以上詳述したように、本発明の導電性粒子は、安価で比重の小さいコア粒子の上記利点を生かしつつ、十分に高い導電性を有することができる。また、表面に露出するAlの部分が少ないため、腐食の発生、進行を抑制することができ、結果的に、導電性を十分に維持することができる。したがって、本発明の導電性粒子は、導電性に優れるという極めて有利な効果を示す。
 ≪導電性樹脂組成物≫
 本発明は、上記導電性粒子を導電材として含む導電性樹脂組成物にもかかわる。本発明の導電性粒子は、上記課題を解決するものであり、これを導電材として含む導電性樹脂組成物は、上述の導電性粒子の効果を引き継ぐことができる。すなわち、本発明の導電性組成物によれば、導電性樹脂組成物中での導電性粒子の沈降が抑制されるため、結果的に高い操作性を有することができる。また、本発明の導電性樹脂組成物は、高い導電性を有することができ、またその導電性を維持できるのみならず、これを安価で提供することができる。
 上記導電性樹脂組成物は、具体的には、樹脂に上記導電性粒子を分散させたものであり、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤、導電性インキ、導電性フィルムなどを挙げることができる。このような導電性樹脂組成物は、たとえば、上記導電性粒子を樹脂に練り込むことによって製造することができる。
 上記樹脂は、この種の用途に使用される従来公知の樹脂を使用することができ、たとえば、熱硬化型アクリル樹脂/メラミン樹脂、熱硬化型アクリル樹脂/セルロースアセテートブチレート(CAB)/メラミン樹脂、熱硬化型ポリエステル(アルキド)樹脂/メラミン樹脂、熱硬化型ポリエステル(アルキド)/CAB/メラミン樹脂、イソシアネート硬化型ウレタン樹脂/常温硬化型アクリル樹脂、水希釈型アクリルエマルジョン/メラミン樹脂などを挙げることができる。
 なお、導電性樹脂組成物における導電性粒子の含有量は、用途により異なるため特に限定されないが、たとえば、樹脂100質量部に対して10質量部以上100質量部以下とすることが好ましい。10質量部未満の場合、導電性樹脂組成物の導電性が不十分となる場合があり、100質量部を超える場合、導電性樹脂組成物中の導電性粒子の量が多過ぎるために、操作性が低下する場合がある。また、上記導電性組成物は、樹脂および導電性粒子以外の任意の成分を含んでもよい。任意の成分としては、たとえば、ガラスフリット、金属アルコキシド、粘度調製剤、表面調製剤を挙げることができる。
 ≪導電性塗布物≫
 本発明は、上記導電性樹脂組成物により形成された塗膜を基体上に有する塗布物にもかかわる。本発明の導電性樹脂組成物は、上述のように、本発明の導電性粒子の効果を引き継ぐことができるものであり、したがって、この導電性樹脂組成物により形成された塗膜を基体上に有する塗布物もまた、本発明の導電性粒子の効果を引き継ぐことができる。
 上記導電性塗布物は、具体的には、導電性塗膜、電極、配線、回路、導電性接合構造、導電性粘着テープ等を挙げることができる。塗膜の形状および厚さも特に制限されず、その用途によって所望の厚さを採用することができる。
 上記基体に関し、金属、プラスチックなどの有機物、セラミックス、ガラスなどの無機物、紙および木材など、その素材は特に限定されない。
 なお、本発明の導電性組成物を基体上に塗布する方法は、従来公知の塗布方法を特に限定することなく採用することができ、いかなる方法も採用することができる。
 ≪導電性粒子の製造方法≫
 本発明の導電性粒子の製造方法は、有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒にAlを含むコア粒子を加える工程と、コア粒子を含む混合溶媒にエッチング剤を加えてコア粒子をエッチングする工程と、混合溶媒に、さらに、金属塩および還元剤を加えて、エッチングされたコア粒子の表面にコア粒子よりも高い導電性を有する金属被膜を形成する工程とを含む。以下、本発明の各工程について詳述する。
 <加える工程>
 本工程は、有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒にAlを含むコア粒子を加える工程である。
 本工程により、導電性粒子のコアとなるコア粒子を、めっき処理を行うための反応溶液となる混合溶媒中に、予め分散させることができる。
 また、Alを含むコア粒子は、油脂などの汚れが付着している場合があり、この場合、水溶媒のみからなる反応液で処理するに先だって、コア粒子の脱脂、洗浄などの前処理が必要であった。これに対し、本発明では、有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒にコア粒子を加えるため、コア粒子に付着する油脂などの汚れは、有機溶媒によってコア粒子の表面から除去される。したがって、本発明によれば、従来必要とされていた前処理を省略することができ、もって、製造コストを低減することができる。
 本工程において、混合溶媒は撹拌されることが好ましい。これにより、上記コア粒子を混合溶媒中により均一に分散させることができるため、後に続く各工程における各処理を効率的に、また安定的に行うことができる。撹拌方法は、公知のいずれの方法を用いてもよく、たとえば、ジェットアジター、ハイシアーミキサーなどの撹拌機、または超音波を用いることができる。また、これらを組み合わせることによって、より均一な分散を短時間で行うことが可能となる。
