金屬薄片的製造方法
2023-10-07 01:48:54
專利名稱：金屬薄片的製造方法
技術領域：
本發明涉及金屬薄片(metal flake)的製造方法，更詳細地，涉及使用含有有機金屬化合物的塗料墨水來製造金屬薄片的方法。
背景技術：
在金屬中，特別是銀(Ag)作為貴金屬，以其優秀的導電性能及抗菌性等特性，一直應用於裝飾、鑄幣、餐具、家電、電氣、電子製品、照明、複印機、顯示器電極、電磁波屏蔽、 抗菌等多種領域。特別是最近，儘管電氣及電子設備產品越來越多樣化並且複雜化，在市場中仍要求其既具有高的可靠性，還要求其具有高品質低價格。現在，在電氣及電子製品中主要使用的如銀或銅、鎳、鋁等金屬顆粒(powder)大部分呈球狀(sphere)或片狀(flake)的形態，根據用途來選擇使用。一般金屬顆粒的製造方法採用霧化法(atomization)、電化學法(electrochemical method)或化學還原法 (chemical reduction)來製造，所製得的金屬顆粒的形態主要是球狀(sphere)，通常使用球磨機(ball mill)將所製得的球狀形態的顆粒使用製造為薄片形態的金屬顆粒(美國專利第4，482，374號，第4，859，241號，美國公開專利第2006-0207385號，日本公開專利第 2007-84860號及日本公開專利第2007-2M845號)，或者通過真空噴鍍(美國公開專利第 2006-0117988號及日本公開專利第2005-281819號)來製造金屬。這些金屬薄片顆粒能夠廣泛應用於對導電率具有高要求的電磁波屏蔽，或用於電極的導電性膠、導電性粘合劑，或對光澤和顏色有特殊要求的塗料、墨水以及化妝品的著色染料等。另一方面，目前普遍採用的通過球磨機將球形的金屬顆粒製造為金屬薄片的方法，使用雖然具有較容易地進行大量生產的優點，但為了製造厚度及大小均一的金屬薄片而需要相應的球形顆粒製造技術，並且在製造各種厚度的金屬薄片或表面光澤優良的金屬薄片的情況下存在局限性。並且，至今普遍採用可對金屬進行塗鍍的鍍金法、濺射法、等離子噴鍍法、化學氣象噴鍍法、原子層沉積法(ALD，atomic layerdeposition)以及電鍍塗布法來製造金屬薄片。但是使用這些方法製造金屬薄片時，雖然具備可以調節厚度並具有光澤性的優點，但是其工藝複雜使得製造費用相對昂貴，在大量生產方時存在問題。按照本發明的方法製造金屬薄片時，很容易調節厚度及大小，不僅能夠製造出導電性或光澤性等顆粒特性優良的金屬薄片，而且還有利於環境、具有經濟效益，並具備能夠大量生產的特點。
發明內容
(一)要解決的技術問題根據如上所述的現有技術的金屬薄片的製造工藝，由於該製造工藝複雜，從而存在製造費用高、顆粒特性低下等各種問題，與此相反，本發明的目的在於提供一種金屬薄片的製造方法，很容易地調節金屬薄片的厚度及大小，不僅使金屬薄片具有優良的導電性及光澤性等顆粒特性，並且利於環境，具有經濟性，能夠大量生產。並且，本發明的發明人根據塗布方法、基材種類及用於塗布的金屬墨水組合物的濃度來實現金屬薄片的不同厚度以及光或電氣的特性，來進行開發，進而完成了本發明。(二)技術方案本發明涉及一種金屬薄片的製造方法。更詳細地，涉及一種使用含有有機金屬化合物的塗料墨水來製造金屬薄片的方法。下面對本發明進一步詳細說明。為實現上述目的，本發明金屬薄片的製造方法的特徵包括a)將含有有機金屬化合物的塗料墨水塗布於基材上的步驟；b)將上述步驟a)中的塗布於基材上的墨水燒結成型的步驟；c)將上述步驟b)形成的金屬薄膜從基材上分離的步驟；d)將由步驟C)中分離的金屬薄片進行粉碎的步驟。並且，本發明在上述步驟d)中還進一步包括將粉碎的金屬薄片進行精製的步驟。a)將含有有機金屬化合物的塗料墨水塗布於基材上的步驟；本發明中的含有有機金屬化合物的塗料墨水容易製造具有厚度及大小均一的金屬薄片，並且還使用了在後述的具有低的燒結溫度，並且含有特殊的構造的金屬絡合化合物的金屬墨水。對於製備含有所述金屬絡合化合物的金屬墨水，本發明人曾在韓國申請了專利號為2005-34371的專利，即通過將金屬化合物與選自氫基甲酸銨系化合物、碳酸銨系化合物或碳酸氫銨系化合物中的一種或兩種以上的混合物進行反應製得金屬[氫基甲酸銨系化合物，碳酸銨系化合物或碳酸氫銨系化合物]絡合物。本發明中也採用了相同的製備方法。上述專利申請是提供一種製備金屬墨水組合物的方法，該方法能夠製得在低溫下燒結也可以形成具備高電導率並且能夠形成均一緻密的薄膜微細花樣的金屬墨水組合物， 本申請發明人由此研究出了簡單的工藝方法來製造具有均一厚度的金屬薄片。含有上述金屬絡合化合物的金屬墨水含有將一種以上的由下述化學式1所示的金屬或金屬化合物與一種以上的由化學式2，化學式3或化學式4所示的銨化合物進行反應得到的金屬絡合化合物。[化學式1]MnX(上述M為金屬或金屬合金，η為1 10的整數，X可無或從氫、氨基、氧、磺基、 滷素、氰基、氰酸根、碳酸根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、硫氫酸根、氯酸根、高氯酸根、四硼酸根、乙醯丙酮基、琉基、醯胺基、醇基、羧酸基及它們的衍生物中選擇的一種以上的取代基構成;)[化學式2]
權利要求
1.一種金屬薄片的製造方法，其特徵在於，包括a)將含有有機金屬化合物的塗料墨水塗布於基材上的步驟；b)將上述步驟a)中的塗布於基材上的墨水燒結成型的步驟；c)將上述步驟b)形成的金屬薄膜從基材上分離的步驟；d)將由步驟c)中分離的金屬薄片進行粉碎的步驟。
