(57)【要約】【課題】Ａｇが有する外観と、高い焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れたＡｇ合金微粉末を提供する。【解決手段】添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満の範囲内にて含み、残りの金属成分がＡｇおよび不可避不純物からなる組成を有し、平均粒子径が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にあるＡｇ合金微粉末。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満の範囲内にて含み、残りの金属成分がＡｇおよび不可避不純物からなる組成を有し、平均粒子径が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にあることを特徴とするＡｇ合金微粉末。
【請求項２】
添加元素が、ＳｎまたはＩｎの一方であって、さらに酸素を、０．０４０質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有することを特徴とする請求項１に記載のＡｇ合金微粉末。
【請求項３】
添加元素が、ＳｎおよびＩｎの両方であって、さらに酸素を、０．０１５質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有することを特徴とする請求項１に記載のＡｇ合金微粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｇ合金微粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａｇは特有の外観（光沢）を有することから、指輪やネックレスなどのアクセサリーの材料として利用されている。特に、Ａｇ微粉末は比較的低温での加熱によって焼結させることができ、焼結性に優れていることから、Ａｇ微粉末を含む銀粘土を所定の形状に成形した後、焼成することによって銀製アクセサリーを製造することが行なわれている。また、Ａｇは高い導電性を有していることから、導電材としても利用されている。例えば、Ａｇ微粉末を含む導電性銀ペーストを所定のパターンで塗布した後、焼成することにより、所定の形状を有する銀電極や配線を製造することが行なわれている。
【０００３】
一方、Ａｇは化学変化しやすく、空気中の硫黄化合物と反応（硫化）して、表面に硫化物（Ａｇ２Ｓ）が生成することが知られている。Ａｇの表面に硫化物が生成すると、その表面が黒色となり見栄えが悪くなるだけでなく、導電性を低下させる要因となるおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、耐硫化性Ａｇ合金として、ＡｇとＰｔとを主成分として含み、Ｐｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｉｒ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｃｕを１種もしくは２種以上を添加元素として含む合金が開示されている。但し、この特許文献１には耐硫化性Ａｇ合金のサイズに関する一般的な記載はなく、実施例で製造されている耐硫化性Ａｇ合金は、３ｍｍ厚の板である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２４３７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
銀粘土や導電性銀ペーストに用いられるＡｇは、一般に平均粒子径が５０μｍ以下の微粉末である。そこで、Ａｇが有する外観と、高い焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れたＡｇ合金微粉末が望まれている。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている組成の耐硫化性Ａｇ合金は、平均粒子径が５０μｍ以下の微粉末にすると、耐硫化性が低下してしまうことがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、Ａｇが有する外観と、高い焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れたＡｇ合金微粉末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＡｇ合金微粉末は、添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満の範囲内にて含み、残りの金属成分がＡｇおよび不可避不純物からなる組成を有し、平均粒子径が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にあることを特徴としている。
【０００９】
本発明のＡｇ合金微粉末によれば、添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上含むので、Ａｇ合金微粉末の耐硫化性が向上する。これは、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎまたはＩｎの一方あるいはＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の被膜が形成されることによって、Ａｇと硫黄化合物とが接触しにくくなるためであると考えられる。
