JP2017172003A - Manufacturing method of copper nanoparticles - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of copper nanoparticles capable of simply providing copper nanoparticles with single dispersion.SOLUTION: A manufacturing method of copper nanoparticles has a preparation process for preparing a reaction solution by dissolving a first metal salt containing copper, a complexing agent, a dispersant, a second metal salt containing a metal lower in ionization tend than copper in water and a deposition process for depositing copper nanoparticles by adding a reductant while stirring the reaction solution.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、銅ナノ粒子を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing copper nanoparticles.

近年、金属粒子分散体を用いてインクジェット印刷等の印刷方法により、基材に直接パターンを印刷する手法で用いるため、また発光材料、触媒材料等として用いるため、金属粒子を製造する方法が求められている。   In recent years, there has been a demand for a method for producing metal particles for use in a method of printing a pattern directly on a substrate by a printing method such as inkjet printing using a metal particle dispersion, and for use as a light emitting material, a catalyst material, etc. ing.

配線として一般に用いられる銅粒子は、表面積が大きいため、酸化されやすく、合成が難しいという問題がある。   Since copper particles generally used as wiring have a large surface area, there is a problem that they are easily oxidized and difficult to synthesize.

そのような銅粒子を製造する方法として、例えば、特許文献1は、銅を含む化合物と還元性化合物とを混合してアルキルアミン中で熱分解して銅を生成可能な複合化合物を生成する工程と、当該複合化合物をカルボキシル基及び特定のリン含有官能基の少なくとも一種を有するポリマーで被覆する工程と、を有する銅ナノ粒子の合成方法を開示している。   As a method for producing such copper particles, for example, Patent Document 1 discloses a step of mixing a compound containing copper and a reducing compound and thermally decomposing in an alkylamine to produce a composite compound capable of producing copper. And a method of coating the composite compound with a polymer having at least one of a carboxyl group and a specific phosphorus-containing functional group.

また、例えば特許文献2では、銅イオンを含んだポリオール溶液をマイクロ波によって加熱還元し、被覆された銅微粒子を合成する方法が開示されている。   For example, Patent Document 2 discloses a method of synthesizing coated copper fine particles by heating and reducing a polyol solution containing copper ions with a microwave.

更に、例えば特許文献3では、錯化剤としてリンゴ酸及びリンゴ酸塩、及びグルコン酸及びグルコン酸塩の少なくとも1種類を用い、ほぼ常温(35℃)で還元することで、金属ナノ粒子を合成する方法が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 3, for example, at least one of malic acid and malate, and gluconic acid and gluconate is used as a complexing agent, and reduced at approximately room temperature (35 ° C.) to synthesize metal nanoparticles. A method is disclosed.

特開2015−124415号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-124415 特開2014−224276号公報JP 2014-224276 A 特開2012−172170号公報JP 2012-172170 A

しかしながら、特許文献1では、被覆するポリマーの合成に時間を要する点、アルキルアミン中で100℃という高温をかけ、ヒドラジンを使用する点等、大量合成が難しいという課題がある。   However, Patent Document 1 has problems that it is difficult to synthesize in large quantities, such as the point that it takes time to synthesize the polymer to be coated, the point that a high temperature of 100 ° C. is applied in alkylamine, and hydrazine is used.

また、特許文献2では、185℃という高温とする必要がある点、1回の合成濃度が非常に低い点とから、大量合成が難しいという課題がある。   Moreover, in patent document 2, there exists a subject that mass synthesis | combination is difficult from the point which needs to set it as high temperature of 185 degreeC, and the point of the synthesis | combination density | concentration being very low once.

また、特許文献3では、金属塩として2種類を利用する必要があり、また、合成された金属ナノ粒子も2種類であるため、選択的に金属ナノ粒子が合成できないという課題がある。   Moreover, in patent document 3, since it is necessary to utilize 2 types as a metal salt, and the synthesized metal nanoparticles are also 2 types, there exists a subject that a metal nanoparticle cannot be selectively synthesize | combined.

このように、単分散の銅ナノ粒子を簡易に製造することが可能な銅ナノ粒子の製造方法が求められている。   Thus, the manufacturing method of the copper nanoparticle which can manufacture a monodispersed copper nanoparticle simply is calculated | required.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易に単分散の銅ナノ粒子を得ることが可能な銅ナノ粒子の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of the copper nanoparticle which can obtain a monodispersed copper nanoparticle simply.

