JPH0368702A - 銅粉の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 〈産業上の利用分野〉 本発明は、導電性、耐環性の優れた銅粉、特に導電塗料
用銅粉を製造するための銅粉の表面処理方法に関する。

〈従来技術〉 従来、銅粉は非常に酸化され易いため種々の表面処理技
術が検討、実施されてきた。

例えば、銅粉をカップリング剤で表面処理すること（特
開昭６０−３０２００号公報）、電解銅粉を有機チタネ
ートで被覆すること（特開昭５９−１７４６６１号公報
）、銅粉をカルボン酸処理すること（特開昭６０−２５
８２７３号公報）、銅粉の表面を半田メツキすること（
特開昭５７−１１３５０５号公報）、銅粉の表面に金萬
銀を置換析出させること（特開昭６０−２４３２７７号
公報）などが提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、これらの技術の中には酸化防１１・。

を目的としである程度の効果を達成することができるも
のもあるが、銅金属特有の性質である導電性や、耐環性
の点において実用レベルの信頼性が得られるものは存在
しなかった。

〔発明の概要〕

く要　旨〉 本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果
、特定な溶液で処理した後、特定な化合物で被覆した銅
粉が優れた導電性および耐環性を付与することができる
との知見を得て本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の銅粉の表面処理方法は、銅粉を金属
アルコキシド溶液で表面処理した後、金属アシレート化
合物で被覆することを特徴とするものである。

く効　果〉 金属アルコキシド溶液で表面処理した後、金属アシレー
ト化合物で被覆された銅粉は、それに樹脂バインダーを
混合して形成した塗膜が４電性および耐熱性、耐湿性、
樹脂バインダー中における銅粉の分散性などの耐環性が
著しく優れたものであることから導電性塗料として使用
することができる。

〔発明の詳細な説明〕

（Ｉ）銅粉 本発明の銅粉の表面処理方法に用いられる原料としての
銅粉は、電解法、化学還元法、アトマイズ法より得られ
る樹枝状、粒状、針状、球状の形状のもの、あるいは更
に、これらをボールミルなどにより機械的に加工したフ
レーク状のものなどで、これら平均粒径が光透過法で測
定して一般に５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の
ものが用いられる。

また、これら樹枝状銅粉、フレーク状銅粉、粒状銅粉、
針状銅粉、および球状銅粉はそれらの二種以上をミキサ
ーやミルなどの混合機を用いて混合して使用することも
できる。

前記銅粉の平均粒径が上記範囲を超えると塗装の均一性
が低下したり、塗膜にザラツキなどが牛じるので、上記
範囲内のものを用いることが好ましい。

さらに、これら銅粉は、予め、銀、ニッケル、亜鉛、白
金、パラジウムなどの金属、半［１１などの合金、アミ
ン類、アミノ酸、カルボン酸およびその誘導体などの有
機化合物で被覆したものであってもよい。

使用される銅粉は、必要に応じて、前処理として無機酸
、有機酸、各種還元剤などの試薬を用いたり、水素還元
することにより、銅粉表面からの酸化被覆を除去するこ
とができる。また、被覆されるべき銅粉を予め乾燥する
こともできる。

（ｎ）金属アルコキシドによる表面処理前記銅粉は、本
発明において金属アルコキシド溶液によって表面処理す
ることが重要である。

該金属アルコキシドとしては、一般式 ％式％） （ただし、ＭハＴ　ｉ　、　Ｚ　ｒ、Ａ　Ｉ、Ｐｂｓ　
Ｓ　ＬＳｎまたはＩｎを表わし、Ｒは炭素数１〜６のア
ルキル基を表わし、ｎは１〜４の整数を表わす。）を使
用することが好ましい。

これら金属アルコキシドの中でも、Ｔｉ、ＺｒまたはＡ
１の金属アルコキシドを用いることか特に好ましい。

具体的には、テトライソプロポキシチタニウム、テトラ
ｎ−ブトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジル
コニウム、トリイソプロポキシアルミニウムなどがある
。

この金属アルコキシドは、その一部が銅粉表面に均一に
効率良く被覆されるようにするために、溶液状態で用い
るのが普通である。溶媒は、水や有機系溶媒、例えばア
ルコール類、エステル類、エーテル類などであり、特別
に限定されるものではない。

上記金属アルコキシド化合物で前記銅粉を表面処理する
には、溶媒に溶解した金属アルコキシド化合物に銅粉を
添加し、その後に溶剤を蒸発させて除去する方法、ある
いは銅粉に対し必要量の金属アルコキシド化合物を添加
し、混合攪拌するｈ゛法などがある。