2.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述d)步驟中還包括將粉碎的金屬薄片進行精製的步驟。
3.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述塗料墨水包括由下列化學式1所示的一種以上的金屬或金屬化合物與由化學式2、化學式3或化學式4表示的一種以上的銨化合物進行反應得到的金屬絡合化合物；
4.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述塗料墨水還從所述金屬絡合化合物、金屬或非金屬化合物或至少一種以上的上述混合物、溶劑、穩定劑、分散劑、 樹脂粘合劑、脫模劑、還原劑、表面活性劑、潤溼劑、觸變劑(thixotropic agent)或矯正 (levelling)劑中選擇一種以上進行加入。
5.如權利要求4所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述溶劑選自水、乙醇、二醇、醋酸酯、醚、酮、脂肪烴、芳香烴或滷化烴溶劑。
6.如權利要求4所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述溶劑選自甲醇、乙醇、 異丙醇、1-甲氧基-丙醇、丁醇、乙基己醇、松油醇、乙二醇、甘油、乙酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙醚、四氫呋喃、二氧六環、甲乙酮、丙酮、二甲基甲醯胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸、己烷、庚烷、 十二烷、石蠟油、礦物精、苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳及乙腈。
7.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述基材為塑料類、樹脂類，橡膠材料、陶瓷材料，金屬、合金材料、非金屬或金屬鹽化合物、紙類，還有將這些材料複合而成的各種複合材料(composite)。
8.如權利要求7所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述塑料類可以使用聚醯亞胺(PI)、聚乙二醇對苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯醚碸(PES)、尼龍(Nylon)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酚酯(PAR)；樹脂類可以使用丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、氟樹脂、環氧有機矽酮樹脂(智5 !吾c^I-aI )、乙烯樹脂；橡膠材料可以使用丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、SBR、EPR、SIS橡膠；陶瓷材料可以使用玻璃、二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、塞裡阿聚酯纖維、粘土(Clay)、石頭(stone)、滑石粉(talc)、雲母(mica)；金屬或合金材料可以使用鋁、銅、鎳、鐵、鉛、不鏽鋼、黃銅；非金屬或金屬鹽化合物可以使用碳、石墨、碳納米管、矽、硫磺、鹽、硫酸鋇；紙類可以使用合成紙、印刷紙、包裝紙、波狀紙板。
9.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述基材可以採用粉末 (power)、薄片(flake)、珠狀(bead)、球(kill)、纖維(fiber)、薄膜(film)、箔(foil)、薄板狀(sheet)、碎屑(chip)、棒狀(rod)、電線狀(wire)、針狀(needle)、鬍鬚狀(whisker) 等樣子或形狀。
10.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述塗布方法可以使用旋 (spin)塗、滾(roll)塗、噴霧塗布、浸漬(dip)塗布、流(flow)塗、逗號塗布、吻合塗布、 壓膜(die)塗布、刮片法(doctor blade)、滴塗(dispensing)、噴墨、平板印刷、掩蔽、封填 (pad)、凹版印刷(gravure)、苯胺凸版印刷(f lexography)、蠟紙印刷、壓印(imprinting)、 靜電印刷(xerography)、石印術(lithography)、流化床(fluidized bed)塗布、原子層沉禾只 ALD(atomiclayer deposition)塗布、CVD(chemical vapor deposition)、 PVD (physicalvapor deposition) , ^ S Λ # % (electrostatic) B^ % H (electro-deposition)塗布方法。
11.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述燒結成型方法為氧化或還原處理、熱處理、熱風、微波、紅外線、紫外線、電子束或雷射照射方法。
