金屬薄片的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬薄片（metal?flake）的制造方法。更詳細地，涉及一種使用含有有機金屬化合物的涂料墨水（coating?ink）來制造金屬薄片的方法。本發(fā)明涉及的金屬薄片的制造方法容易調(diào)節(jié)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(huán)境有利，具有能夠大量生產(chǎn)的特點。
【專利說明】金屬薄片的制造方法
[0001]本申請要求2008年8月25日提交的韓國專利申請10-2008-0083087的優(yōu)先權(quán)；本申請是2011年2月25日提交的中國專利申請N0.200980133467.0的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及金屬薄片(metal flake)的制造方法，更詳細地，涉及使用含有有機金屬化合物的涂料墨水來制造金屬薄片的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在金屬中，特別是銀(Ag)作為貴金屬，以其優(yōu)秀的導電性能及抗菌性等特性，一直應用于裝飾、鑄幣、餐具、家電、電氣、電子制品、照明、復印機、顯示器電極、電磁波屏蔽、抗菌等多種領(lǐng)域。特別是最近，盡管電氣及電子設備產(chǎn)品越來越多樣化并且復雜化，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(zhì)低價格。
[0004]現(xiàn)在，在電氣及電子制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(tài)，根據(jù)用途來選擇使用。一般金屬顆粒的制造方法采用霧化法(atomization)、電化學法(electrochemical method)或化學還原法(chemical reduction)來制造,所制得的金屬顆粒的形態(tài)主要是球狀(sphere),通常使用球磨機(ball mill)將所制得的球狀形態(tài)的顆粒使用制造為薄片形態(tài)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2007-254845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)來制造金屬。這些金屬薄片顆粒能夠廣泛應用于對導電率具有高要求的電磁波屏蔽，或用于電極的導電性膠、導電性粘合劑，或?qū)鉂珊皖伾刑厥庖蟮耐苛?、墨水以及化妝品的著色染料等。
[0005]另一方面，目前普遍采用的通過球磨機將球形的金屬顆粒制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(chǎn)的優(yōu)點，但為了制造厚度及大小均一的金屬薄片而需要相應的球形顆粒制造技術(shù)，并且在制造各種厚度的金屬薄片或表面光澤優(yōu)良的金屬薄片的情況下存在局限性。
[0006]并且，至今普遍采用可對金屬進行涂鍍的鍍金法、濺射法、等離子噴鍍法、化學氣象噴鍍法、原子層沉積法(ALD, atomic layer deposition)以及電鍍涂布法來制造金屬薄片。但是使用這些方法制造金屬薄片時，雖然具備可以調(diào)節(jié)厚度并具有光澤性的優(yōu)點，但是其工藝復雜使得制造費用相對昂貴，在大量生產(chǎn)方時存在問題。
[0007]按照本發(fā)明的方法制造金屬薄片時，很容易調(diào)節(jié)厚度及大小，不僅能夠制造出導電性或光澤性等顆粒特性優(yōu)良的金屬薄片，而且還有利于環(huán)境、具有經(jīng)濟效益，并具備能夠大量生產(chǎn)的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一)要解決的技術(shù)問題[0009]根據(jù)如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的金屬薄片的制造工藝，由于該制造工藝復雜，從而存在制造費用高、顆粒特性低下等各種問題，與此相反，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬薄片的制造方法，很容易地調(diào)節(jié)金屬薄片的厚度及大小，不僅使金屬薄片具有優(yōu)良的導電性及光澤性等顆粒特性，并且利于環(huán)境，具有經(jīng)濟性，能夠大量生產(chǎn)。
[0010]并且，本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)涂布方法、基材種類及用于涂布的金屬墨水組合物的濃度來實現(xiàn)金屬薄片的不同厚度以及光或電氣的特性，來進行開發(fā)，進而完成了本發(fā)明。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明涉及一種金屬薄片的制造方法。更詳細地，涉及一種使用含有有機金屬化合物的涂料墨水來制造金屬薄片的方法。下面對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明金屬薄片的制造方法的特征包括:a)將含有有機金屬化合物的涂料墨水涂布于基材上的步驟山)將上述步驟a)中的涂布于基材上的墨水燒結(jié)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。
[0014]并且，本發(fā)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制的步驟。
[0015]a)將含有有機金屬化合物的涂料墨水涂布于基材上的步驟；
[0016]本發(fā)明中的含有有機金屬化合物的涂料墨水容易制造具有厚度及大小均一的金屬薄片，并且還使用了在后述的具有低的燒結(jié)溫度，并且含有特殊的構(gòu)造的金屬絡合化合物的金屬墨水。
[0017]對于制備含有所述金屬絡合化合物的金屬墨水，本發(fā)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制得金屬[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(fā)明中也采用了相同的制備方法。
[0018]上述專利申請是提供一種制備金屬墨水組合物的方法，該方法能夠制得在低溫下燒結(jié)也可以形成具備高電導率并且能夠形成均一致密的薄膜微細花樣的金屬墨水組合物，本申請發(fā)明人由此研究出了簡單的工藝方法來制造具有均一厚度的金屬薄片。
[0019]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I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。
[0020][化學式I]
[0021]MnX
[0022](上述M為金屬或金屬合金，η為I?10的整數(shù)，X可無或從氫、氨基、氧、磺基、鹵素、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、乙酰丙酮基、琉基、酰胺基、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(gòu)成；)
[0023][化學式2]
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種金屬薄片的制造方法，其特征在于，包括: a)將含有有機金屬化合物的涂料墨水涂布于基材上的步驟； b)將上述步驟a)中的涂布于基材上的墨水燒結(jié)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(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述d)步驟中還包括將粉碎的金屬薄片進行精制的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述涂料墨水包括由下列化學式I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； [化學式1]MNx (上述M為金屬或金屬合金,η為I~10的整數(shù),X可無或從氫、氨基、氧、磺基、鹵素、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、乙酰丙酮基、琉基、酰胺基、醇基、羧酸基及它們的衍生物中選擇的一種以上的取代基來構(gòu)成；) [化學式2]
