(57)【要約】    【課題】  積層セラミック電子部品の内部電極材料に適した分散性の良好なニッケル粉末を安価かつ容易に得ることができるようにした。    【解決手段】  スラリー形成工程１では、塩基性炭酸ニッケル粉末を純水中に分散させてスラリー化し、次いで粉砕工程２では、スラリー状の塩基性炭酸ニッケルを媒体撹拌ミルを使用して粉砕し、その後還元処理工程３でヒドラジン系還元剤を使用して加熱還元し、ニッケル粉末を生成する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基性炭酸ニッケル粉末を純水中に分散させてスラリー化するスラリー形成工程と、前記スラリー化された塩基性炭酸ニッケル粉末を媒体撹拌ミルに投入して粉砕処理する粉砕工程と、前記粉砕処理した塩基性炭酸ニッケル粉末スラリーにヒドラジン系還元剤を添加して還元処理を施し、ニッケル粉末を生成する還元処理工程とを含むことを特徴とするニッケル粉末の製造方法。
【請求項２】
前記粉砕処理後の塩基性炭酸ニッケル粉末の粒度分布は、レーザー回折粒度分布測定による累積９０％径が２０〜４３μｍであることを特徴とする請求項１記載のニッケル粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニッケル粉末の製造方法、特に積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品用内部電極材料に使用されるニッケル粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品では、生産コストの低減化を図る観点から、内部電極材料としてパラジウムや銀などの貴金属材料に代えてニッケル粉末等の卑金属材料を使用することが増加している。
【０００３】
ところで、この種の内部電極材料には微細で分散性の良好なことが望まれるが、該内部電極材料に要求される分散性の程度は、積層セラミック電子部品の素子厚等によって異なる。例えば、セラミック層の一層当たりの厚みが１０〜２０μｍ程度の積層セラミックコンデンサでは、レーザー回折が粒度分布測定における累積９０％粒度（D９０径）を分散性の指標とした場合、使用するニッケル粉末の累積９０％径（以下、「Ｄ９０径」という）は、４．０〜６．５μｍ、好ましくは４．５〜６．０μｍ程度の狭い範囲であることが望まれる。これは、ニッケル粉末のＤ９０径が６．５μｍを超えると絶縁抵抗等の電気特性の劣化を生じるおそれがあり、また、ニッケル粉末のＤ９０径が４．０未満の場合は、焼成時にクラックやデラミネーション等が生じる場合があるためである。
【０００４】
そして、この種のニッケル粉末の製造方法としては、従来より、塩基性炭酸ニッケルを含む溶媒中にヒドラジン又はヒドラジン水和物を加えて還元する方法が知られている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１では、不純物元素濃度が５０ｐｐｍ以下で、しかも粒度分布が０．２〜１０μｍの塩基性炭酸ニッケルを使用することにより、分散性の良好なニッケル粉末を得ている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４３９２１号公報（段落番号（０００６））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、工業的に量産される塩基性炭酸ニッケルは、不純物元素濃度が５０ｐｐｍを超えたものが多く、また、粒径が１０μｍ以上の粒子を含有した塩基性炭酸ニッケルが広く流通している。
【０００８】