 なお、コア粒子の好ましい構成、たとえば、組成、形状、製造方法などは、上述の導電性粒子のコア粒子と同様であるため、その説明は繰り返さない。
 上記混合溶媒は、有機溶媒および水溶媒を含み、後に続く各工程におけるエッチング反応およびめっき反応を阻害しない限り、他の成分、たとえば、イオン性液体などを含んでいてもよい。ただし、製造コストの観点からは、有機溶媒と水溶媒のみから構成されることが好ましい。
 上記有機溶媒は、特に限定されないが、水との親和性が高い有機溶媒が好ましく、特にアルコール系溶媒、グリコールエーテル系溶媒およびケトン系溶媒の少なくとも1種以上を含むことがより好ましい。従来のように、水溶媒中にコア粒子としてAlからなる粒子を加えた場合、Alと水とが激しく反応するという不要な反応を伴うために、後に続く工程における反応制御が難しいという問題があった。これに対し、本工程では、コア粒子は有機溶媒および水溶媒からなる混合溶媒に加えられるため、従来のような上記不要な反応を抑制することができる。また、有機溶媒として、水との親和性が高い有機溶媒を用いた場合、これらの有機溶媒は極性を有するため、水溶媒に対して他の有機溶媒よりも高い混合性(親和性)を有するため、これらの有機溶媒と水溶媒とを含む混合溶媒は、分離し難く、容易に混合された状態を保つことができる。したがって、後に続く各工程における各処理を安定的に行うことができる。
 好ましいアルコール系溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、t-ブチルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコールを挙げることができる。好ましいグリコールエーテル系溶媒としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。好ましいケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンを挙げることができる。なお、水溶媒は、特に制限されず、工業用水、精製水、イオン交換水、超純水などいずれの水であってもよいが、金属イオンが水溶媒中のイオンと沈殿物を形成することを抑制することができる観点から、イオン交換水であることが好ましい。
 なお、本工程において、混合溶媒における有機溶媒の体積割合は特に制限されないが、後述するエッチングする工程および金属被膜を形成する工程において、その体積割合が後述する範囲内に容易に調整可能であるように、本工程においてその体積割合が調整されることが好ましい。
 <エッチングする工程>
 本工程は、コア粒子を含む混合溶媒にエッチング剤を加えてコア粒子をエッチングする工程である。
 コア粒子は上述のようにAlを含むため、その表面には酸化膜が存在する。この酸化膜を除去することなく金属被膜を形成した場合、酸化膜が絶縁性を示すために、高い導電性を有する導電性粒子を得ることができない。これに対し、本発明では、金属被膜を形成する前に、まず、本工程においてコア粒子をエッチングする。これにより、コア粒子の表面に存在する酸化膜を除去することができる。
 また、前述のように、従来の水溶媒中でめっき処理を行う方法では、Alとエッチング剤とが過剰に激しく反応し、また、Alと水とが激しく反応するという不要な反応を伴うために、目的とする反応の制御が難しいという問題があった。これに対し、本発明において、Alのエッチングは、有機溶媒と水溶媒とを含む混合溶媒中で行われる。これにより、上述のような不要な反応を抑制することができ、もって、コア粒子の表面に存在する酸化膜を十分に除去できるとともに、コア粒子が過剰にエッチングされることを抑制することができる。
 上記エッチング剤は、混合溶媒中に溶解可能または分散可能である限り、従来のAlのエッチングに用いられる酸、塩基などを用いることができる。酸としては、有機酸、無機酸およびこれらの塩のいずれを用いてもよい。好ましい有機酸としては、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、シュウ酸、アスコルビン酸などを挙げることができ、好ましい無機酸としては、塩酸、硫酸、ホウ酸、リン酸などを挙げることができ、これら有機酸および無機酸の各塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などを挙げることができる。また、好ましい塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水を挙げることができる。特に、後述する金属被膜を形成する工程において、混合溶媒のpHをアルカリに調整する場合には、この調整を容易にするという点から、塩基を用いることが好ましい。
 また、混合溶媒にさらに錯化剤を加えてもよい。錯化剤は、エッチングされたAlの再析出を抑制すべく、Alと錯体を形成するものである。具体的には、コハク酸などのカルボン酸、クエン酸および洒石酸などのオキシカルボン酸、グリシン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、アミノ酢酸など、およびこれらの塩、たとえば、アルカリ金属塩、アンモニウム塩などを用いることができる。本工程において、このような錯化剤を用いることによって、Alの再析出を抑制することができるため、安定的なエッチングが可能となる。