4.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述涂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(wěn)定劑、分散劑、樹脂粘合劑、脫模劑、還原劑、表面活性劑、潤濕劑、觸變劑(th i Xo trop i c agent)或矯正(levelling)劑中選擇一種以上進行加入。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述溶劑選自水、乙醇、二醇、醋酸酯、醚、酮、脂肪烴、芳香烴或鹵化烴溶劑。
6.如權(quán)利要求4所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，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(huán)、甲乙酮、丙酮、二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞砜、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(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，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，還有將這些材料復合而成的各種復合材料(composite)。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述塑料類可以使用聚酰亞胺(PI)、聚乙二醇對苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯醚砜(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(huán)氧有機硅酮樹脂(芒矧號人I)、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、二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、塞里阿聚酯纖維、粘土(Clay)、石頭(stone)、滑石粉(talc)、云母(mica);金屬或合金材料可以使用鋁、銅、鎳、鐵、鉛、不銹鋼、黃銅；非金屬或金屬鹽化合物可以使用碳、石墨、碳納米管、硅、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(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述基材可以采用粉末(power)、薄片(flake)、珠狀(bead)、球(ball)、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)、胡須狀(whisker)等樣子或形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述涂布方法可以使用旋(spin)涂、滾(roll)涂、噴霧涂布、`浸潰(dip)涂布、流(flow)涂、逗號涂布、吻合涂布、壓膜(die)涂布、刮片法(doctor blade)、滴涂(dispensing)、噴墨、平板印刷、掩蔽、封填(pad)、凹版印刷(gravure)、苯胺凸版印刷(flexography)、臘紙印刷、壓印(imprinting)、靜電印刷(xerography)、石印術(shù)(lithography)、流化床(fluidized bed)涂布、原子層沉積 ALD (atomic layer deposition)涂布、CVD (chemical vapor deposition)、PVD (physical vapor deposition)離子注入沉積、靜電(electrostatic)噴涂、電鑄(electro-deposition)涂布方法。
11.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述燒結(jié)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、電子束或激光照射方法。
12.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述燒結(jié)成型還包括加入還原劑的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述還原劑為聯(lián)氨、單聯(lián)氨、乙酰肼、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)、丁胺硼燒、哌唳、N-甲基六氫吡唳、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(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述燒結(jié)成型后所形成的所述金屬薄膜為0.005~5微米。
15.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述a)及步驟b)中，對基材進行了涂布金屬墨水并進行燒結(jié)成型處理之后，在得到的金屬薄膜上進行保護涂布，然后再反復進行金屬涂布和燒結(jié)成型的步驟來制造多層的金屬薄膜。
16.如權(quán)利要求15所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述保護涂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、硅酮樹脂、聚酯乙烯樹脂(晉己|01丨仝EII蘭fcd|y寧滅I)或蠟。
17.如權(quán)利要求1或15所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述涂料墨水的涂布是在基材上進行全面涂布或花樣涂布。
18.如權(quán)利要求17所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述花樣涂布中的花樣成蜂巢結(jié)構(gòu)或篩孔結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，將所述金屬薄膜從基材中分離使用的方法包括，浸潰于鹽水、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(balI 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(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述粉碎方法包括使用高速攪拌器、球磨機(bal I mi 11)、珠磨機(bead mill )、超聲波粉碎機或者微粒粉碎機來進行粉碎。
21.如權(quán)利要求20所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述珠磨機的珠為媒體珠。
22.如權(quán)利要求21所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述媒體珠的粒徑為0.02mm ~0.7mm。
23.如權(quán)利要求21所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述媒體珠的材質(zhì)為氧化鋯珠、氧化鋁珠或玻璃珠。
24.如權(quán)利要求1所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述精制是指使用溶劑洗滌不純物質(zhì)或通過熱處理方法進行表面處理。
25.如權(quán)利要求24所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述表面處理是用脂肪酸、硅酮化合物纖維素衍生物、磷酸、磷酸衍生物、導入了 6-24個碳原子的烷基的硫醇(硫醇基)進行。
26.如權(quán)利要求25所述的金屬薄片的制造方法，其特征在于，所述脂肪酸為油酸；所述硅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_24個碳原子的烷基的硫 醇為1-己燒硫醇、十二烷基硫醇、月桂基硫醇、十TK燒硫醇或十八燒硫醇。
【文檔編號】B22F9/04GK103862063SQ201410043516
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2008年8月25日
【發(fā)明者】鄭光春, 趙顯南, 金東立, 柳志勛 申請人:印可得株式會社