12.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述燒結成型還包括加入還原劑的步驟。
13.如權利要求12所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述還原劑為聯氨、 單聯氨、乙醯胼、十二烷基硫酸鈉或四氫硼酸鉀、檸檬酸三鈉、甲基二乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、苯丙醇胺、丁醇胺、己醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇、二甲基硼烷 (Dimethylamineborane)、丁胺硼烷、哌啶、N-甲基六氫吡啶、哌嗪、N, N' - 二甲基哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、吡咯烷、N-甲基吡咯烷、嗎啉。
14.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述燒結成型後所形成的所述金屬薄膜為0. 005 5微米。
15.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述a)及步驟b)中，對基材進行了塗布金屬墨水並進行燒結成型處理之後，在得到的金屬薄膜上進行保護塗布，然後再反覆進行金屬塗布和燒結成型的步驟來製造多層的金屬薄膜。
16.如權利要求15所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述保護塗布材料選自聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚烯烴、聚氨酯樹脂、丙烯酸、氟樹脂、矽酮樹脂、聚酯乙烯樹脂(晉已丨矧厶Ν丨旦uiy中天丨)或蠟。
17.如權利要求1或15所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述塗料墨水的塗布是在基材上進行全面塗布或花樣塗布。
18.如權利要求17所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述花樣塗布中的花樣成蜂巢結構或篩孔結構。
19.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，將所述金屬薄膜從基材中分離使用的方法包括，浸漬於鹽水、乙醇、丙酮或甲乙酮溶劑中，使用超聲波或振動設備，或使用金屬剝離工具將金屬從基材上除去，或使用刮刀(scraper)或氣槍(Air gun)使金屬薄膜容易地去除，或使用球磨機(ball mill)利用顆粒間的摩擦力將金屬薄膜從基材上除去，或利用化學溶解方法、噴射(blast)氣體或液體的方法或真空封存法來使金屬從基材上除去。
20.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述粉碎方法包括使用高速攪拌器、球磨機(ball mill)、珠磨機(beadmill)、超聲波粉碎機或者微粒粉碎機來進行粉碎。
21.如權利要求20所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述珠磨機的珠為媒體珠。
22.如權利要求21所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述媒體珠的粒徑為 0. 02mm 0. 7mm0
23.如權利要求21所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述媒體珠的材質為氧化鋯珠、氧化鋁珠或玻璃珠。
24.如權利要求1所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述精製是指使用溶劑洗滌不純物質或通過熱處理方法進行表面處理。
25.如權利要求M所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述表面處理是用脂肪酸、矽酮化合物纖維素衍生物、磷酸、磷酸衍生物、導入了 6-M個碳原子的烷基的硫醇(硫醇基)進行。
26.如權利要求25所述的金屬薄片的製造方法，其特徵在於，所述脂肪酸為油酸；所述矽酮化合物為異氰酸甲酯；所述纖維素衍生物為多聚糖，所述磷酸衍生物為膦酸、所述導入了 6-M個碳原子的燒基的硫醇為1-己烷硫醇、十二烷基硫醇、月桂基硫醇、十六烷硫醇或十八烷硫醇。
全文摘要
本發明涉及一種金屬薄片(metal flake)的製造方法。更詳細地，涉及一種使用含有有機金屬化合物的塗料墨水(coating ink)來製造金屬薄片的方法。本發明涉及的金屬薄片的製造方法容易調節金屬薄片的厚度及大小，不僅提高金屬顆粒的導電性及光澤性等性能，而且該方法對環境有利，具有能夠大量生產的特點。
文檔編號B22F9/04GK102202820SQ200980133467
公開日2011年9月28日 申請日期2009年8月24日 優先權日2008年8月25日
發明者柳志勳, 趙顯南, 鄭光春, 金東立 申請人:印可得株式會社