 本工程における混合溶媒、すなわち、エッチング剤などの添加物を加えた後の混合溶媒における有機溶媒の体積割合は、10%以上90%以下が好ましく、30%以上70%以下がより好ましい。上記体積割合を10%以上とすることにより、Alとエッチング剤との過剰な反応に伴う不要なエッチングを十分に抑制することができる。また、上記体積割合を90%以下とすることによりエッチング反応の過剰な抑制に伴うエッチング不足を十分に回避できる。また、上記体積割合を30%以上70%以下とすることにより、さらに上記の効果を効率的に発揮することができ、さらに、後述する金属被膜を形成する工程での上記体積割合を所定の体積割合に調整することが容易となる。
 また、本工程の処理時間は10秒以上120秒以下であることが好ましい。10秒未満の場合、エッチングが不十分となることによりコア粒子表面の酸化膜の除去が不十分となり、結果的に、高い導電性を有する導電性粒子を得にくくなる傾向にある。120秒を超える場合、エッチングが過剰となることによりエッチング剤とコア粒子とが反応して、水酸化物などの反応生成物が生成され易くなる。そして、この反応生成物は、後述する金属被膜を形成する工程を阻害する要因となるために、結果的に、高い導電性を有する導電性粒子を得にくくなる傾向にある。
 また、本工程においても、コア粒子およびエッチング剤が加えられた混合溶媒は撹拌されることが好ましい。これにより、コア粒子およびエッチング剤が混合溶媒中で均一に分散されるため、コア粒子を効率的にエッチングすることができる。
 <金属被膜を形成する工程>
 本工程は、混合溶媒に、さらに、金属塩および還元剤を加えて、エッチングされたコア粒子の表面にコア粒子よりも高い導電性を有する金属被膜を形成する工程である。すなわち、めっき処理を行う工程である。
 本工程による効果について、従来技術と比較しながら説明する。まず、前述のように、従来の水溶媒中でめっき処理を行う方法では、Alとエッチング剤とが過剰に激しく反応し、また、Alと水とが激しく反応するという不要な反応を伴うために、目的とする反応の制御が難しく、結果的に、コア粒子を十分に被覆できないという問題があった。これに対し、本工程によれば、金属被膜の形成は、有機溶媒と水溶媒とを含む混合溶媒中で行われる。これにより、上述のような不要な反応を抑制することができ、もって、金属被膜によって十分に被覆された、高い導電性を有する導電性粒子を製造することができる。
 また、従来、エッチングによって酸化膜が除去されたコア粒子を、次のめっき処理液に移動させる際、コア粒子がエッチング溶液から取り出されて大気中に晒されることにより、コア粒子の表面に再度酸化膜が形成されてしまう場合があった。これに対し、本工程によれば、エッチング剤を含む混合溶媒に、さらにめっき処理に必要な金属塩および還元剤が加えられるのであって、コア粒子が大気中に晒されることがない。したがって、エッチング後のコア粒子に対する酸化膜の再形成を防いだ上で、金属被膜を形成することができる。これにより、酸化膜が存在することによる導電性の低下を抑制し、もって、金属被膜によって十分に被覆された、高い導電性を有する導電性粒子を歩留まり良く製造することができる。
 また、従来、コア粒子のエッチングと金属被膜の形成とを同時に1つの処理液で行うと、コア粒子の表面のうち、エッチングされた一部の領域に金属被膜を構成する金属が析出し始めることがあった。この場合、金属が析出した領域に局部電池が形成されてしまい、この局部電極の形成に伴って局部的なAlの溶解反応が促進されるために、溶解反応の制御が複雑化、困難化し、結果的に均質な金属膜被膜を形成できない場合があった。これに対し、本発明によれば、エッチングする工程の後に、金属被膜を形成する工程が行われる。これにより、上記問題点を解消することができ、もって、金属被膜によって十分に被覆された、高い導電性を有する導電性粒子を歩留まり良く製造することができる。
 本工程で用いられる上記金属塩は、有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒中で安定的に溶解できるものが好ましく、硝酸塩、硫酸塩、亜硝酸塩、シュウ酸塩、炭酸塩、塩化物、酢酸塩、乳酸塩、スルファミン酸塩、フッ化物、ヨウ化物、シアン化物などを用いることができる。
 金属塩に含まれる金属は、本工程によって金属被膜を構成する金属へと変換される。この金属は、コア粒子よりも高い導電性を有する金属であり、特に、Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Sn、Zn、Co、Crおよびこれらの合金からなる群より選ばれることが好ましい。これらの金属および合金は、コア粒子よりも十分に高い導電性を有するため、目的とする高い導電性を有する導電性粒子を製造することができる。
 なかでも、Au、Ag、Ptを用いる場合、本発明の効果がさらに顕著となる。その理由は次の通りである。すなわち、従来の水溶媒を用いた無電解めっき法では、コア粒子を構成するAlの標準電極電位と、Au、Ag、Ptの各標準電極電位との差が特に大きいために、これら金属のいずれかからなる金属被膜を均一に構成することが特に困難な傾向にあった。これに対し、本工程において、混合溶媒中で無電解めっき法を行った場合、これら金属を用いた場合であっても、金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子を製造することができる。なかでも、導電性およびコストの観点から、Agを用いることが好ましい。