上記目的を達成するため、本発明に係る銅ナノ粒子の製造方法は、
銅を含む第1の金属塩と、錯化剤と、分散剤と、銅よりイオン化傾向の低い金属を含む第2の金属塩と、を水に溶解させ、反応溶液を調製する調製工程と、
前記反応溶液を撹拌させながら、還元剤を添加し、銅ナノ粒子を析出させる析出工程と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for producing copper nanoparticles according to the present invention includes:
A preparation step of preparing a reaction solution by dissolving a first metal salt containing copper, a complexing agent, a dispersant, and a second metal salt containing a metal having a lower ionization tendency than copper in water;
While stirring the reaction solution, a reducing agent is added, and a precipitation step of precipitating copper nanoparticles,
It is characterized by providing.

本発明によれば、簡易に単分散の銅ナノ粒子を得ることが可能な銅ナノ粒子の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the copper nanoparticle which can obtain a monodispersed copper nanoparticle simply can be provided.

以下、本発明の実施の形態に係る銅ナノ粒子の製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the copper nanoparticle which concerns on embodiment of this invention is demonstrated in detail.

まず、本明細書における銅ナノ粒子とは、約1nm〜約200nmの平均粒径を有する粒子を意味する。また、銅ナノ粒子の平均粒径は、約1nm〜約100nmであることが特に好ましい。なお、粒度分布は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば株式会社堀場製作所製、LA−920)を用いて測定し、平均粒径はD50(体積基準)で示す。   First, the copper nanoparticles in the present specification mean particles having an average particle diameter of about 1 nm to about 200 nm. The average particle size of the copper nanoparticles is particularly preferably about 1 nm to about 100 nm. The particle size distribution is measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (for example, LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.), and the average particle size is indicated by D50 (volume basis).

本実施形態では、以下に詳細に説明するように反応溶液を調製した上で、反応溶液を撹拌させた状態で、反応溶液中に還元剤を滴下することによって、銅ナノ粒子を析出させて、銅ナノ粒子を製造する。本実施形態の反応溶液は、銅イオンを含み、更に、金属塩、錯化剤及び分散剤を水に溶解させた溶液である。水としては、例えばイオン交換水を用いる。なお、本実施形態で用いる水は、イオン交換水に限られない。   In this embodiment, after preparing a reaction solution as described in detail below, copper nanoparticles are precipitated by dropping a reducing agent into the reaction solution while stirring the reaction solution, Produce copper nanoparticles. The reaction solution of this embodiment is a solution containing copper ions and further dissolving a metal salt, a complexing agent and a dispersing agent in water. As water, for example, ion exchange water is used. The water used in this embodiment is not limited to ion exchange water.

銅イオンは、2価の銅イオン(Cu2+)である。銅イオンは、例えば、水に溶解させることで反応溶液中に銅イオンを供給可能な第1の金属塩を用いて、反応溶液中に供給される。このような銅を含む第1の金属塩としては、例えば、塩化銅(II)二水和物を用いる。なお、第1の金属塩は、水に溶解し、銅(II)イオンを生ずる材料であれば、塩化銅(II)二水和物に限られず、任意の材料を用いることができる。 The copper ion is a divalent copper ion (Cu 2+ ). The copper ions are supplied into the reaction solution using, for example, a first metal salt that can supply copper ions into the reaction solution by dissolving in copper. As the first metal salt containing copper, for example, copper (II) chloride dihydrate is used. The first metal salt is not limited to copper chloride (II) dihydrate as long as it dissolves in water and generates copper (II) ions, and any material can be used.

第2の金属塩は、銅よりイオン化傾向が低い2価の金属を含む金属塩である。また、第2の金属塩は、銅よりイオン化傾向が低い2価の金属の塩化物、例えば、塩化錫(II)、塩化鉄(II)、塩化ニッケル(II)、塩化コバルト(II)、又は塩化亜鉛からなる群から選ばれる1つ又は複数を用いることができる。   The second metal salt is a metal salt containing a divalent metal having a lower ionization tendency than copper. The second metal salt is a divalent metal chloride having a lower ionization tendency than copper, for example, tin (II) chloride, iron (II) chloride, nickel (II) chloride, cobalt (II) chloride, or One or more selected from the group consisting of zinc chloride can be used.

本実施形態では、特に第2の金属塩として、塩化錫(II)(塩化錫(II)水和物)を用いるのが好適である。また、第2の金属塩は、反応溶液中においてモル数で比較し、銅イオン(又は第1の金属塩)より、多く溶解されている。   In the present embodiment, it is particularly preferable to use tin (II) chloride (tin (II) chloride hydrate) as the second metal salt. Further, the second metal salt is more dissolved than the copper ion (or the first metal salt) in the reaction solution in terms of the number of moles.