すなわち、特許文献１で使用しているような不純物元素濃度が５０ｐｐｍ以下の高純度を有し、しかも粒度分布が０．２〜１０μｍの範囲にあるような微細な塩基性炭酸ニッケルを低コストで得るのは困難である。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、積層セラミック電子部品の内部電極材料に適した分散性の良好なニッケル粉末を安価かつ容易に得ることができるニッケル粉末の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明者が鋭意研究を行ったところ、塩基性炭酸ニッケルを純水中に分散させたスラリーを媒体攪拌ミルで所定の粒度分布範囲になるまで粉砕処理し、その後還元処理を行うことにより、高純度で所定の粒度分布範囲を有する塩基性炭酸ニッケルを使用しなくとも、分散性の良好な所望のニッケル粉末を容易に製造することができるという知見を得た。
【００１１】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係るニッケル粉末の製造方法は、塩基性炭酸ニッケル粉末を純水中に分散させてスラリー化するスラリー形成工程と、前記スラリー化された塩基性炭酸ニッケル粉末を媒体撹拌ミルに投入して粉砕処理する粉砕工程と、前記粉砕処理した塩基性炭酸ニッケル粉末スラリーにヒドラジン系還元剤を添加して還元処理を施し、ニッケル粉末を生成する還元処理工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
また、一層当たりの厚みが１０〜２０μｍの積層セラミック電子部品用内部電極材料に適した良好な分散性を有するニッケル粉末を得るためには、（背景技術）の項でも述べたように、ニッケル粉末のＤ９０径が、４．０〜６．５μｍ、好ましくは４．５〜６．０μｍの範囲にある必要があるが、本発明者の更なる鋭意研究の結果、そのためにはスラリー化された塩基性炭酸ニッケル粉末のＤ９０径が２０〜４３μｍ、より好ましくは２６〜３８μｍの範囲とする必要のあることが判った。
【００１３】
すなわち、本発明のニッケル粉末の製造方法は、前記粉砕処理後の塩基性炭酸ニッケル粉末の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定による累積９０％径（Ｄ９０径）が２０〜４３μｍであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
上記製造方法によれば、スラリー状の塩基性炭酸ニッケルを媒体撹拌ミルで粉砕処理しているので、塩基性炭酸ニッケルの粒径が適度に微細化すると共に、表面状態にも微細な変化が生じて還元速度に変化が生じると推測され、その結果、不純物濃度や塩基性炭酸ニッケルの粒度分布に依存することもなく、分散性の優れたニッケル粉末を安価に製造することができる。
【００１５】
さらに、粉砕処理後の塩基性炭酸ニッケル粉末の粒度分布は、Ｄ９０径が２０〜４３μｍであるので、ニッケル粉末のＤ９０径も４．０〜６．５μｍと狭い範囲に制御することができ、一層当たりの厚みが１０〜２０μｍ程度の積層セラミック電子部品の内部電極材料に適した分散性の良好なニッケル粉末を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について詳説する。
【００１７】
図１は本発明に係るニッケル粉末の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図である。
【００１８】
まず、スラリー形成工程１では、塩基性炭酸ニッケル粉末を純水中に分散させてスラリー化する。
【００１９】
ここで、塩基性炭酸ニッケルは、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル等の水溶性ニッケル（II）塩水溶液に炭酸アルカリを作用させて得ることができ、一般式ｘＮｉＣＯ３・ｙＮｉ（ＯＨ）２・ｚＨ２Ｏで表される任意の組成のものを使用することができる。
【００２０】
また、この塩基性炭酸ニッケルは、不純物元素が５０ｐｐｍを超えて含有しているものや、１０μｍ以上の粒径を有する工業的に量産されている安価で入手容易なものを使用することができる。
【００２１】
次に、粉砕工程２では、スラリー形成工程１で得られたスラリー状の塩基性炭酸ニッケルを媒体攪拌ミルに投入し、粉砕処理する。
【００２２】
ここで、粉砕条件等は、粉砕後のスラリーのＤ９０径が２０〜４３μｍの範囲となるように調整するのが望ましい。