 還元剤は、混合溶媒中において金属塩から生成された金属をコア粒子の表面に還元析出させるものである。具体的には、グルコース、サッカロースなどの糖類、セルロース、デンプン、グリコーゲンなどの多糖類、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、次亜リン酸、ホルムアルデヒド、水素化ボロン、ジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、ヒドラジン酒石酸などを用いることができる。なお、ヒドラジン洒石酸塩は、アルカリ金属塩であることが好ましい。
 また、混合溶媒にさらに錯化剤を加えてもよい。錯化剤は、生成されるAlの再析出を抑制すべく、Alと錯体を形成するものである。具体的には、コハク酸などのカルボン酸、クエン酸および洒石酸などのオキシカルボン酸、グリシン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、アミノ酢酸など、およびこれらの塩、たとえば、アルカリ金属塩、アンモニウム塩などを用いることができる。本工程において、このような錯化剤を用いることによって、Alの再析出を抑制することができるため、安定的に金属被膜を成長させることができる。
 本工程における混合溶媒、すなわち、金属塩および還元剤などの添加物を加えた後の混合溶媒における有機溶媒の体積割合は、10%以上90%以下が好ましく、30%以上70%以下がより好ましい。上記体積割合が10%未満の場合、過剰なめっき反応を十分に抑制できず、Alが不要に溶解してしまう恐れがある。また、上記体積割合が90%を超える場合、必要なめっき反応を抑制してしまう恐れがある。また、上記体積割合を30%以上70%以下とすることにより、めっき反応の程度をより好適に調整することができる。
 また、本工程において、Agからなる金属被膜を形成する場合には、特に、添加物が加えられた混合溶媒のpHをアルカリ性に調整することが好ましく、8以上12以下とすることがより好ましい。これは、酸性条件よりもアルカリ条件のほうが、Agのめっき反応を制御し易いためである。なお、混合溶媒のpHは、上述の還元剤、錯化剤などの添加量によっても調整でき、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはアンモニア水などを混合溶媒に加えることによっても容易に調整することができる。
 また、本工程において、混合溶媒の温度を0℃以上60℃以下に調整することが好ましく、5℃以上50℃以下であることがより好ましく、10℃以上35℃以下であることがさらに好ましい。混合溶媒の温度が0℃未満の場合、金属被膜の形成速度が遅くなりすぎ、効率的ではない。また、混合溶媒の温度が60℃を超える場合、形成速度が速くなりすぎるために、均一な金属被膜が形成され難くなる。
 また、本工程の処理時間は15分以上120分以下であることが好ましく、30分以上90分以下であることがより好ましい。処理時間が15分未満の場合、めっき反応が十分でなく、コア粒子の被覆量が80%を満たない場合がある。また、処理時間が120分を超えると、混合溶媒中での不要な反応が進み、混合溶媒がゲル化してしまう場合がある。
 また、本工程においても、混合溶媒は撹拌されることが好ましい。これにより、コア粒子および他の成分が混合溶媒中で均一に分散されるため、コア粒子同士の凝集を抑制することができるとともに、混合溶媒中において目的とする反応を均一に起こさせることができ、もって、コア粒子の表面に効率的に金属被膜を形成することができる。
 <他の工程>
 本発明の導電性粒子の製造方法は、上記の各工程を行なう限り、他の工程を含むことができる。他の工程としては、たとえば、混合溶媒にコア粒子を加える前に、コア粒子を洗浄する工程、製造された導電性粒子を混合溶媒から取り出す工程などを挙げることができる。
 以上詳述したように、本発明の製造方法によれば、不要な反応を抑制しながら、アルミニウムを含むコア粒子の表面の酸化膜をエッチングにより除去し、さらに引き続き不要な反応を抑制しながら、その表面に安定的に金属被膜を形成することができる。したがって、結果的に、金属被膜の形成における反応の制御が容易となり、もって、コア粒子が金属被膜によって十分に被覆された導電性粒子を製造することができる。
 具体的には、本発明の製造方法によれば、金属被膜によるコア粒子の表面の被覆率が80%以上である導電性粒子を製造することができる。このように高い被覆率を示す導電性粒子は、金属被膜を構成する金属に起因する高い導電性を有することができる。また、たとえば、比重の小さいアルミニウムを含むコア粒子を使用することによって、製造された導電性粒子を導電材として含む導電性樹脂組成物を調製した場合に、銀のみからなる導電性粒子のような他の導電性粒子と比してその沈降を抑制することができるため、結果的にその操作性に優れることとなる。さらに、安価に入手可能なアルミニウムを含むコア粒子を使用することによって導電性粒子の製造コストを低減できる。
 また、本発明の製造方法では、無電解めっき法が用いられるが、製造される導電性粒子は、電解めっき法、乾式めっき法などの他の製造方法によって製造される導電性粒子と次の点で異なる。すなわち、電気めっき法では、金属被膜形成時に電気を用いるため、粒子同士が凝集し易く、個々の粒子に均質に金属被膜を形成することが難しい。また、乾式めっき法では、通常、数nm程度の膜厚の金属被膜しか形成できず、数十nmという膜厚の金属被膜を形成することはできない。これに対し、無電解めっき法では、粒子同士の凝集が起こり難いため、個々の粒子に均質に金属被膜を形成することができ、また、金属被膜の膜厚を自由に調整することができる。