錯化剤は、金属イオンを金属錯体とし、溶液中で安定化させるものである。本実施形態では、錯化剤として、特にエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム二水和物(以下、EDTA−2Na)、クエン酸三ナトリウム二水和物を使用する。なお、錯化剤としては、これら以外のものを使用することも可能である。また、クエン酸三ナトリウム二水和物の量は、反応溶液中、第2の金属塩(例えば、塩化錫)1mol/Lに対して、1.5〜5.0mol/Lの範囲が望ましく、更に望ましくは1.5〜3.0mol/Lである。   The complexing agent converts metal ions into metal complexes and stabilizes them in solution. In this embodiment, ethylenediaminetetraacetic acid disodium dihydrate (hereinafter referred to as EDTA-2Na) and trisodium citrate dihydrate are used as complexing agents. In addition, it is also possible to use things other than these as a complexing agent. The amount of trisodium citrate dihydrate is desirably in the range of 1.5 to 5.0 mol / L with respect to 1 mol / L of the second metal salt (for example, tin chloride) in the reaction solution, More desirably, it is 1.5 to 3.0 mol / L.

分散剤は、析出した銅ナノ粒子を溶液中に良好に分散させるものである。分散剤としては、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ゼラチン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、N−アシルアミノ酸塩、又はアルキルエーテルカルボン酸塩からなる群から選択される1つ、又は複数を使用することができる。分散剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールが好適であり、特にポリビニルピロリドンが好適である。   A dispersing agent disperses the deposited copper nanoparticles well in the solution. As the dispersant, polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), gelatin, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, N-acyl amino acid salt, or alkyl ether carboxylate is used. One or more selected from the group can be used. As the dispersant, polyvinyl pyrrolidone and polyvinyl alcohol are preferable, and polyvinyl pyrrolidone is particularly preferable.

また、PVPを例に挙げると、PVPの分子量は、30,000〜400,000の範囲が望ましく、さらに望ましくは30,000〜60,000である。また、K=30のPVP(分子量40,000)が特に好ましい。反応溶液において、PVPは、水100重量部に対して、1〜15重量部含まれることが望ましく、さらに望ましくは1〜2重量部である。   Taking PVP as an example, the molecular weight of PVP is preferably in the range of 30,000 to 400,000, more preferably 30,000 to 60,000. Moreover, K = 30 PVP (molecular weight 40,000) is particularly preferable. In the reaction solution, PVP is preferably contained in an amount of 1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 2 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of water.

次に、還元剤としては、銅イオンを還元可能な材料、例えば塩化チタン(III)溶液を用いる。塩化チタン(III)溶液の濃度は、例えば22重量%のものを用いるが、これ以外の濃度であってもよい。また、還元剤としては、塩化チタン(III)以外の溶液を用いてもよい。   Next, as the reducing agent, a material capable of reducing copper ions, for example, a titanium (III) chloride solution is used. The concentration of the titanium (III) chloride solution is, for example, 22% by weight, but other concentrations may be used. Further, as the reducing agent, a solution other than titanium (III) chloride may be used.

次に、本実施形態では、以下の方法で銅ナノ粒子を製造する。
まず、反応溶液を、以下のような手順で調製する。ここで、反応溶液の調製工程、還元工程は、いずれも室温の環境下で行う。室温は、例えば15℃〜30℃、もしくは20℃〜25℃程度である。また、本実施形態では、反応溶液の調製工程、還元工程のいずれでも、反応溶液又は還元剤を加熱又は冷却させなくともよい。
Next, in this embodiment, copper nanoparticles are manufactured by the following method.
First, a reaction solution is prepared by the following procedure. Here, the reaction solution preparation step and the reduction step are both performed in a room temperature environment. The room temperature is, for example, about 15 ° C to 30 ° C, or about 20 ° C to 25 ° C. Moreover, in this embodiment, it is not necessary to heat or cool a reaction solution or a reducing agent in any of the reaction solution preparation step and the reduction step.