【００１０】
また、本発明のＡｇ合金微粉末は、ＳｎまたはＩｎの一方を含有する場合はその含有量が５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方の含有する場合はその含有量が合計で５０質量％未満と制限されているので、Ａｇと同等の外観と、高い焼結性とを有するものとなる。
【００１１】
ここで、本発明のＡｇ合金微粉末においては、添加元素が、ＳｎまたはＩｎの一方である場合は、さらに酸素を、０．０４０質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有することが好ましい。
この場合は、酸素を０．０４０質量％以上含有するので、ＳｎまたはＩｎの一方を含む酸化物の被膜が確実に形成される。従って、Ａｇ合金微粉末の耐硫化性を確実に向上させることができる。また、酸素の含有量が、０．１質量％以下とされているので、過剰な酸化物の被膜の形成が抑えられ、高い焼結性を有するものとなる。
【００１２】
また、本発明のＡｇ合金微粉末においては、添加元素が、ＳｎおよびＩｎの両方である場合は、さらに酸素を、０．０１５質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有することが好ましい。
この場合は、酸素を０．０１５質量％以上含有するので、ＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の被膜が確実に形成される。従って、Ａｇ合金微粉末の耐硫化性を確実に向上させることができる。また、酸素の含有量が、０．１質量％以下とされているので、過剰な酸化物の被膜の形成が抑えられ、高い焼結性を有するものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ａｇが有する外観と、高い焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れたＡｇ合金微粉末を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態のＡｇ合金微粉末は、添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満の範囲内にて含み、残りの金属成分がＡｇおよび不可避不純物からなる組成を有し、平均粒子径が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にある。また、添加元素が、ＳｎまたはＩｎの一方である場合は、さらに酸素を０．０４０質量％以上１．０質量％以下の範囲内にて含有する。一方、添加元素が、ＳｎおよびＩｎの両方である場合は、さらに酸素を０．０１５質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有する。
以下に、Ａｇ合金微粉末の組成および平均粒子径を上述のように規定した理由について説明する。
【００１５】
＜添加元素がＳｎまたはＩｎの一方であるＡｇ合金粉末＞
（ＳｎまたはＩｎの含有量：２０質量％以上５０質量％未満）
ＳｎまたはＩｎはそれぞれ酸素と結合して、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎまたはＩｎの一方を含む酸化物の被膜を形成する作用効果を有する。この被膜により、Ａｇ合金微粉末の耐硫化性が向上することになる。
ここで、ＳｎまたはＩｎの含有量が２０質量％未満の場合は、上述の作用効果を奏功せしめることができないおそれがある。一方、ＳｎまたはＩｎの含有量が５０質量％を超えると、Ａｇ合金微粉末の表面が黒色化して外観が損なわれるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、添加元素がＳｎまたはＩｎの一方である場合には、ＳｎまたはＩｎの含有量を２０質量％以上５０質量％未満の範囲内に設定している。
【００１６】
（酸素含有量：０．０４０質量％以上０．１質量％以下）
酸素は、ＳｎまたはＩｎと結合して、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎまたはＩｎの一方を含む酸化物の被膜を形成する作用効果を有する。
ここで、酸素の含有量が０．０４０質量％未満の場合は、上述の作用効果を奏功せしめることができないおそれがある。一方、酸素の含有量が１．０質量％を超えると、Ａｇ合金微粉末のＡｇ表面に形成されるＳｎまたはＩｎの一方を含む酸化物の量が多くなり、また、Ａｇの一部が酸化されるため、Ａｇ合金粉末が焼結しにくくなり、焼結性が低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、添加元素がＳｎまたはＩｎの一方である場合には、酸素の含有量を０．０４０質量％以上１．０質量％以下の範囲内に設定している。
【００１７】
＜添加元素がＳｎおよびＩｎの両方であるＡｇ合金粉末＞
（ＳｎおよびＩｎの含有量：それぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満）
ＳｎおよびＩｎは酸素と結合して、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎとＩｎを含む酸化物の被膜を形成する作用効果を有する。ＳｎとＩｎを含む酸化物の被膜は、ＳｎまたはＩｎの一方のみを含む酸化物の被膜と比較して、耐硫化性に優れたものとなる。