 以上詳述したように、本発明の導電性粒子の製造方法は、上述の導電性粒子、すなわち、Alを含むコア粒子と、該コア粒子を被覆する金属被膜とを備え、金属被膜はコア粒子よりも高い導電性を有し、金属被膜によるコア粒子の表面の被覆率が80%以上である導電性粒子を製造することができる。
 また、本発明で用いるめっき法は湿式めっき法の一つである無電解めっき法である。したがって、乾式めっき法に比して、大規模な装置を必要とせず、かつ一度に大量の導電性粒子を製造することができる。
 以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 ≪検討1≫
 <実施例1>
 1.材料の調製
 以下の材料を調製した。
 コア粒子として、球形状から粒状の形状であるAl粉末(平均粒子径5μm、東洋アルミニウム株式会社製)を用いた。混合溶媒として、イソプロピルアルコール(IPA)50lとイオン交換水200lとを混合したものを用いた。エッチング剤として、水酸化ナトリウム566gをIPAに混合して10lに調整したエッチング溶液を用いた。なお、このエッチング溶液はpH調整剤としても機能する。金属塩および錯化剤として、アンモニア水6.4lに硝酸銀1415gを添加し、これをイオン交換水で10lに調整した硝酸銀水溶液を用いた。すなわち、硝酸銀水溶液に含まれる硝酸銀が金属塩として機能し、アンモニアが錯化剤として機能する。また、還元剤として、グルコース4.3kgをIPAに混合して10lに調整した還元剤溶液を用いた。
 2.導電性粒子の製造
 まず、混合溶媒にAl粉末を2kg添加し、クランプ式のジェットアジターを用いて混合溶媒を撹拌した。これにより、混合溶媒中にコア粒子を分散させた(「加える工程」)。次に、この混合溶媒にエッチング溶液を1.75l添加して90秒間撹拌を続けることにより、コア粒子のエッチングを行った(「エッチングする工程」)。引き続き、この混合溶媒に残りのエッチング溶液8.25l、硝酸銀水溶液10l、および還元剤溶液10lを添加した。そして、この混合溶媒の液温を27℃に調整して30分間撹拌してめっき処理を行った(「金属被膜を形成する工程」)。
 上記処理後、混合溶媒中に生成されたスラリーを濾別し、濾別されたスラリーをイオン交換水およびメタノールで洗浄した。そして、洗浄されたスラリーを130℃の真空環境下で乾燥させた。これにより、導電性粒子として、コア粒子であるAl粒子がAgからなる被膜で被覆された、銀被覆アルミニウム粒子が得られた。
 <実施例2>
 1.材料の調製
 コア粒子として、球形状から粒状の形状であるAl粉末(平均粒子径6μm、東洋アルミニウム株式会社製)を用いた。混合溶媒として、IPA1lとn-ブチルアルコール1lとイオン交換水3.4lとを混合したものを用いた。エッチング剤として、水酸化ナトリウム189gをIPAに混合して1.4lに調整したエッチング溶液を用いた。なお、このエッチング溶液はpH調整剤としても機能する。金属塩および錯化剤として、アンモニア水2.1lに硝酸銀472.4gを添加し、2.5lに調整した硝酸銀水溶液を用いた。すなわち、硝酸銀水溶液に含まれる硝酸銀が金属塩として機能し、アンモニアが錯化剤として機能する。また、還元剤として、グルコース710gをn-ブチルアルコールに混合して1.4lに調整した還元剤溶液を用いた。
 2.導電性粒子の製造
 まず、混合溶媒にAl粉末を700g添加し、クランプ式のジェットアジターを用いて混合溶媒を撹拌するとともに、超音波による分散を行った。なお、超音波による分散は、超音波洗浄機を用いて行った。これにより、混合溶媒中にコア粒子を分散させた(「加える工程」)。次に、この混合溶媒に上記エッチング溶液を15ml添加して30秒間撹拌を続けることにより、コア粒子のエッチングを行った(「エッチングする工程」)。引き続き、この混合溶媒に硝酸銀水溶液2.5lおよび還元剤溶液1.4lを添加した。そして、この混合溶媒の液温を30℃に調整して60分間撹拌してめっき処理を行った(「金属被膜を形成する工程」)。
 上記処理後、混合溶媒中に生成されたスラリーを濾別し、濾別されたスラリーをイオン交換水およびメタノールで洗浄した。そして、洗浄されたスラリーを130℃の真空環境下で乾燥させた。これにより、導電性粒子として、コア粒子であるAl粒子がAgからなる被膜で被覆された、銀被覆アルミニウム粒子が得られた。
 <実施例3>
 1.材料の調製
 以下の材料を調製した。
 コア粒子として、球形状から粒状の粒子の形状であるAl粉末(平均粒子径33μm、東洋アルミニウム株式会社製)を用いた。混合溶媒として、IPA80lとイオン交換水170lとを混合したものを用いた。エッチング剤として、水酸化ナトリウム553gをプロピレングリコールモノプロピルエーテルに混合して10lに調整したエッチング溶液を用いた。なお、このエッチング溶液はpH調整剤としても機能する。金属塩および錯化剤として、アンモニア水6.2lに硝酸銀1381gを添加し、これをイオン交換水で10lに調整した硝酸銀水溶液を用いた。すなわち、硝酸銀水溶液に含まれる硝酸銀が金属塩として機能し、アンモニアが錯化剤として機能する。また、還元剤として、グルコース8.3kgをプロピレングリコールモノプロピルエーテルに混合して10lに調整した還元剤溶液を用いた。
 2.導電性粒子の製造