まず、純水、例えばイオン交換水に、第2の金属塩と、錯化剤と、分散剤と、を溶解させる。第2の金属塩としては、例えば塩化錫(II)二水和物を用いる。また、錯化剤としては、例えば、クエン酸三ナトリウム水和物、及びEDTA−2Naを用いる。また、分散剤として、ポリビニルピロリドン(K=30)を用いる。   First, a second metal salt, a complexing agent, and a dispersing agent are dissolved in pure water, for example, ion exchange water. As the second metal salt, for example, tin (II) chloride dihydrate is used. As the complexing agent, for example, trisodium citrate hydrate and EDTA-2Na are used. Further, polyvinyl pyrrolidone (K = 30) is used as a dispersant.

また、イオン交換水100重量部に対し、塩化錫(II)水和物1.8重量部、クエン酸三ナトリウム水和物7.0重量部、EDTA−2Naを3.0重量部、ポリビニルピロリドン(K=30)1.5重量部を加える。   Further, with respect to 100 parts by weight of ion-exchanged water, 1.8 parts by weight of tin (II) chloride hydrate, 7.0 parts by weight of trisodium citrate hydrate, 3.0 parts by weight of EDTA-2Na, polyvinylpyrrolidone (K = 30) Add 1.5 parts by weight.

次に、第2の金属塩が溶けきるまで撹拌する。次に、銅イオンを供給するため、第1の金属塩、例えば塩化銅(II)二水和物を添加し、更に反応溶液を撹拌する。塩化銅(II)水和物は、例えば0.5重量部加える。塩化銅(II)二水和物が溶けきったところで、反応溶液の調製を終える。   Next, the mixture is stirred until the second metal salt is completely dissolved. Next, in order to supply copper ions, a first metal salt such as copper (II) chloride dihydrate is added, and the reaction solution is further stirred. For example, 0.5 parts by weight of copper (II) chloride hydrate is added. When the copper (II) chloride dihydrate is completely dissolved, the preparation of the reaction solution is finished.

次に、上記の反応溶液を撹拌させながら、還元剤を滴下する。還元剤としては、例えば、塩化チタン(III)溶液(例えば、和光純薬工業(株))を用いる。塩化チタン(III)溶液の濃度は、例えば22重量%である。また、滴下される塩化チタン(III)溶液は、例えば5重量部であり、塩化チタン(III)溶液に含まれる塩化チタン(III)は1.1重量部である。   Next, a reducing agent is dropped while stirring the above reaction solution. As the reducing agent, for example, a titanium (III) chloride solution (for example, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used. The concentration of the titanium (III) chloride solution is, for example, 22% by weight. Further, the dropped titanium (III) chloride solution is, for example, 5 parts by weight, and the titanium (III) chloride contained in the titanium (III) chloride solution is 1.1 parts by weight.

そのまま、例えば15分程度撹拌を続け、銅ナノ粒子を析出させる。銅ナノ粒子の析出を終えた後、遠心分離機を用いて、溶液から銅粒子を分離する。続いて、純水を用いて洗浄を行う。分離と洗浄は複数回行ってもよい。これにより、単分散の銅ナノ粒子を得る。   As it is, for example, stirring is continued for about 15 minutes to precipitate copper nanoparticles. After the precipitation of the copper nanoparticles, the copper particles are separated from the solution using a centrifuge. Subsequently, cleaning is performed using pure water. Separation and washing may be performed multiple times. Thereby, monodispersed copper nanoparticles are obtained.

本実施形態の製造方法では、銅イオンを供給する第1の金属塩、第2の金属塩、錯化剤、分散剤を溶解させた反応溶液を撹拌しながら、還元剤を添加することによって銅ナノ粒子を析出させることができる。いずれの溶液も加熱又は冷却する必要はなく、また溶媒は水を利用することができる。また、反応溶液の調製も、還元工程も室温で行うことができる。このように、本実施形態では、例えば100℃を超えるような加熱処理や塩基による処理を必要としない。また、還元剤を添加して撹拌させる時間も、約15分と、分単位であり、時間単位で反応時間を要する製造方法と比較して、反応時間も極めて短い。   In the manufacturing method of the present embodiment, copper is added by adding a reducing agent while stirring a reaction solution in which a first metal salt, a second metal salt, a complexing agent, and a dispersing agent that supply copper ions are dissolved. Nanoparticles can be deposited. Neither solution needs to be heated or cooled, and the solvent can utilize water. The reaction solution can be prepared and the reduction step can be performed at room temperature. Thus, in this embodiment, the heat processing exceeding 100 degreeC and the process by a base are not required, for example. Further, the time for adding and stirring the reducing agent is about 15 minutes, which is in units of minutes, and the reaction time is extremely short as compared with the production method that requires reaction time in units of hours.

