(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ニッケル粉末を、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルから選ばれる１種類または２種類以上の非イオン性界面活性剤により表面処理する表面処理工程を備えることを特徴とする積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項２】
前記金属粉末は、金属塩化物ガスと還元性ガスとを接触させることにより生成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項３】
前記非イオン性界面活性剤は、ＨＬＢ価が３〜２０であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項４】
前記金属ニッケル粉末は、有機溶媒に分散されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項５】
前記金属ニッケル粉末は、平均粒径が０．０１〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項６】
前記金属ニッケル粉末は、ＢＥＴによる比表面積が１〜２０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項７】
前記金属ニッケル粉末は、粒子形状が球状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項８】
前記表面処理は、処理温度が０〜２００℃であり、処理時間が１分〜１００時間であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項９】
前記金属ニッケル粉末に吸着する界面活性剤量は、上記金属ニッケル粉末に対する重量比が１〜１０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項１０】
前記表面処理は、還元処理の後に行うことを特徴する請求項１〜９のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法。
【請求項１１】
前記還元処理は、処理温度が１００〜５００℃であり、処理時間が１〜６０分間であることを特徴とする請求項１０に記載の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属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、導電ペーストなどの電子材料、Ｔｉ材の接合材、さらには触媒等の各種用途に適した金属粉末に係り、特に導電ペースト、さらには、積層セラミックコンデンサの内部電極に用いられる焼結特性および分散性に優れた金属粉末に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、銀、パラジウム、白金、金等の貴金属粉末、あるいはニッケル、コバルト、鉄、モリブデン、タングステン等の卑金属粉末は、電子材料用として導電ペースト、特に積層セラミックコンデンサの内部電極用として用いられている。一般に積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック層と、内部電極として使用される金属層とが交互に重ねられ、誘電体セラミック層の両端に、内部電極の金属層に接続される外部電極が接続された構成となっている。ここで誘電体を構成する材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム等の誘電率の高い材料を主成分とするものが用いられている。一方、内部電極を構成する金属としては、前述した貴金属粉末あるいは卑金属粉末が用いられるが、最近はより安価な電子材料が要求されているため、後者の卑金属粉末を利用した積層セラミックコンデンサの開発が盛んに行われており、特にニッケル粉末が代表的である。
【０００３】
ところで、積層セラミックコンデンサは、一般に次のような方法で製造されている。すなわち、チタン酸バリウム等の誘電体粉末を有機バインダーと混合し懸濁させ、これをドクターブレード法によりシート状に成形して誘電体グリーンシートを作成する。一方、内部電極用の金属粉末を有機溶剤、可塑剤、有機バインダー等の有機化合物と混合して金属粉末ペーストを形成し、これを前記グリーンシート上にスクリーン印刷法で印刷する。次いで、乾燥、積層および圧着し、加熱処理にて有機成分を除去してから、１３００℃前後またはそれ以上の温度で焼成し、この後、誘電体セラミック層の両端に外部電極を焼き付けて積層セラミックコンデンサを得る。