 まず、混合溶媒にAl粉末を3.3kg添加し、ハイシアーミキサーを用いて混合溶媒を撹拌した。これにより、混合溶媒中にコア粒子を分散させた(「加える工程」)。次に、この混合溶媒にエッチング溶液を1l添加して120秒間撹拌を続けることにより、コア粒子のエッチングを行った(「エッチングする工程」)。引き続き、この混合溶媒に残りのエッチング溶液9l、硝酸銀水溶液10l、および還元剤溶液10lを添加した。そして、この混合溶媒の液温を43℃に調整して45分間撹拌してめっき処理を行った(「金属被膜を形成する工程」)。
 上記処理後、混合溶媒中に生成されたスラリーを濾別し、濾別されたスラリーをイオン交換水およびメタノールで洗浄した。そして、洗浄されたスラリーを130℃の真空環境下で乾燥させた。これにより、導電性粒子として、コア粒子であるAl粒子がAgからなる被膜で被覆された、銀被覆アルミニウム粒子が得られた。
 <実施例4>
 1.材料の調製
 以下の材料を調製した。
 コア粒子として、球形状から粒状形状であるAl粉末(平均粒子径2.3μm、東洋アルミニウム株式会社製)を用いた。混合溶媒として、エチルアルコール7lとイオン交換水2.5lとを混合したものを用いた。エッチング剤として、水酸化ナトリウム320gをIPAに混合して2.3lに調整したエッチング溶液を用いた。なお、このエッチング溶液はpH調整剤としても機能する。金属塩および錯化剤として、アンモニア水2.0lに硝酸銀800gを添加し、これをイオン交換水で2.3lに調整した硝酸銀水溶液を用いた。すなわち、硝酸銀水溶液に含まれる硝酸銀が金属塩として機能し、アンモニアが錯化剤として機能する。また、還元剤として、グルコース1.2kgをエチルアルコールに混合して2.3lに調整した還元剤溶液を用いた。
 2.導電性粒子の製造
 まず、混合溶媒にAl粉末を500g添加し、クランプ式のジェットアジターを用いて混合溶媒を撹拌した。これにより、混合溶媒中にコア粒子を分散させた(「加える工程」)。次に、この混合溶媒にエッチング溶液を180ml添加して90秒間撹拌を続けることにより、コア粒子のエッチングを行った(「エッチングする工程」)。引き続き、この混合溶媒に残りのエッチング溶液2.1l、硝酸銀水溶液2.3l、および還元剤溶液2.3lを添加した。そして、この混合溶媒の液温を3℃に調整して30分間撹拌してめっき処理を行った(「金属被膜を形成する工程」)。
 上記処理後、混合溶媒中に生成されたスラリーを濾別し、濾別されたスラリーをイオン交換水およびメタノールで洗浄した。そして、洗浄されたスラリーを130℃の真空環境下で乾燥させた。これにより、導電性粒子として、コア粒子であるAl粒子がAgからなる被膜で被覆された、銀被覆アルミニウム粒子が得られた。
 <比較例1>
 材料に関し、混合溶媒に代えて250lのIPAを用いた以外は、実施例1と同様とした。また、導電性粒子の製造に関し、実施例1と同様の方法により、銀被覆アルミニウム粒子を製造した。
 <比較例2>
 材料に関し、混合溶媒に代えて5.4lのイオン交換水を用いた以外は、実施例2と同様とした。また、導電性粒子の製造に関し、実施例2と同様の方法を行った。
 <比較例3>
 材料に関し、混合溶媒に代えて250lのイオン交換水を用いた以外は、実施例3と同様とした。また、導電性粒子の製造に関し、実施例3と同様の方法を行った。
 <金属被膜の被覆量>
 各実施例および各比較例の導電性粒子における金属被膜の被覆量(質量%)を求めた。
 具体的には、まず、各導電性粒子を酸溶液に溶解させた各試料を準備した。そして、この各試料に関し、原子吸光光度計(製品名:「A-2000」、株式会社日立ハイテクフィールディング製)を用いて、導電性粒子中に含まれる金属成分を測定した。そして、この測定結果からAl/Agの質量比を算出し、これをもとに、下記式(2)により、各導電性粒子の平均被覆量(質量%)を算出した。この結果を表1に示す。なお、上記各試料は、導電性粒子を適量採取後、硝酸およびフッ化水素酸からなる混酸を用いて室温にて30分程度の時間をかけて溶解させ、測定に適した濃度に希釈したものを用いた。また、測定波長は328.1nm、ガス条件は空気-アセチレンとした。
 被覆量(質量%)={W1/(W1+W2)}×100・・・(2)
(式(2)中、W1は金属被膜を構成する金属(Ag)の質量を示し、W2はコア粒子を構成する金属(Al)の質量を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 <金属被膜の被覆率>
 各実施例および各比較例の導電性粒子における金属被膜の被覆率(%)を求めた。
 具体的には、まず、カーボンテープ上に各導電性粒子を分散させた各試料を準備した。次に、走査型電子顕微鏡(製品名:「JSM-5510」、日本電子株式会社製)を用いて、加速電圧5kV、測定倍率3000倍の条件下で、各試料の反射電子像を撮影した。図1に、実施例1の導電性粒子からなる試料の反射電子像(倍率3000倍)を示す。図1において、粒子状に見える領域が、導電性粒子に相当し、該導電性粒子の隙間に黒く見える領域がカーボンテープに相当する。
 また、参考として、図2に実施例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)を、図3に実施例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率3000倍)を、図4に比較例1の導電性粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)を、図5にアルミニウム粒子からなる試料の二次電子像(倍率2000倍)を示す。図2および図3より、実施例1の導電性粒子の表面は比較的平滑であり、その表面が均質に金属被膜によって被覆されていることが観察された。一方、図4より、比較例1の導電性粒子の表面は、金属被膜が不均一に点在していることが観察された。図4において、導電性粒子に付着してその表面を凹凸にしているものが金属被膜に相当する。