従って、本実施の形態の製造方法は、従来の製造方法と比較して簡易である。更には温和かつ中性条件で銅ナノ粒子を製造することができる。また、条件が温和であるため、大量合成も容易となる。更には、本実施形態の製造方法は、作業者にとっても安全な方法である。   Therefore, the manufacturing method of this embodiment is simpler than the conventional manufacturing method. Furthermore, copper nanoparticles can be produced under mild and neutral conditions. In addition, since the conditions are mild, mass synthesis is facilitated. Furthermore, the manufacturing method of the present embodiment is a safe method for workers.

また、本実施の形態では、溶媒に純水のみを使用しているため、製造された銅ナノ粒子を導電性インクやペースト等の用途に加工する際に障害がほとんどなく、二次利用が容易であるという優れた効果も備える。   In the present embodiment, only pure water is used as a solvent, so there is almost no obstacle when processing the produced copper nanoparticles into applications such as conductive ink and paste, and secondary use is easy. It also has the excellent effect of being.

このように、本実施形態の製造方法によれば、簡易な条件で、単分散の銅ナノ粒子を製造することができる。   Thus, according to the manufacturing method of the present embodiment, monodispersed copper nanoparticles can be manufactured under simple conditions.

(実施例1)
実施例1では、表1に示すように、銅イオンを供給するための第1の金属塩として塩化銅(II)二水和物を用いた。また、第2の金属塩として、塩化錫(II)二水和物を用いた。また、錯化剤として、クエン酸三ナトリウム二水和物、及びEDTA−2Na(二水和物)を用いた。分散剤としては、ポリビニルピロリドン(K=30)を用いた。また、還元剤としては、塩化チタン(III)溶液(和光純薬工業(株))を用いた。塩化チタン(III)溶液は、22重量%の濃度のものを用いた。なお、表1では、各材料の「水和物」は省略して表記している。
Example 1
In Example 1, as shown in Table 1, copper (II) chloride dihydrate was used as the first metal salt for supplying copper ions. In addition, tin (II) chloride dihydrate was used as the second metal salt. Further, trisodium citrate dihydrate and EDTA-2Na (dihydrate) were used as complexing agents. As a dispersant, polyvinylpyrrolidone (K = 30) was used. As the reducing agent, a titanium (III) chloride solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. A titanium (III) chloride solution having a concentration of 22% by weight was used. In Table 1, “hydrate” of each material is omitted.

室温(20℃〜25℃)環境下で、イオン交換水100gに対し、塩化錫(II)水和物1.8g、クエン酸三ナトリウム二水和物7.0g、EDTA−2Na(二水和物)3.0g、ポリビニルピロリドン(K=30)1.5gを加え、塩化錫(II)水和物が溶けきるまで撹拌を行った。作成した溶液に塩化銅(II)二水和物0.5gを加え、更に5分ほど撹拌を行った。以上の工程により、反応溶液を調製した。   Under a room temperature (20 ° C. to 25 ° C.) environment, 1.8 g of tin (II) chloride hydrate, 7.0 g of trisodium citrate dihydrate, EDTA-2Na (dihydrate) Product) 3.0 g and polyvinylpyrrolidone (K = 30) 1.5 g were added and stirred until the tin (II) chloride hydrate was completely dissolved. To the prepared solution, 0.5 g of copper (II) chloride dihydrate was added and further stirred for about 5 minutes. A reaction solution was prepared by the above steps.

上記の反応溶液を700rpmで撹拌しながら、塩化チタン(III)溶液を4.0ml(比重約1.23g/ml)、ゆっくりと滴下した。塩化チタン(III)溶液の濃度は、22重量%であった。そのまま15分間撹拌を続け、銅粒子を析出させた。15分経過後、遠心分離機を用いて反応溶液から銅ナノ粒子を分離した。分離させた銅ナノ粒子は、純水を用いて洗浄を行い、単分散の銅ナノ粒子を得た。   While stirring the above reaction solution at 700 rpm, 4.0 ml of a titanium (III) chloride solution (specific gravity: about 1.23 g / ml) was slowly added dropwise. The concentration of the titanium (III) chloride solution was 22% by weight. Stirring was continued for 15 minutes as it was to precipitate copper particles. After 15 minutes, the copper nanoparticles were separated from the reaction solution using a centrifuge. The separated copper nanoparticles were washed with pure water to obtain monodispersed copper nanoparticles.