【０００４】
上記のような積層セラミックコンデンサの製造方法にあっては、金属ペーストから有機成分を蒸発させて除去する工程や、その後の焼結工程の際に、金属粉末が膨張・収縮することによって体積変化が生じる。一方、誘電体自身にも焼結によって同様に体積変化が生じる。すなわち、誘電体と金属粉末という異なった物質を同時に焼結するため、焼結過程でのそれぞれの物質の膨張・収縮の体積変化に起因して焼結挙動に違いが生じることは避けられず、その結果、クラックまたは剥離等のいわゆるデラミネーションと言われる層状構造の破壊が起きるという問題を抱えていた。
【０００５】
具体的には、例えばチタン酸バリウムを主成分とする誘電体は１０００℃以上、通常１２００〜１３００℃で焼結が始まるが、内部電極に用いられる金属粉末の焼結はそれよりも低い温度、例えばニッケル粉末の場合であれば通常４００〜５００℃で焼結が始まるので、急激な収縮による体積変化が起こって内部電極と誘電体シート間に歪みが生じる。このような焼結開始温度の違いが内部電極と誘電体の焼結挙動の違いとなってデラミネーションを招く一つの大きな原因となっている。また、このように低温で急激に焼結が始まると、最終的な焼結時点での体積変化率も大きくなり、その結果デラミネーションが生じやすい。したがって、内部電極に用いる金属粉末は、その焼結開始温度ができるだけ高く、かつ急激な焼結が起こらないことが望ましい。
【０００６】
上記のようなデラミネーションの問題を解決する手段として、従来より、種々の方法が提案されている。例えば、特定の粒径をもつ球状パラジウム粉末を大気中で１００〜２００℃で２４時間以上加熱し、その後、このパラジウム粉末を用いてペーストを作成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、パラジウム粉末をアルカリ等の酸易溶性塩と有機溶媒で混練した後、有機溶媒を揮発除去し、得られたパラジウム粉末と酸易溶性化合物との混合物を３００℃以上で加熱処理し、次いで放冷した後、酸で前記化合物を溶解することにより、パラジウム粉末を得る方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
上記の従来方法は、焼結挙動を改善する目的としてはそれなりの効果をあげているものの、いずれも処理操作が煩雑であり、エネルギーコストのかかる方法であるにも拘らずデラミネーションを効果的に防止する方法としては十分ではなかった。一方、コンデンサーの小型化、大容量化に伴い、内部電極の薄層化・低抵抗化等の要求から、内部電極として使用する金属粉末は、粒径１μｍ以下は勿論のこと、粒径０．５μｍ以下の超微粉が要望されている。このような超微粒子の金属粉末を有機溶媒等と混合すると、分散性が悪化して金属粉末どうしが凝集し、粗粉が増加することにより内部電極の薄層化が困難となり、さらに、電極表面に凹凸が生じることによりショートの原因となったり、また、結果としてデラミネーションの原因となったりしていた。このように金属粉末の導電ペーストを形成する際の金属粉末の有機溶媒等に対する分散性については、なお改善の余地が残されている。
【０００８】
さらに、前述したように、近年安価な電子材料が求められていることから、ニッケルを代表とする卑金属粉末を内部電極とした積層セラミックコンデンサが開発されているが、その場合においてデラミネーションの防止が図られる導電ペースト用に適した金属粉末は、未だ開発されていないのが現状である。
【特許文献１】
特開平８−１５７９０３号公報
【特許文献２】
特開平８−１７６６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明は、積層セラミックコンデンサの製造工程において優れた焼結挙動を示し、さらに導電ペーストを形成した際には優れた分散性を示し、結果としてデラミネーションの防止が図られるニッケル等の安価な卑金属をはじめとした金属粉末を提供することを目的としている。