【００２３】
すなわち、粉砕後のスラリーのＤ９０径が上述の範囲外となると、分散性が悪化する。その結果、Ｄ９０径が２０μｍ未満になると、生成されるニッケル粉末のＤ９０径が４．０μｍ未満となって焼成時にクラックやデラミネーションが生じるおそれがあり、またＤ９０径が４３μｍを超えると、生成されるニッケル粉末のＤ９０径が６．５μｍを超えて絶縁抵抗等の電気特性が劣化することがある。
【００２４】
したがって、粉砕後のスラリーのＤ９０径が２０〜４３μｍの範囲となるように調整するのが望ましい。
【００２５】
また、媒体攪拌ミルは、スラリー状粉末を粉砕できるものであれば、特に限定されることはなく、アトライタ（三井鉱山社製）、ナノミル（浅田鉄工社製）、ビーズミル、ボールミル等を使用することができる。
【００２６】
次に、還元処理工程３に進み、粉砕処理したスラリー状の塩基性炭酸ニッケルを、撹拌機構を有する反応装置に移し、還元剤を添加して加熱し、還元処理を行ってニッケル粉末を生成する。
【００２７】
ここで、還元剤としては、リンやホウ素等の不純物を含まない高純度のニッケル粉末を得るべく、本実施の形態では、ヒドラジンやヒドラジン水和物等のヒドラジン系還元剤を使用している。
【００２８】
尚、還元剤は、ニッケル１モルに対し２．５〜７．５モルの範囲となるように添加する。
【００２９】
また、加熱条件は、３℃／分以上の昇温速度で９５℃以上まで加熱するのが好ましい。これは昇温速度が３℃／分未満になると、還元反応の進行が遅く、粒子同士のネッキングが多く発生して分散性が低下し、このためＤ９０径が４．０〜６．５μｍのニッケル粉末が得られなくなるおそれがあるためである。
【００３０】
このようにして得られたニッケル粉末は、塩基性炭酸ニッケルの粒径を適度に微細化させることができると共に、表面状態にも微細な変化が生じて還元速度に変化が生じると推測される。そしてその結果、不純物濃度や塩基性炭酸ニッケルの粒度分布に依存することもなく、一層当たりの厚みが１０〜２０μｍの積層セラミック電子部品用内部電極材料に適した良好な分散性を有するニッケル粉末を安価に製造することができる。すなわち、塩基性炭酸ニッケルが、適度に不純物を含み、かつ１０μｍ以上の粒子を含有していても、所望の良好な分散性を有するニッケル粉末を容易かつ安価に製造することができる。
【００３１】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはない。例えば、上述のようにして生成されたニッケル粉末は、固液分離、純水洗浄、乾燥処理を経て乾燥状態とすることができるが、斯かる乾燥状態のニッケル粉末に対し、ボールミル等の媒体式粉砕機やジェット粉砕機等の気流式粉砕機を用いて解砕処理を施すのも好ましい。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００３３】
（実施例１〜６）
まず、化学式２ＮｉＣＯ３・Ｎｉ（ＯＨ）２・２Ｈ２Ｏで表される塩基性炭酸ニッケルを用意した。
【００３４】
尚、この塩基性炭酸ニッケルをプラズマ発光分光法で測定したところ、不純物濃度は３４００ｐｐｍ（Ｎａ：３２００ｐｐｍ、Ｍｇ：１０ｐｐｍ、Ｃａ：８０ｐｐｍ、Ｓｉ：１００ｐｐｍ、Ｃｏ：１０ｐｐｍ）であった。また、この塩基性炭酸ニッケルの粒度分布をレーザー回折式粒度分布計で測定したところ、Ｄ９０径は４５．７μｍ（累積１０％径（Ｄ１０径）：１５．８μｍ、累積５０％径（Ｄ５０径）：２７．５μｍ）であった。
【００３５】
次に、６０モルの純水が収容された容器に塩基性炭酸ニッケル１モルを投入して撹拌し、これにより塩基性炭酸ニッケルを純水中に分散させ、該塩基性炭酸ニッケルをスラリー化した。
【００３６】
次いで、このスラリー化した塩基性炭酸ニッケルを、アトライタ（三井鉱山社製）に投入し、粉砕時間を適宜変更して実施例１〜実施例６のスラリー状塩基性炭酸ニッケルを作製した。そして、レーザー回折式粒度分布計を使用し、スラリー状塩基性炭酸ニッケルのＤ９０径を測定した。
【００３７】