このようにして得られた銅粒子は、平均粒径が80.00nmであった。なお、粒度分布は、株式会社堀場製作所製LA−920(レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置)を用いて測定した。また、平均粒子径は、D50(体積基準)である。   The copper particles thus obtained had an average particle size of 80.00 nm. The particle size distribution was measured using LA-920 (Laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device) manufactured by Horiba, Ltd. The average particle size is D50 (volume basis).

表1から明らかなように、銅粒子の析出時間は3分であり、非常に短い時間で粒子を析出させることができた。平均粒径も80.00nmと100nm以下であった。   As is clear from Table 1, the deposition time of the copper particles was 3 minutes, and the particles could be deposited in a very short time. The average particle size was also 80.00 nm and 100 nm or less.

Figure 2017172003
Figure 2017172003

(実施例2)
実施例2では、第1の金属塩と、第2の金属塩と錯化剤との種類及び添加量と、分散剤の種類とを同一とし、分散剤の添加量のみを変更して実験を行った。具体的には分散剤を実施例1の2倍の3.0g添加した。
(Example 2)
In Example 2, the first metal salt, the second metal salt and the complexing agent are the same type and addition amount, and the dispersant type is the same, and only the addition amount of the dispersant is changed. went. Specifically, 3.0 g of the dispersing agent twice that of Example 1 was added.

表1から明らかなように、撹拌時間は15分で、銅粒子は7分で析出した。また、平均粒径は110.00nmであった。   As apparent from Table 1, the stirring time was 15 minutes, and the copper particles were precipitated in 7 minutes. The average particle size was 110.00 nm.

(実施例3)
実施例3では、第1の金属塩と、第2の金属塩と錯化剤との種類及び添加量と、分散剤の種類は同一とし、分散剤の添加量のみを変更して実験を行った。具体的には分散剤を実施例1の10倍の15.0g添加した。
(Example 3)
In Example 3, the first metal salt, the second metal salt and the complexing agent were the same in type and amount added, and the dispersant type was the same, and only the amount of dispersant added was changed. It was. Specifically, 15.0 g of the dispersant, 10 times that of Example 1, was added.

表1から明らかなように、撹拌時間は15分で、銅粒子は10分で析出した。また、平均粒径は93.00nmであった。   As apparent from Table 1, the stirring time was 15 minutes and the copper particles were precipitated in 10 minutes. The average particle size was 93.00 nm.

(実施例4)
実施例3では、第1の金属塩と、第2の金属塩と錯化剤との種類及び添加量、分散剤の添加量は同一とし、分散剤の種類を変更して実験を行った。具体的には分散剤として、ポリビニルアルコール(PVA)を、実施例1と同じ1.5g添加した。ポリビニルアルコール(PVA)の分子量は、40,000であった。
Example 4
In Example 3, the first metal salt, the second metal salt and the complexing agent, the addition amount, and the addition amount of the dispersing agent were the same, and the experiment was performed by changing the type of the dispersing agent. Specifically, 1.5 g of polyvinyl alcohol (PVA) as in Example 1 was added as a dispersant. The molecular weight of polyvinyl alcohol (PVA) was 40,000.

表1から明らかなように、撹拌時間は15分で、銅粒子は3分で析出した。また、平均粒径は125.00nmであった。   As apparent from Table 1, the stirring time was 15 minutes and the copper particles were precipitated in 3 minutes. Moreover, the average particle diameter was 125.00 nm.

(比較例1)
比較例1では、第1の金属塩と、第2の金属塩と錯化剤との種類及び添加量と、分散剤の種類とを同一とし、分散剤の添加量を変更して実験を行った。塩化銅、塩化錫、錯化剤の種類及び濃度は同一とし、分散剤の濃度のみを変更して実験を行った。具体的には分散剤を実施例1の半分の0.75g添加した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the experiment was performed by changing the addition amount of the dispersing agent with the same type and addition amount of the first metal salt, the second metal salt and the complexing agent, and the same type of dispersing agent. It was. The experiment was conducted with the same types and concentrations of copper chloride, tin chloride, and complexing agent, and only changing the concentration of the dispersant. Specifically, 0.75 g of a dispersant, which is half of that in Example 1, was added.

表1から明らかなように、比較例1では、撹拌時間は15分で、銅ナノ粒子は3分で析出したものの、平均粒径は330.00nmであった。   As is apparent from Table 1, in Comparative Example 1, the stirring time was 15 minutes and the copper nanoparticles were precipitated in 3 minutes, but the average particle size was 330.00 nm.