より具体的には、焼結開始温度が、従来の金属粉末に比べて高く、かつ積層セラミックコンデンサを製造する際に用いる誘電体の焼結開始温度に近いことにより、デラミネーションが生じない金属粉末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、金属粉末の表面に界面活性剤による処理を施すことにより、その目的が達成される金属粉末を得ることができるという知見を得、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の積層セラミックコンデンサの内部電極用金属ニッケル粉末の製造方法金属ニッケル粉末を、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルから選ばれる１種類または２種類以上の非イオン性界面活性剤により表面処理する表面処理工程を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明の金属粉末の粒子性状については、導電ペースト用等として支障のない限り特に制限はないが、近年の電子製品の軽量小型化に伴い、その部品である積層セラミックコンデンサも小型化が要求されるので、その内部電極に使用される金属粉末の粒径もより小さいものが要求される。したがって、本発明の金属粉末の平均粒径は、通常１μｍ以下、好ましくは０．０１〜１μｍ、さらには０．０５〜０．５μｍの範囲の微粒子がより好ましく用いられる。また、金属粉末のＢＥＴによる比表面積は１〜２０ｍ２／ｇ のものが好ましい。さらに、本発明の金属粉末の粒子形状は、焼結特性または分散性を向上させるために球状であることが望ましい。
【００１２】
本発明の金属粉末は気相法や液相法など公知の方法により製造することができるが、特に金属塩化物ガスと還元性ガスとを接触させることにより金属粉末を生成させる気相還元法が生成する金属粉末の粒子径を容易に制御することができ、さらに球状の粒子を効率よく製造することができるという点において好ましい方法である。この気相還元法においては、気化させた金属塩化物のガスと水素等の還元性ガスとを反応させるが、固体の金属塩化物を加熱し蒸発させて金属塩化物ガスを生成させてもよい。しかしながら、金属塩化物の酸化防止またはエネルギー効率を考慮すると、最終的に得ようとする金属に塩素ガスを接触させて金属塩化物ガスを連続的に発生させ、この金属塩化物ガスを還元工程に直接供給し、還元性ガスと接触させ金属塩化物粉末を連続的に還元し製造する方法が有利である。
【００１３】
気相還元反応による金属粉末の製造過程では、金属塩化物ガスと還元性ガスとが接触した瞬間に金属原子が生成し、金属原子どうしが衝突・凝集することによって超微粒子が生成し、成長してゆく。そして、還元工程での金属塩化物ガスの分圧や温度等の条件によって、生成される金属粉末の粒径が決まる。上記のような金属粉末の製造方法によれば、塩素ガスの供給量に応じた量の金属塩化物ガスが発生するから、塩素ガスの供給量を制御することで還元工程へ供給する金属塩化物ガスの量を制御することができる。さらに、金属塩化物ガスは、塩素ガスと金属との反応で発生するから、固体金属塩化物の加熱蒸発により金属塩化物ガスを発生させる方法と異なり、キャリアガスの使用を少なくすることができるばかりでなく、製造条件によっては使用しないことも可能である。よって、キャリアガスの使用量低減とそれに伴う加熱エネルギーの低減により、製造コストの低減が図られる。
【００１４】
また、塩化工程で発生した金属塩化物ガスに不活性ガスを混合することにより、還元工程における金属塩化物ガスの分圧を制御することができる。このように、塩素ガスの供給量もしくは還元工程に供給する金属塩化物ガスの分圧を制御することにより、金属粉末の粒径を制御することができ、よって金属粉末の粒径を安定させることができるとともに、粒径を任意に設定することができる。
【００１５】
上記のような気相還元法による金属粉末の製造条件は、金属の種類により異なるので一概には特定することはできないが、例えばニッケル粉末を得ようとする場合であれば、出発原料である金属ニッケルの粒径は約５〜２０ｍｍの粒状、塊状、板状等が好ましく、また、その純度は慨して９９．５％以上が好ましい。この金属ニッケルを、まず塩素ガスと反応させて塩化ニッケルガスを生成させるが、その際の温度は、反応を十分進めるために８００℃以上とし、かつニッケルの融点である１４５３℃以下とする。反応速度と塩化炉の耐久性を考慮すると、実用的には９００℃〜１１００℃の範囲が好ましい。次いで、この塩化ニッケルガスを還元工程に直接供給し、水素ガス等の還元性ガスと接触反応させるが、窒素やアルゴン等の不活性ガスを、塩化ニッケルガスに対し１〜３０モル％混合し、この混合ガスを還元工程に導入してもよい。還元反応の温度は反応完結に十分な温度以上であればよいが、固体状のニッケル粉末を生成する方が、取扱いが容易であるので、ニッケルの融点以下が好ましく、経済性を考慮すると９００℃〜１１００℃が実用的である。
【００１６】