次に、上記スラリー状塩基性炭酸ニッケルを反応槽に移し、４モルのヒドラジンを加えて撹拌しながら３℃／minの昇温速度で９５℃まで加熱し、還元反応を生じさせてニッケル粉末を生成した。
【００３８】
次に、生成したニッケル粉末を固液分離、純水洗浄を行った後、オーブンで乾燥処理を行い、乾燥状態のニッケル粉末を得た。
【００３９】
次に、乾燥後のニッケル粉末をボールミルで粉砕した後、衝突板方式のジェット粉砕機を用いて解砕し、これにより実施例１〜６のニッケル粉末を作製した。
【００４０】
（比較例１）
上記実施例と同一組成の塩基性炭酸ニッケルを用意し、上記実施例１〜６と同様の方法・手順で、上記塩基性炭酸ニッケルを純水中に分散させ、スラリー化した。
【００４１】
次いで、このスラリー状塩基性炭酸ニッケルに粉砕処理を行うことなく、反応槽に移し、上記実施例１〜６と同様の方法・手順でヒドラジンを還元剤とした還元処理を施し、ニッケル粉末を生成した。そしてその後、固液分離、純水洗浄、乾燥処理、粉砕・解砕処理を経て比較例１のニッケル粉末を作製した。
【００４２】
（比較例２）  
まず、化学式２ＮｉＣＯ３・Ｎｉ（ＯＨ）２・２Ｈ２Ｏで表される塩基性炭酸ニッケルを用意した。
【００４３】
尚、この塩基性炭酸ニッケルをプラズマ発光分光法で測定したところ、不純物濃度は７０ｐｐｍ以下（Ｎａ：３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１０ｐｐｍ以下、Ｃａ：１０ｐｐｍ以下、Ｓｉ：１０ｐｐｍ以下、Ｃｏ：１０ｐｐｍ以下）であった。また、この塩基性炭酸ニッケルの粒度分布をレーザー回折式粒度分布計で測定したところ、Ｄ９０径は８．６μｍ（Ｄ１０径：２．１μｍ、Ｄ５０径：５．２μｍ）であった。
【００４４】
そして、この塩基性炭酸ニッケルを出発原料とし、比較例１と同様の方法・手順で比較例２のニッケル粉末を作製した。
【００４５】
次に、このようにして得られた実施例１〜６及び比較例１、２のニッケル粉末に対し、レーザー回折式粒度分布計を使用してＤ９０径を測定した。
【００４６】
表１はスラリー状塩基性炭酸ニッケルの粉砕処理後のＤ９０径、及びニッケル粉末のＤ９０径を示している。
【表１】
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比較例１は、不純物濃度が３４００ｐｐｍと高く、表１から明らかなように、Ｄ９０径も４５．７μｍと粒径の大きな塩基性炭酸ニッケル粉末を使用し、しかも粉砕処理を行っていないため、還元生成されたニッケル粉末のＤ９０径も６．９μｍと大きく、内部電極材料に適した所望の良好な分散性を得ることができないことが分った。
【００４７】
また、比較例２は、塩基性炭酸ニッケルの不純物濃度は低いが、Ｄ９０径が８．６μｍと小さすぎるため、粉砕処理を行わなくともニッケル粉末のＤ９０径が２．５μｍと小さく、このためセラミック成形体を焼成する際にクラックやデラミネーションの発生することが分った。
【００４８】
これに対して実施例１〜６は、スラリー状塩基性炭酸ニッケルのＤ９０径が１９．６〜４２．９μｍとなるようにアトライタで粉砕処理を施しているので、生成されたニッケル粉末のＤ９０径も４．３〜６．５μｍとなり、分散性が良好で積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の内部電極材料に好適なニッケル粉末を得ることのできることが分った。
【００４９】
特に、実施例２〜５はスラリー状塩基性炭酸ニッケルのＤ９０径が２６〜３８μｍの範囲にあり、生成されるニッケル粉末のＤ９０径も４．５〜６．０μｍの範囲内となり、より分散性の良好なニッケル粉末の得られることが分った。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るニッケル粉末の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  スラリー形成工程
２  粉砕工程
３  還元処理工程
【図１】
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