表面処理は一般に室温で行なわれる。

この金属アルコキシドは、銅粉重量に対して一般に０．
０００１〜１５重量％、好ましくは０．００１〜１０重
量％の範囲内の量で行なわれ、その一部が表面に被覆さ
れる。これは、０．００１重量％未満では、銅粉の耐環
性が徐々に低下し始めて、０．０００１重量％未満では
、その傾向が著しくなるからである。また１０ｆｆｉｆ
ｆｉ％を超えると、銅粉の導電性が徐々に低下し始めて
、１５重量％を超えると、その傾向が著しくなるからで
ある。

このような表面処理によって金属アルコキシドによる金
属酸化物の被膜が形成されて、耐環性、特に耐熱エージ
ング性の向上に作用する。

Ｃｍ）金属アシレート化合物による被覆上記金属アルコ
キシドによる表面処理の後に、金属アシレート化合物に
よる被覆が行なわれる。

このとき用いられる金属アシレート化合物は、Ｔｉもし
くはＺ「のアルコキシドを高級脂肪酸でアシレート化し
たものであることが好ましい。

このような金属アシレート化合物としては、例えばテト
ライソプロポキシチタネート、テトラｎ−ブトキシジル
コネートに対して、数倍モルの高級脂肪酸〜カプロン酸
、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リルイン
酸、リシノール酸及びその異性体などを反応させて得ら
れるものである。

上記金属アシレート化合物を前記銅粉に被覆するには、
溶媒に溶解した金属アシレート化合物に銅粉を添加し、
その後に溶剤を蒸発させて除去する方法、あるいは銅粉
に対し必要量の金属アシレート化合物を添加し、混合攪
拌する方法などがある。

被覆処理は一般に室温で行なわれる。

この金属アシレート化合物は、銅粉重量に対して０．０
００１〜１５重量％、好ましくは０．００１〜１０重量
％の範囲内で波頂される。

これは、０．００１重量％未満では、銅粉の耐環性が徐
々に低下し始めるとともに、樹脂バインダー中における
銅粉の分散性も徐々に低下し始めて、０．０００１重量
％未満ではその傾向が著しくなる。また、１０重量％を
超えると、銅粉の導電性が徐々に低下し始めて、１５重
量％を超えると、その傾向が著しくなる。

この金属アシレート化合物は、湿式、すなわち溶液中に
おいて処理されたり、乾式、すなわち非液中において処
理されたり、銅粉表面に対する被覆方法を特別に限定す
るものではない。

このようにして形成された金属アシレート化合物の被覆
は、耐環性、特に耐湿エージング性の向上と樹脂バイン
ダー中における分散性の向上に寄与して、結果的に導電
性を向上させることができる。

（ＴＶ）導電性塗料用銅粉 このようにして製造された導電性塗料用銅粉は、比較的
低価格の被覆材料で、銀被覆に匹敵する導電性および耐
環性を有している。

（Ｖ）用途／導電性塗料組成物 このような導電性塗料用銅粉に、樹脂バインダーと、溶
剤とを含有させることによって導電性塗料用組成物が得
られる。

該導電性塗料用組成物中に配合される導電性塗料用銅粉
の量は、溶剤分を除く組成物中で、一般に４０〜９５重
量％であり、好ましくは５０〜９０重量％である。これ
は、５０重量％未満では組成物中の銅粉含有率の低下に
伴い組成物の導電性が徐々に低下し始め、４０重量９６
未満では、その傾向が著しくなるからである。また、９
０重量％を超えると組成物中の銅粉含有率が過剰になり
、導電性および基材に対する密着性ｔどの物理的強度が
低下し始め、９５重量％を超えるとその傾向が著しくな
るからである。

前記樹脂バインダーとしては、一般に電子機器によく用
いられているプラスチックスに対して密着性良好なもの
である。具体的には、ＡＢＳ、ポリスチレン、ＰＰＯ、
ポリカーボネートなどの電子機器筐体用プラスチックス
では、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、エポ
キシ系樹脂などを挙げることができる。

また、この導電性塗料用組成物に配合される樹脂バイン
ダーの量としては、組成物の固形分に対して、一般に５
〜６０重量％であり、好ましくは、１０〜５０重量％で
ある。