(比較例2)
比較例2では、第1の金属塩と、第2の金属塩と錯化剤との種類及び添加量、分散剤の添加量は同一とし、分散剤の種類を変更して実験を行った。具体的には分散剤としてゼラチン(和光純薬の試薬ゼラチン、グレードは和光一級)を1.5g添加した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the first metal salt, the second metal salt, the complexing agent, the amount of addition, and the amount of dispersant added were the same, and the experiment was performed by changing the type of dispersant. Specifically, 1.5 g of gelatin (Wako Pure Chemical's reagent gelatin, grade Wako Grade 1) was added as a dispersant.

表1から明らかなように、比較例2では、撹拌時間は15分で、銅粒子は3分で析出したものの、平均粒径は500.00nmであった。   As is clear from Table 1, in Comparative Example 2, the stirring time was 15 minutes and the copper particles were precipitated in 3 minutes, but the average particle size was 500.00 nm.

実施例1〜4、比較例1及び2から、実施例1〜4では、1〜200nm以下の平均粒子径の銅ナノ粒子が、15分以内の撹拌時間で析出しており、いずれの条件も好適であることが示された。特に実施例1では、平均粒子径100nm以下の銅ナノ粒子が得られており、更に粒子の析出時間も3分と実施例2、3と比較して短かった。これらから、特に実施例1の条件が好適であった。また、分散剤を変更した実施例4も、析出時間は3分と短く好適であった。平均粒径の点から、分散剤の添加量を同じにした場合、PVPがより好適であることが示された。   From Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 to 4, copper nanoparticles having an average particle diameter of 1 to 200 nm or less were precipitated within a stirring time of 15 minutes or less. It has been shown to be preferred. In particular, in Example 1, copper nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm or less were obtained, and the precipitation time of the particles was 3 minutes, which was shorter than those in Examples 2 and 3. From these, the conditions of Example 1 were particularly suitable. Further, Example 4 in which the dispersant was changed was also preferable because the precipitation time was as short as 3 minutes. From the viewpoint of average particle diameter, it was shown that PVP is more preferable when the amount of the dispersant added is the same.

本発明は上述した実施形態に限られず、様々な変更及び応用が可能である。例えば、上述した実施形態では、塩化銅(II)、塩化錫(II)、クエン酸三ナトリウム、EDTA−2Na等につき、水和物を用いる構成を例に挙げて説明しているが、これに限られず無水物を使用してもよい。例えば、塩化銅(II)との記載は、水和物も無水物も含有しうる。また、表1に示す各材料の質量は、あくまで例示であり、各材料を使用する量は、適宜増減させることが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. For example, in the above-described embodiment, a configuration using a hydrate is described as an example for copper (II) chloride, tin (II) chloride, trisodium citrate, EDTA-2Na, and the like. Without limitation, an anhydride may be used. For example, the description copper (II) chloride can include hydrates and anhydrides. Moreover, the mass of each material shown in Table 1 is an illustration to the last, and the quantity which uses each material can be increased / decreased suitably.

また、上述した実施形態では、銅イオンを供給する第1の金属塩と、第2の金属塩と、錯化剤と、分散剤とを溶解させる順は上記の順に限られず、用いる材料に応じて、適宜変更することが可能である。例えば、第1の金属塩を溶解させた後に、第2の金属塩を溶解させることも可能である。また、撹拌時間なども例示であって、反応溶液の量等、諸条件に応じて、適宜増減させてもよい。   In the above-described embodiment, the order in which the first metal salt for supplying copper ions, the second metal salt, the complexing agent, and the dispersing agent are dissolved is not limited to the above order, and depends on the material used. It can be changed as appropriate. For example, it is also possible to dissolve the second metal salt after dissolving the first metal salt. Further, the stirring time is also an example, and may be appropriately increased or decreased according to various conditions such as the amount of the reaction solution.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。   Although several embodiments of the present invention have been described, the present invention is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.