 図1に戻り、撮影された反射電子像について、画像処理ソフトウェア(製品名:「Photoshop(登録商標)」、Adobe Systems Inc.)を用いて以下(1)~(3)の処理を行い、これにより、導電性粒子の金属被膜による被覆率(%)を算出した。なお、表2における「被覆率(%)」は、各導電性粒子50個以上の平均被覆率を示すものである。
(1)反射電子像(図1)のうち、粒子が存在しない部分(カーボンテープが現れている領域)を削除する。図6は、図1の反射電子像のうち、粒子が存在しない領域を削除した状態の画像を示し、図6において、導電性粒子間に見られる市松模様の領域が、削除された領域に相当する。
(2)図6の残った領域(市松模様以外の領域)について、白黒二値化処理を行う。図7は白黒二値化処理後の画像であり、市松模様の領域は、上記(1)において削除された領域と、白黒二値化処理において白(レベル=1)の属性を有すると判定された領域に相当し、市松模様以外の領域は、白黒二値化処理において黒(レベル=0)の属性を有すると判定された領域に相当する。図6の白黒二値化処理において、黒の属性を有すると判定された領域は、導電性粒子のうちAlが露出している領域に相当し、白の属性を有すると判定された領域は、導電性粒子のうちAgで被覆されている領域に相当する。
(3)図7における黒(レベル=0)の属性を有する画像ビット数(A)、すなわち図7の市松模様以外の領域の画像ビット数と、図6における全体画像の画像ビット数(B)、すなわち図6の市松模様以外の領域の画像ビット数を、{(B-A)/B}×100の式に当てはめることにより、被覆率(%)を算出する。
 なお、上記反射電子像に関し、50個以上の粒子が含まれる画像を用いた。観察時の1つの画像に粒子が50個以上含まれていない場合は、観察時の視野を変えて複数の画像を準備し、これらを合わせて用いた。
 <金属被膜の膜厚>
 金属被膜の膜厚は、走査型電子顕微鏡(製品名:「JSM-5510」、日本電子株式会社製)により任意の20個の導電性粒子の断面を観察し、各粒子につき金属被膜の5箇所の厚みを測定することによりその算術平均値を求め、その算術平均値を平均厚みとすることにより求めた。
 <導電性粒子の粒子径>
 各実施例および各比較例の導電性粒子の平均粒子径を求めた。
 具体的には、まず、メタノール50mlが入った試料バスに各導電性粒子からなる粉末(粒子の集合体)0.4gを添加して試料を作製し、この試料を1分間超音波分散(15W)させた。そして、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(製品名:「LA-300」、堀場製作所製)を用いて、分散直後の試料バスに対して粒子径分布の測定を行い、堆積平均の粒度分布におけるD50の粒子径を測定し、これにより、平均粒子径を算出した。
 <評価>
 金属被覆率に関し、表2から明らかなように、有機溶媒および水溶媒からなる混合溶媒を用いて製造された各実施例の導電性粒子は80%以上の金属被覆率であることが分かった。これに対し、有機溶媒を用いて製造された比較例1の導電性粒子は、50%以下という低い金属被覆率であった。
 また、実施例2および実施例3に着目すると、その金属被膜の被覆量(質量%)が比較例1におけるその値よりも小さい値であるにもかかわらず、その被覆率(%)は80%以上を示した。このことから、混合溶媒を用いることによって、各工程において反応が適切に制御され、これによりコア粒子表面全体により均一な厚みの金属被膜が形成されていることが推測される。
 また、平均粒子径に関し、表1から明らかなように、実施例1の導電性粒子の平均粒子径に対し、比較例1の導電性粒子の平均粒子径は倍以上の値を示し、これは、用いたAl粉末の粒子径の倍以上の値に該当した。一方で、金属被膜の被覆量(質量%)は、実施例1のほうが大きい値を示した。通常、表1に示される程度の被覆量(質量%)で、導電性粒子の平均粒子径が原料であるAl粉末の粒子径の倍以上になるとは考え難い。それ故、比較例1の導電性粒子は、粒子同士が凝集しているものと推測される。
 なお、比較例2および比較例3に関しては、その製造工程において、水溶媒とAl粉末が激しく反応することによってAl粉末が溶解してゲル化したために、導電性粒子を製造することができなかった。このことから、水溶媒を用いてAl粉末の表面に金属被膜を形成するのは困難であり、仮に、その製造が可能であった場合でも、その製造条件は極めて限定的なものになり、製造される導電性粒子は、一定の品質を保持できないことが予想される。
 ≪検討2≫
 <塗膜の形成>
 実施例1~4および比較例1で製造された導電性粒子を用いて塗膜を形成した。各塗膜は、導電性粒子の体積比率が60%となるように作製した。
 具体的には、実施例1、2および比較例1に関し、銀被覆アルミニウム粉末3gおよび樹脂溶液(商品名:「ニッペアクリルオートクリヤースーパー」、日本ペイント社製)3gを混合したものを、乾燥後の塗膜厚さが30μmとなるようにアプリケーターを用いてPETフィルム上に塗布し、100℃にて30分間乾燥することにより塗膜を形成した。