前記溶剤としては、前記樹脂バインダーなどを溶解する
トルエン、ヘキサン、ベンゼン、メチルエチルケトン、
キシレン、メチルアルコール、エチルアルコール、プロ
ピルアルコール、ブチルアルコール、メチルイソブチル
ケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブなどの有機溶剤の１種または２種以上
の混合物を用いることが好ましい。

上記の成分以外に、目的に応じて種々の添加剤を含める
ことができる。その様なもの７として、還元剤、界面活
性剤、沈降防止剤、消泡剤、増粘剤、チクソトロピック
剤、防錆剤、難燃剤などがある。

（Ｖｌ）実験例 本発明を、以下の実験例によって具体的に説明する。

実験材料 実験例において用いた材料を以下に示す。

く銅　粉〉 樹枝状電解銅粉：三井金属鉱業（株）ＭＦ−Ｄ２の性状
は第１表に示すとおりである。

く金属アルコキシド〉 く金属アシレート化合物〉 第２表 第　　３ 表 〈比較サンプル〉 第４表 実施例１ 酸化被膜の除去された第１表の銅粉にχｌて、第２表の
金属アルコキシド（Ｎｏ、２−１〜２−７）を室温で銅
粉に対し必要量添加し、Ｖ型ミキサーで混合攪拌する方
法によって表面処理した後、第３表の金属アシレート化
合物（Ｎｏ、３−１〜３−１０）を室温で銅粉に対し必
要量添加し、■型ミキサーで混合攪拌する方法で被覆処
理を行ない、各々銅粉重量に対して０．　５．１．０．
３．　　Ｏ１５，０，１０，０重量％で被覆した。

これら被覆処理された銅粉をアクリル系樹脂（固型分＝
６０重量％）とトルエンを用いて導電性塗料を調整して
体積固有抵抗を測定した。

その結果、導電性塗料は体積固有抵抗がおよそ２×１０
〜４Ｘ１０’Ω・０であった。

４ また、この塗膜基板（アクリル板〜厚さ１，５ｍｍ、導
体サイズ２ＣＩＩＸ２ＣＩＩ）を８５℃の高温、６０℃
／９５％ＲＨの高湿度環境に２０００時間放置して塗膜
を観察した。

その結果、本発明の導電性塗料は、８５℃の高温、６０
℃／９５％ＲＨの湿度環境下における緑青の発生率は少
なくて１％、多くても７％程度で、はとんどが３〜４％
であった。また６０℃／９５％ＲＨの高湿における緑青
の発生率は０．７％で、はとんどが０％であった。

以上の結果より、本発明の銅粉の表面処理方法で被覆処
理された銅粉より調整された導電性塗料は、優れた導電
性および耐湿エージング特性をＨしていることがわかっ
た。

比較例１〜３ 第２表の金属アルコキシドの表面処理のみを（比較例１
）、また第３表の金属アシレート化合物による被覆のみ
を（比較例２）、更に、金属アルコキシドおよび金属ア
シレート化合物の処理を行なわず第４表の有機化合物を
銅粉重量に対して０．００１．０，０５．０．　１．１
，０．３．０．６．０．１０．　０ｆｆｉ量％の量で用
いて処理を（比較例３）行なった以外は実施例１と同様
にして行ない、導電性塗料を得た。

この導電性塗料を実施例１と同様に体積内６°抵抗を測
定した結果、比較ｆｌｌ　１は９Ｘ１０−’〜３×３ １０　Ω・国であり、比較例２は３〜５Ｘ１（１−４Ω
・備であり、比較例３は９Ｘ１０−４〜３×１０−３Ω
・国であった。

また、この導電性塗料より形成した塗膜を失施例１と同
様にして高湿度環境下での測定を行なった。

比較例１〜３による導電性塗料の塗膜基板は、８５℃の
高温における緑青の発生率は、３０〜１１５％であった
。また６０℃／９５％ＲＨの高湿における緑青の発生率
は２４〜８４％であった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．銅粉を金属アルコキシド溶液で表面処理した後、金
   属アシレート化合物で被覆することを特徴とする銅粉の
   表面処理方法。
2. ２．金属アルコキシドが、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｓｎま
   たはＩｎを表わし、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基を表
   わし、ｎは１〜４の整数を表わす。）で表わされるもの
   である請求項１に記載の銅粉の表面処理方法。
3. ３．金属アシレート化合物が、ＴｉもしくはＺｒのアル
   コキシドを高級脂肪酸でアシレート化して得られたもの
   である請求項１または２に記載の銅粉の表面処理方法。