(付記1)
銅を含む第1の金属塩と、錯化剤と、分散剤と、銅よりイオン化傾向の低い金属を含む第2の金属塩と、を水に溶解させ、反応溶液を調製する調製工程と、
前記反応溶液を撹拌させながら、還元剤を添加し、銅ナノ粒子を析出させる析出工程と、
を備えることを特徴とする銅ナノ粒子の製造方法。
(付記2)
前記第2の金属塩は、銅よりイオン化傾向の低い2価の金属を含む塩化物である、
ことを特徴とする付記1に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記3)
前記還元剤は、塩化チタン(III)溶液である、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記4)
前記錯化剤は、クエン酸三ナトリウム、EDTA−2Naである、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記5)
前記第2の金属塩は、塩化錫(II)である、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記6)
前記第1の金属塩は、塩化銅(II)である、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1つに記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記7)
前記分散剤は、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、N−アシルアミノ酸塩、又はアルキルエーテルカルボン酸塩からなる群から選択される1つ、又は複数である、
ことを特徴とする付記1乃至6のいずれか1つに記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(付記8)
前記分散剤は、ポリビニルピロリドンであって、
前記水100重量部に対して、1〜15重量部含まれる、
ことを特徴とする付記7に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
(Appendix 1)
A preparation step of preparing a reaction solution by dissolving a first metal salt containing copper, a complexing agent, a dispersant, and a second metal salt containing a metal having a lower ionization tendency than copper in water;
While stirring the reaction solution, a reducing agent is added, and a precipitation step of precipitating copper nanoparticles,
A method for producing copper nanoparticles, comprising:
(Appendix 2)
The second metal salt is a chloride containing a divalent metal having a lower ionization tendency than copper.
The manufacturing method of the copper nanoparticle of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(Appendix 3)
The reducing agent is a titanium (III) chloride solution.
The manufacturing method of the copper nanoparticle of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
(Appendix 4)
The complexing agent is trisodium citrate, EDTA-2Na,
The method for producing copper nanoparticles according to any one of appendices 1 to 3, wherein:
(Appendix 5)
The second metal salt is tin (II) chloride.
The method for producing copper nanoparticles according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein:
(Appendix 6)
The first metal salt is copper (II) chloride.
The method for producing copper nanoparticles according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein:
(Appendix 7)
The dispersant is selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, gelatin, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, N-acyl amino acid salt, or alkyl ether carboxylate 1 One or more,
The method for producing copper nanoparticles according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein:
(Appendix 8)
The dispersant is polyvinylpyrrolidone,
1 to 15 parts by weight are included with respect to 100 parts by weight of the water,
The method for producing copper nanoparticles according to Supplementary Note 7, wherein:

Claims (8)

銅を含む第1の金属塩と、錯化剤と、分散剤と、銅よりイオン化傾向の低い金属を含む第2の金属塩と、を水に溶解させ、反応溶液を調製する調製工程と、
前記反応溶液を撹拌させながら、還元剤を添加し、銅ナノ粒子を析出させる析出工程と、
を備えることを特徴とする銅ナノ粒子の製造方法。
A preparation step of preparing a reaction solution by dissolving a first metal salt containing copper, a complexing agent, a dispersant, and a second metal salt containing a metal having a lower ionization tendency than copper in water;
While stirring the reaction solution, a reducing agent is added, and a precipitation step of precipitating copper nanoparticles,
A method for producing copper nanoparticles, comprising:
前記第2の金属塩は、銅よりイオン化傾向の低い2価の金属を含む塩化物である、
ことを特徴とする請求項1に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The second metal salt is a chloride containing a divalent metal having a lower ionization tendency than copper.
The manufacturing method of the copper nanoparticle of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記還元剤は、塩化チタン(III)溶液である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The reducing agent is a titanium (III) chloride solution.
The manufacturing method of the copper nanoparticle of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記錯化剤は、クエン酸三ナトリウム、EDTA−2Naである、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The complexing agent is trisodium citrate, EDTA-2Na,
The method for producing copper nanoparticles according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記第2の金属塩は、塩化錫(II)である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The second metal salt is tin (II) chloride.
The manufacturing method of the copper nanoparticle of any one of Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.
前記第1の金属塩は、塩化銅(II)である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The first metal salt is copper (II) chloride.
The method for producing copper nanoparticles according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記分散剤は、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、N−アシルアミノ酸塩、又はアルキルエーテルカルボン酸塩からなる群から選択される1つ、又は複数である、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The dispersant is selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, gelatin, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, N-acyl amino acid salt, or alkyl ether carboxylate 1 One or more,
The method for producing copper nanoparticles according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記分散剤は、ポリビニルピロリドンであって、
前記水100重量部に対して、1〜15重量部含まれる、
ことを特徴とする請求項7に記載の銅ナノ粒子の製造方法。
The dispersant is polyvinylpyrrolidone,
1 to 15 parts by weight are included with respect to 100 parts by weight of the water,
The manufacturing method of the copper nanoparticle of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
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