ここで、ＳｎおよびＩｎのそれぞれの含有量が０．５質量％未満の場合は、上述の作用効果を奏功せしめることができないおそれがある。一方、ＳｎおよびＩｎの合計含有量が５０質量％を超えると、Ａｇ合金微粉末の表面が黒色化して外観が損なわれるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、添加元素がＳｎおよびＩｎの両方である場合には、ＳｎおよびＩｎの含有量を、それぞれ０．５質量％以上、合計で５０質量％未満の範囲内に設定している。
【００１８】
（酸素含有量：０．０１５質量％以上０．１質量％以下）
酸素は、ＳｎおよびＩｎと結合して、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の被膜が形成する作用効果を有する。
ここで、酸素の含有量が０．０１５質量％未満の場合は、上述の作用効果を奏功せしめることができないおそれがある。一方、酸素の含有量が０．１質量％を超えると、Ａｇ合金微粉末のＡｇ表面に形成されるＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の量が多くなり、また、Ａｇの一部が酸化されるため、Ａｇ合金粉末が焼結しにくくなり、焼結性が低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、添加元素がＳｎおよびＩｎの両方である場合には、酸素の含有量を０．０１５質量％以上０．１質量％以下の範囲内に設定している。
【００１９】
＜平均粒子径：０．１μｍ以上５０μｍ以下＞
平均粒子径が小さくなりすぎると、すなわち表面積が広くなりすぎると、硫黄化合物との反応性が高くなり、耐硫化性が低下するおそれがある。一方、Ａｇ合金微粉末の平均粒子径が大きくなりすぎると、すなわち表面積が狭くなりすぎると、粒子同士の接触面積が小さくなり、焼結性が低下するおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Ａｇ合金微粉末の平均粒子径を０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内に設定している。
【００２０】
＜Ａｇ合金微粉末の製造方法＞
本実施形態のＡｇ合金微粉末は、例えば、以下に述べるようなガスアトマイズ法によって製造することができる。
先ず、原料粉末としてＡｇ粉末、Ｓｎ粉末、Ｉｎ粉末を用意する。用意した原料粉末を、ＡｇとＳｎとＩｎが所定の割合となるように秤量し、るつぼに入れて、ガスアトマイズ装置にセットする。ガスアトマイズ装置にて、原料粉末を加熱して溶融させ、生成した原料粉末の溶融物（溶湯）を、ノズルを用いて噴霧し、その噴霧した溶湯に不活性ガスを接触させてガスアトマイズ粉（Ａｇ合金粉末）を作製する。原料粉末を溶融させるときの加熱条件は、例えば、不活性ガス雰囲気下、１２００℃以上１５００℃以下の温度である。また、不活性ガスとしては、窒素、アルゴンを用いることができる。不活性ガスの噴射ガス圧は、例えば、２ＭＰａ以上９ＭＰａ以下の範囲である。なお、原料として粉末以外にも、例えば、Ａｇインゴット、Ｓｎインゴット、Ｉｎインゴットを用いることもできる。
【００２１】
次いで、得られたガスアトマイズ粉を大気中にて放冷する。これによって、ガスアトマイズ粉の表面のＳｎ、Ｉｎと大気中の酸素とが反応して酸化物の被膜が形成される。なお、大気中にて放冷するには、例えば、ガスアトマイズ装置を大気で置換するとよい。
そして、放冷後のガスアトマイズ粉を分級して平均粒子径が上記の範囲内にあるＡｇ合金微粉末を得る。本実施形態では、分級は目開き５０μｍの篩によって行った。
【００２２】
以上のような構成とされた本実施形態であるＡｇ合金粉末は、添加元素として、ＳｎまたはＩｎの一方を２０質量％以上、あるいはＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれ０．５質量％以上含むので、Ａｇ合金微粉末の表面にＳｎまたはＩｎあるいはＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の被膜が形成され、耐硫化性が向上する。
【００２３】
さらに、ＳｎまたはＩｎの一方を含有する場合はその含有量が５０質量％未満の範囲内、あるいはＳｎおよびＩｎの両方の含有する場合はその含有量が合計で５０質量％未満と制限されているので、Ａｇと同等の外観と焼結性とを有する。
【００２４】
また、本実施形態のＡｇ合金微粉末においては、添加元素がＳｎまたはＩｎの一方である場合は、さらに酸素を０．０４０質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有するので、ＳｎまたはＩｎの一方を含む酸化物の被膜が確実に形成されると共に、過剰な酸化物の被膜の形成が抑えられるので、Ａｇと同等の高い焼結性を有する。
【００２５】
さらにまた、本実施形態のＡｇ合金微粉末においては、添加元素がＳｎおよびＩｎの両方である場合は、さらに酸素を０．０１５質量％以上０．１質量％以下の範囲内にて含有するので、ＳｎおよびＩｎの両方を含む酸化物の被膜が確実に形成されると共に、過剰な酸化物の被膜の形成が抑えられるので、Ａｇと同等の高い焼結性を有する。
【００２６】