 また、実施例3に関し、銀被覆アルミニウム粉末2.73gに対し、樹脂溶液(上記と同じ)3gを混合したものを、乾燥後の塗膜厚さが100μmとなるようにアプリケーターを用いてPETフィルム上に塗布し、100℃にて30分間乾燥することにより塗膜を形成した。
 また、実施例4に関し、銀被覆アルミニウム粉末3.7gに対し、樹脂溶液(上記と同じ)3gを混合したものを、乾燥後の塗膜厚さが30μmとなるようにアプリケーターを用いてPETフィルム上に塗布し、100℃にて30分間乾燥することにより塗膜を形成した。
 なお、塗膜における導電性粒子の体積比率は下記計算式から求めることができる。
 体積比率(%)={[(導電性粒子の質量(g)/導電性粒子の比重(g/cm3)]/[(樹脂溶液の質量(g)×樹脂溶液の溶剤率(%)/樹脂溶液の比重(g/cm3))+(導電性粒子の質量(g)×導電性粒子の比重(g/cm3)]}×100(ただし、樹脂溶液の溶剤率(%)は32%)。
 また、塗膜の厚みは、デジマチック標準外側マイクロメータ(商品名:「IP65 COOLANT PROOF Micrometer」、株式会社ミツトヨ社製)で測定することによって確認した。
 <比抵抗>
 各塗膜について、四探針式表面抵抗測定器(商品名:「ロレスタGP」、株式会社三菱アナリテック製)を用いて任意の5点を測定し、その平均値を比抵抗値(Ω・cm)とした。具体的には、導電性塗膜の寸法、平均塗膜厚み、測定点の座標を四探針式表面抵抗測定器にデータ入力し、自動的に計算させることによって得られる値を導電性塗膜の比抵抗値とした。結果を表2に示す。なお、比抵抗値が小さい程導電性に優れていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 <L値>
 各塗膜について、JIS-Z8722の条件aに記載の方法に従って測定したY値から、JIS-Z8729に規定される明度であるL値を得た。具体的には、マルチアングル分光測色計(商品名:「X-Rite MA-68II」、X-Rite社製)を用いて、45度の測定角度により測定した。その結果を表2に示す。なお、L値の数値が高い程、白色度が高いことを示す。
 <評価>
 比抵抗に関し、比較例1は、金属被膜による被覆が不十分であったため、測定の際に一定の電流が流れることができず、測定することができなかった。これに対し、実施例1~4は、十分に低い比抵抗を示した。このことから、実施例1~4の導電性粒子を含む塗膜が高い導電性を有することが確認された。
 また、L値に関し、実施例1~4の塗膜は、金属被覆アルミニウム粉末は比較例1に比し優れた色調を有していることが確認できた。これは被覆金属が均一にAl粉末上に析出したためと考えられる。また、この結果から、本発明の導電性粒子に関し、その金属被膜がAgからなる場合、L値は30以上、さらには40以上となることが分かった。この値は、本発明の導電性粒子であるか否かを判断する一つの要因となると考えられた。
 以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (11)

  1.  アルミニウムを含むコア粒子と、
     前記コア粒子を被覆する金属被膜と、を備え、
     前記金属被膜は前記コア粒子よりも高い導電性を有し、
     前記金属被膜による前記コア粒子の表面の被覆率が80%以上である、導電性粒子。
  2.  前記コア粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下である、請求項1に記載の導電性粒子。
  3.  前記金属被膜は、金、銀、銅、ニッケル、プラチナ、パラジウム、スズ、亜鉛、コバルト、クロムおよびこれらの合金の群から選ばれる少なくとも1種以上を含む、請求項1または2に記載の導電性粒子。
  4.  前記金属被膜の膜厚は10nm以上である、請求項1から3のいずれかに記載の導電性粒子。
  5.  前記コア粒子を被覆する金属被膜の量は、前記導電性粒子中1質量%以上80質量%以下である、請求項1から4のいずれかに記載の導電性粒子。
  6.  請求項1から5のいずれかに記載の導電性粒子を導電材として含む、導電性樹脂組成物。
  7.  請求項6に記載の導電性樹脂組成物により形成された塗膜を基体上に有する、塗布物。
  8.  有機溶媒および水溶媒を含む混合溶媒にアルミニウムを含むコア粒子を加える工程と、
     前記コア粒子を含む前記混合溶媒にエッチング剤を加えて前記コア粒子をエッチングする工程と、
     前記混合溶媒に、さらに、金属塩および還元剤を加えて、エッチングされた前記コア粒子の表面に前記コア粒子よりも高い導電性を有する金属被膜を形成する工程とを含む、導電性粒子の製造方法。
  9.  前記有機溶媒は、アルコール系溶媒、グリコールエーテル系溶媒およびケトン系溶媒の少なくとも1種以上を含む、請求項8に記載の導電性粒子の製造方法。
  10.  前記エッチングする工程および前記金属被膜を形成する工程において、前記混合溶媒における前記有機溶媒の体積割合が10%以上90%以下である、請求項8または9に記載の導電性粒子の製造方法。
  11.  前記金属被膜を形成する工程において、前記混合溶媒の温度を0℃以上60℃以下に調整する、請求項8から10のいずれかに記載の導電性粒子の製造方法。
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