このように還元反応を行いニッケル粉末を生成させたら、次は生成ニッケル粉末を冷却する。冷却の際、生成したニッケルの一次粒子どうしの凝集による二次粒子の生成を防止して所望の粒径のニッケル粉末を得るために、窒素ガス等の不活性ガスを吹き込むことにより還元反応を終えた１０００℃付近のガス流を４００〜８００℃程度まで急速冷却させることが望ましい。その後、生成したニッケル粉末を、例えばバグフィルター、水中捕集分離手段、油中捕集分離手段および磁気分離手段の１種または２種以上の組み合わせることにより分離、回収する。
【００１７】
本発明は、上記のような方法で生成した金属粉末を界面活性剤により表面処理した金属粉末であるが、界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤および反応性界面活性剤から選ばれる１種または２種以上を使用することができる。
【００１８】
具体的には、カチオン性界面活性剤としては、脂肪族の１〜３級アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられる。また、アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸石けん、Ｎ−アシルアミノ酸またはその塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、スルホコハク酸アルキル二塩、アルキルスルホ酢酸塩等のスルホン酸塩、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート等の硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンフェニルエーテルリン酸塩、アルキルリン酸塩等のリン酸エステル塩等が挙げられる。
【００１９】
また、両イオン性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イニダジリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイド等が挙げられる。また、非イオン性界面活性剤としては、アルキル基の炭素数が１〜１８のポリオキシエチレンモノまたはジアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体等のエーテル型、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩等のエーテルエステル類、ポリエチレングルコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等のエステル型、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の含窒素型等が挙げられる。
【００２０】
また、フッ素系界面活性剤としては、フルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸、Ｎ−パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム等が挙げられる。また、反応性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアリルグリシジルノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロペニルフェニルエーテル等が挙げられる。
【００２１】
上記の界面活性剤は、単独での使用の他、２種以上の組み合わせで使用することもできる。これらの中でも特に、ＨＬＢ(親水親油バランス)価が通常３〜２０である非イオン性界面活性剤が好ましく用いられ、処理方法によって異なるが、使用する溶媒に十分溶解するような非イオン界面活性剤を選択することが望ましい。例えば、水溶液中またはアルコール類、エーテル類、アセトン等の極性有機溶媒中で処理する場合は、ＨＬＢ価が１０〜２０の親水性の非イオン界面活性剤が好ましく用いられる。また、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素などの有機溶媒中で処理する場合には、ＨＬＢ価が３〜１５のやや親油性の非イオン界面活性剤が好ましく用いられる。
【００２２】
具体的には、ノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリンモノステアレート等のポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステルから選ばれる１種または２種以上が特に好ましく用いられる。
【００２３】