さらに、本実施形態のＡｇ合金微粉末においては、平均粒子径が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内に設定されているので、耐硫化性に優れ、かつ焼結性が高くなる。
【００２７】
以上のとおり、本実施形態のＡｇ合金粉末は、Ａｇが有する外観と、高い焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れることから、例えば、銀粘土の原料、導電性銀ペーストの原料として好適に用いることができる。本実施形態のＡｇ合金粉末を用いた銀粘土および導電性銀ペーストは、耐硫化性に優れることから長期間わたって安定して使用することができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、Ａｇ合金微粉末の製造方法としてガスアトマイズ法を用いた製造方法を説明したが、これに限定されることなく、油中分散法、湿式還元法、乾式還元法、プラズマ昇華法等を用いてＡｇ合金微粉末を製造することができる。なお、いずれの製法においてもＡｇ合金微粉末の作製後に、大気を用いて粉末表面を酸化させる必要がある。
【実施例】
【００２９】
本発明に係るＡｇ合金微粉末の作用効果について確認した確認実験の結果について説明する。
【００３０】
［本発明例１〜１４、比較例１〜１４］
原料としてＡｇインゴット（純度：９９．９質量％）、Ｓｎインゴット（純度：９９．９質量％）、Ｉｎインゴット（純度：９９．９質量％）をそれぞれ用意した。用意した各原料のインゴットを、所定の割合にてるつぼに入れて、ガスアトマイズ装置にセットした。ガスアトマイズ装置にて、原料を、アルゴン雰囲気下１３００℃の温度で加熱して溶融させ、生成した溶湯を、ノズル（孔径：１．０mm）を用いて噴霧し、その噴霧した溶湯にアルゴンガス（噴射ガス圧：４ＭＰａ）を接触させて、ガスアトマイズ粉を作製した。作製したガスアトマイズ粉を、空気中で放冷した後、篩で分級して、下記の表１に示す金属成分と酸素含有量と平均粒子径を有するＡｇ合金微粉末を製造した。
【００３１】
得られたＡｇ合金微粉末について、次の方法により、金属成分（Ｉｎ、Ｓｎ）と酸素含有量と平均粒子径を測定し、外観、焼結性、耐硫化性を評価した。その結果を、下記の表１に示す。
【００３２】
（金属成分の含有量）
Ａｇ合金微粉末を酸で溶解した。得られた酸溶液中の金属成分の濃度を、ＩＣＰ発光分光装置を用いて測定し、得られた濃度をＡｇ合金微粉末中の金属成分量に換算した。
【００３３】
（酸素含有量）
不活性ガス融解赤外線吸収装置（ＬＥＣＯ社製：ＴＣ６００）を用いて、Ａｇ合金微粉末を約３０００℃に加熱し、赤外線検出器を用いてＡｇ合金機粉末から放出された酸素量を測定した。
【００３４】
（平均粒子径）
レーザー回折散乱装置（日清エンジニアリング製：ＭＴ−３０００）を用いて、弱酸性分散溶媒中にＡｇ合金微粉末を分散させ、レーザー光を照射して、光の散乱強度からＡｇ合金微粉末の粒子径を算出した。
【００３５】
（外観）
目視にて、Ａｇ合金微粉末の外観を観察し、白色のものを「〇」、灰色のものを「△」、黒色のものを「×」と評価した。
【００３６】
（焼結性）
Ａｇ合金微粉末と有機バインダー（アミノ系分散剤とカルボン酸系溶媒の混合物）とを、バインダー比率が３０質量％となる割合で混練し、ペースト状にしたものを、シリカガラス上に厚さ５０μｍとなるように塗布し、２００℃で６０分間加熱して大気焼成した。得られた焼成体の比抵抗を４探針法により測定し、比抵抗が１×１０−５ｃｍ・Ω以下であった場合を「○」、１×１０−５ｃｍ・Ωを超えた場合を「×」と評価した。
【００３７】
（耐硫化性）
Ａｇ合金微粉末を１ｇ秤量し、これをビーカー（１００ｍＬ）に投入した。次いでそのビーカーに、濃度が０．０１質量％の硫化ナトリウム水溶液５０ｇを注液した後、マグネチックスターラーを用いて３０分間静かに撹拌した。３０分後、ろ過により、硫化ナトリウム水溶液からＡｇ合金微粉末を回収し、水洗した後、乾燥した。乾燥後のＡｇ合金粉末の色を目視で観察した。
乾燥後のＡｇ合金微粉末において、色の変化がほとんどみられないものを「○」、色の変化がみられるものの完全な黒色とはなっていないものを「△」、ほぼ完全に黒色となったものを「×」と評価した。
【００３８】
【表１】
2019007057.tif 000002
【００３９】
ＳｎおよびＩｎのいずれも含有しないＡｇ微粉末（比較例１）は、耐硫化性が低かった。
ＳｎまたはＩｎの一方の含有量が２０質量％未満であったＡｇ合金微粉末（比較例２〜５）、ＳｎおよびＩｎの両方をそれぞれの添加量が０．５質量％未満であったＡｇ合金微粉末（比較例６）は、耐硫化性が低かった。
ＳｎおよびＩｎの添加量が５０質量％を超えたＡｇ微粉末（比較例７、８）は、作製直後に既に表面が黒色化していた。また、酸素含有量が０．１質量％を超えており、焼結性が低下した。
さらに、平均粒径が０．１μｍ未満であったＡｇ微粉末（比較例９〜１１）は、耐硫化性が低かった。一方、平均粒径が５０μｍを超えたＡｇ微粉末（比較例１２〜１４）は、焼結性が低下した。
【００４０】
これに対して、本発明例１〜１４はいずれも、Ａｇを５０質量％以上含有するので、外観と焼結性についてはＡｇ微粉末（比較例１）と同等のレベルを維持しながらも、耐硫化性は優れていた。
【００４１】
以上のことから、本発明例によれば、Ａｇと同様の外観と焼結性とを有し、かつ耐硫化性に優れるＡｇ合金の微粉末を提供することが可能となることが確認された。