上記の界面活性剤は、積層セラミックコンデンサを製造した際、その特性に悪影響を与えないものであればどれでもよく、特に制限はない。しかしながら、積層セラミックコンデンサを製造する際、金属粉末と有機溶媒等を混合させ、その後加熱処理を行い有機成分を除去するが、この際、金属粉末表面に形成している界面活性剤の被膜も同時に除去されるような界面活性剤を用いることが好ましい。したがって、不純物となる金属成分を含まない界面活性剤が好ましく、特に非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。また、この非イオン性界面活性剤は、表面処理の方法により異なるが、水溶性あるいは非水溶性でアルコール、エーテルまた炭化水素溶媒に可溶のものが使用される。
【００２４】
本発明の金属粉末は、上記のような界面活性剤により表面処理を行うが、その表面処理の方法は湿式または乾式方法が採用される。しかしながら、処理の効率を考慮すると湿式による処理が好ましい。湿式による方法は、上記界面活性剤を水あるいは有機溶媒に溶解させ、これに金属粉末を懸濁させて表面処理を行う。この際、界面活性剤の溶媒中の濃度は、通常０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜１重量％、特に好ましくは０．０１〜０．５重量％である。前記有機溶媒は、常温で液体のものであり、例えばアルコール類、エーテル類、アセトン、炭素数５〜１８の脂肪族炭化水素、灯油、軽油、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シリコンオイル等が用いられる。
【００２５】
表面処理の際の温度については特に制限はないが、０〜２００℃、好ましくは２０〜１００℃である。また、処理時間は、通常１分〜１００時間、好ましくは１分〜１０時間である。前述した気相還元法による金属粉末の製造方法では、水中捕集分離手段あるいは油中捕集分離手段によって生成した金属粉末を分離、回収するが、この際に水中あるいは油中に上記界面活性剤を添加しておき、この工程で表面処理を行うことも有効である。この油中捕集分離において使用される溶媒は、常温で液体のものであり、例えばアルコール類、エーテル類、アセトン、炭素数５〜１８の脂肪族炭化水素、灯油、軽油、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シリコンオイル等が用いられる。
【００２６】
一方、乾式方法による表面処理は、金属粉末と界面活性剤を溶媒の不存在下に接触させるものであるが、例えばボールミル、振動ミル、ピンミル、タワーミル、ターボミル、ペイントシェーカー等を用いて金属粉末と界面活性剤とを共粉砕する方法、または界面活性剤を蒸気にして金属粉末と接触する方法を採用することができる。
【００２７】
金属粉末を表面処理する際の界面活性剤の量比については特に制限はないが、金属粉末の粒子表面に界面活性剤の単一被膜が形成され得る程度の量で表面処理を行う。通常、金属粉末１ｋｇ当たりに使用する界面活性剤は、０．０００１〜１０ｇ、好ましくは０．００１〜１ｇ、特に好ましくは０．０１〜０．５ｇである。また、界面活性剤により表面処理を行う際、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体に代表されるフェノール系あるいはアミン系等の金属不活性剤、または公知の酸化防止剤を添加することもでき、金属粉末粒子の凝集防止や防錆に効果的である。さらに、金属粉末を界面活性剤により処理した後、金属粉末に吸着する界面活性剤の量は、金属粉末当り１〜１０００ｐｐｍ、好ましくは１〜５００ｐｐｍ、より好ましくは１〜１００ｐｐｍである。
【００２８】
また、本発明では、界面活性剤で表面処理する前に、金属粉末に還元処理を施した後、上述したような界面活性剤で処理することによって、より一層焼結特性の優れた金属粉末を提供することができる。前記の還元処理は、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で、金属粉末を加熱することにより行われる。その際の処理温度は、通常１００〜５００℃、好ましくは１００〜３００℃、処理時間は、通常１分以上、好ましくは１〜６０分である。また、気相還元反応によって金属粉末を製造する方法においては、還元工程で金属粉末が生成した後、還元炉内に過剰の水素ガスを供給し、生成した金属粉末を還元処理してもよく、生成した金属粉末を冷却する際に水素ガスを導入し冷却するとともに還元処理することも可能である。このように還元処理することで金属粒子表面に付着している塩化物等の不純物成分または水酸化物や酸化物を除去した後、界面活性剤で表面処理することによって、金属粒子の表面により一層有効な界面活性剤の被膜が形成され、極めて優れた焼結特性を有する金属粉末となる。
【００２９】
このように界面活性剤で表面処理された金属粉末のうちで溶媒中で処理したものについては、その溶媒を除去するため必要に応じて乾燥する。または、有機溶媒中において界面活性剤で表面処理した金属粉末については、乾燥せず、有機溶媒に分散させたまま、導電ペースト用に使用することも、本発明において好ましい態様である。有機溶媒に分散させる際、有機溶媒の量は特に制限はないが、導電ペーストを形成する際の操作性を考慮すると、金属粉末１に対して０．１〜１０、好ましくは０．５〜５である。即ち、有機溶媒への分散とは、過剰の有機溶媒中へ金属粉末を懸濁させることのみならず、懸濁状態ではなく、金属粉末中に有機溶媒が上記範囲で含有している見かけ上粉末状態あるいは少し湿った粘土状の状態を含む。金属粉末の導電ペーストを形成する際、金属粉末を有機溶媒、可塑剤、有機バインダー、無機バインダー等に分散、混練させる。この際、従来の金属粉末は、分散性が悪いため、金属粒子が凝集してしまい、例えば積層セラミックコンデンサの電極に使用した場合、平滑な層が形成できずショート等の原因となったり、結果として薄層化できない原因となっていた。本発明の金属粉末は分散性に優れているので、乾燥状態においてもこのような凝集はあまり起きないが、このように乾燥せず、有機溶媒中に分散させたまま使用することによって、より一層導電ペーストを形成する際の有機溶媒等への分散性および混練性が向上する。
【発明の効果】
【００３０】
上記のようにして得られた本発明の金属粉末は、例えば導電ペースト、特に積層セラミックコンデンサに使用した場合、その製造工程において優れた焼結挙動を示し、さらに導電ペーストを形成した際には優れた分散性を示し、その結果、デラミネーションを防止することができる。具体的には、焼結開始温度が、従来の金属粉末に比べて高く、かつ積層セラミックコンデンサを製造する際に用いる誘電体の焼結開始温度に近く、このため、デラミネーションが発生しにくい金属粉末となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の具体例としてニッケル粉末を製造する実施例を、図面を参照しながら説明することにより、本発明の効果をより明らかにする。
【００３２】
−ニッケル粉末の製造−
まず初めに、図１に示す金属粉末の製造装置によりニッケル粉末を製造する工程を説明する。
塩化工程として、出発原料である平均粒径５ｍｍのニッケル粉末Ｍ１５ｋｇを、塩化炉１の上端に設けられた原料充填管１１から塩化炉１内に充填するとともに、加熱手段１０により炉内雰囲気温度を１１００℃とした。次いで、塩素ガス供給管１４から塩素ガスを４Ｎｌ／ｍｉｎの流量で塩化炉１内に供給し、金属ニッケルを塩化して塩化ニッケルガスを発生させた。この塩化ニッケルガスに、塩化炉１の下側部に設けられた不活性ガス供給管１５から塩素ガス供給量の１０％（モル比）の窒素ガスを塩化炉１内に供給して混合した。なお、塩化炉１の底部に網１６を設け、この網１６の上に原料のニッケル粉末Ｍが堆積するようにするとよい。
【００３３】
次いで、還元工程として、塩化ニッケル−窒素混合ガスを、加熱手段２０により１０００℃の炉内雰囲気温度とされた還元炉２内に、ノズル１７から流速２．３ｍ／秒（１０００℃換算）で導入した。同時に還元炉２の頂部に設けられた還元性ガス供給管２１から水素ガスを流速７Ｎｌ／ｍｉｎで還元炉２内に供給し、塩化ニッケルガスを還元した。塩化ニッケルガスと水素ガスによる還元反応が進行する際、ノズル１７先端部からは、ＬＰＧ等の気体燃料の燃焼炎に似た下方に延びる輝炎Ｆが形成される。
【００３４】
上記還元工程後、冷却工程として、還元反応により生成されたニッケル粉末Ｐに、還元炉２の下側部に設けられた冷却ガス供給管２２から供給した窒素ガスを接触させニッケル粉末Ｐを冷却した。次いで、回収工程として、窒素ガス−塩酸蒸気−ニッケル粉末Ｐからなる混合ガスを回収管２３からオイルスクラバーに導き、ニッケル粉末Ｐを分離回収した。次いで、回収したニッケル粉末Ｐをキシレンで洗浄後、乾燥してニッケル粉末を得た。
【００３５】
−界面活性剤による表面処理−
［実施例１］
ビーカーに０．５重量％のノニルフェノールエーテル水溶液１００ｃｃを入れ、この水溶液中に上記製造方法で得たニッケル粉末１０ｇを加え懸濁させた。次いで、この懸濁液を室温で３分間攪拌し、さらに、この懸濁液の入ったビーカーを超音波振動浴に入れて１分間処理した。その後、濾過により固体分を分離し、５０℃にて真空乾燥して実施例１のニッケル粉末を得た。
【００３６】
［実施例２］
ノニルフェノールエーテルの代わりにポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートを使用した以外は実施例１と同様にして、実施例２のニッケル粉末を得た。
【００３７】
［実施例３］
０．５重量％のノニルフェノールエーテル水溶液の代わりに０．０５重量％のポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートのアセトン溶液を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例３のニッケル粉末を得た。
【００３８】
［実施例４］
０．５重量％のノニルフェノールエーテル水溶液の代わりに０．３重量％のグリセリンモノオレイルエーテルのヘプタン溶液を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例４のニッケル粉末を得た。
【００３９】
［実施例５］
三口フラスコに上記製造方法で得たニッケル粉末１０ｇを加え、水素ガスを供給した後、系内を２００℃に昇温し５分間還元処理を行った。その後、０．５重量％のポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートのヘプタン溶液１００ｃｃを加え懸濁させた。次いで、この懸濁液を室温で３分間攪拌し、さらに、この懸濁液の入ったビーカーを超音波振動浴に入れて１分間処理した。その後、濾過により固体分を分離し、５０℃にて真空乾燥して実施例５のニッケル粉末を得た。
【００４０】
［比較例］
上記製造方法で得たニッケル粉末に対して界面活性剤による処理を行わなかったもの、すなわち回収した状態のままのニッケル粉末を、比較例のニッケル粉末とした。
【００４１】
−測定−
上記各実施例および比較例のニッケル粉末につき、以下の測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４２】
（１）焼結開始温度
金属粉末１ｇ、しょうのう３重量％およびアセトン３重量％を混合し、この混合物を、内径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱状の金型に充填した。次いで、面圧３トンの荷重を混合物にかけ、試験ピースを作成した。この試験ピースを、熱膨張収縮挙動(diratometry)測定装置（ＴＤ-５０００Ｓ：マックサイエンス社製）を用い、窒素雰囲気下、昇温速度５℃／分の条件で、焼結開始温度の測定を行った。
【００４３】
（２）平均粒径
電子顕微鏡により金属箔の写真を撮影し、その写真から金属粉末２００個の粒径を測定してその平均を算出した。
【００４４】
（３）溶媒中に分散させたときの粒度分布
レーザー光散乱回折法粒度測定機（Coulter ＬＳ２３０：コールター社製）を用い、適量の金属粉末をα−テルピネオールに懸濁させてから超音波をかけて３分間分散させ、サンプル屈折率１．８にて金属粉末の粒度を測定し、体積統計値の粒度分布を求めた。なお、表１の粒度分布において、Ｄ９０、Ｄ７５、Ｄ５０、Ｄ２５、Ｄ１０は、それぞれ積算粒度で９０％、７５％、５０％、２５％、１０％のところの粒度を示している。
【００４５】
【表１】
0003869209.tif 000002
【００４６】
表１から明らかなように、焼結開始温度は、実施例の金属粉末が比較例の金属粉末よりも極めて高く、また、平均粒径に大きな差はないものの、溶媒中に分散させたときの粒度分布を見ると、実施例の金属粉末が比較例の金属粉末よりも狭かった。したがって、実施例の金属粉末は、積層セラミックコンデンサの製造工程において優れた焼結挙動を示し、かつ導電ペーストを形成した際には優れた分散性を示し、その結果、デラミネーションの防止が図られることが推定される。
【００４７】
以上説明したように、本発明の金属粉末によれば、焼結開始温度が従来の金属粉末に比べて高く、かつ積層セラミックコンデンサを製造する際に用いる誘電体の焼結開始温度に近いことにより、積層セラミックコンデンサの製造工程において優れた焼結挙動を示し、さらに、導電ペーストを形成した際には優れた分散性を示すことから、デラミネーションの防止が図られるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
図１は、本発明の実施例で用いた金属粉末の製造装置の構成を示す縦断面図である。
【図１】
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