JP5268174B2 - 結晶性銅アルミネート微粒子、該微粒子分散ゾル、および該微粒子の製造方法 - Google Patents

結晶性銅アルミネート微粒子、該微粒子分散ゾル、および該微粒子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、結晶性に優れた銅アルミネート微粒子、該微粒子分散ゾル、および該微粒子の製造方法に関する。
従来、半導体特性を有する多くの元素、金属酸化物、複合金属酸化物が知られている。単元素半導体としては珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)、ダイアモンド(C)等が知られており、金属酸化物半導体としては亜酸化銅(Cu2O)、酸化銅(CuO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)、酸化錫(SnO2)等が知られており、複合金属酸化物半導体としては錫ドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫、アルミニウムドープ酸化亜鉛等が知られている。
上記半導体の多くはn型半導体として知られており、更に透明酸化物半導体は全てn型半導体であった。近年、p型の透明酸化物半導体として銅アルミネート(CuAlO2)が見出された。この銅アルミネートp型半導体はn型半導体と接合させて発光材料、太陽電池、タッチパネル等への応用が期待されている。
従来、p−n接合により半導体機能を発現させるためには薄膜を形成する必要があり、例えば、紫外線レーザーによるPulsed Laser Deposition(PLD)法、イオンスパッタ法等があるが、いずれも真空で大がかりな装置が必要なため大面積薄膜の製造に難があり、また、コスト的にも問題があった。
一方、特開2003−192345公報(特許文献1)等には、大面積の導電性銅アルミ酸化物を常圧の大気中にて製造し、pn接合として構成するために、硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる原料水溶液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリコン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静置した後、乾燥、焼成する銅アルミ酸化物薄膜の製造方法が開示されている。
しかしながら、前記した大面積の半導体薄膜を製造する方法としての湿式塗布液法では、銅アルミネートの粉体粒子が粗大であったり、不均一であるために均一な薄膜を形成することが困難であった。また、結晶性が不充分なために、得られる半導体膜の半導体性能が不充分になる等の問題があった。
本発明者等は鋭意検討した結果、特定の粒子成長調整剤の存在下で銅水酸化物およびアルミニウム水酸化物の混合ゲルを調製し、洗浄、乾燥した後、加熱処理、粉砕すると結晶性に優れた微細なコロイド領域の結晶性銅アルミネートが得られることを見出して本発明を完成するに至った。
特開2003−192345公報
本発明は、微細で結晶性に優れた結晶性銅アルミネート微粒子、結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾルおよびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明の結晶性銅アルミネート微粒子は、平均粒子径が30〜300nmの範囲にあり、結晶子径が5〜50nmの範囲にあることを特徴とする。
結晶性銅アルミネート微粒子の体積抵抗値は常温で10〜108Ω・cmの範囲にあることが好ましい。
本発明の結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾルは、前記結晶性銅アルミネート微粒子が分散媒に分散してなることを特徴する。
本発明の結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法は、下記の工程(a)〜(e)からなり、該結晶性銅アルミネート微粒子の平均粒子径が30〜300nmの範囲にあることを特徴とする。
(a)銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液とアルカリ水溶液とを混合して銅水酸化物ゲルおよびアルミニウム水酸化物ゲルからなる混合水酸化物ゲル分散液を調製する工程
(b)前記混合水酸化物ゲルを洗浄する工程
(c)前記洗浄した混合水酸化物ゲルを乾燥する工程
(d)乾燥した銅・アルミニウム混合水酸化物を600〜1200℃で加熱処理して結晶性銅アルミネート粒子とする工程
(e)結晶性銅アルミネート粒子を乾式粉砕または湿式粉砕する工程
前記工程(a)は、カルボン酸、カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸、またはヒドロキシカルボン酸塩から選ばれる粒子成長調整剤の存在下で行うことが好ましい。
前記工程(c)の乾燥温度が120℃以下であることが好ましい。
前記工程(d)の加熱処理を不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
本発明の結晶性銅アルミネート微粒子は微細であり、結晶性と透明性に優れている。このため、該結晶性銅アルミネート微粒子および該微粒子分散ゾルは透明薄膜、半導体膜等として、好適に用いることができる。
本発明の結晶性銅アルミネートの製造方法によれば、結晶性と透明性に優れた結晶性銅アルミネートを簡易なプロセスによって製造することができる。
結晶性銅アルミネート微粒子
本発明の結晶性銅アルミネート微粒子は、X線的に、即ちX線回折において結晶性が高く、平均粒子径が30〜300nmの範囲にあり、結晶子径が5〜50nmの範囲にあることを特徴としている。
結晶性銅アルミネート微粒子の結晶性が不充分な場合は、P型半導体としての特性が低下し、例えばp−n接合した場合正孔の濃度が低いため空乏層の形成が不充分となり、発光性、発電性が低下する。
結晶性銅アルミネート微粒子の平均粒子径が30nm未満の場合は、結晶性が低くなるためp型半導体の特性が低下する。平均粒子径が300nmを超えると、粒子径が大きいため被膜形成時に造膜性が低下し、均一な被膜を形成できない場合がある。
結晶性銅アルミネート微粒子のさらに好ましい平均粒子径は50〜200nmの範囲である。このような平均粒子径は、動的光散乱法粒度測定装置(大塚電子(株)製:PAR−III)を用いて測定することができる。
また、結晶性銅アルミネート微粒子の結晶子径が5nm未満の場合は、結晶性が低いためp型半導体の特性が低下する。結晶子径が50nmを超えるものは得ることが困難である。
結晶性銅アルミネート微粒子のさらに好ましい結晶子径は10〜50nmの範囲である。
本発明に用いる結晶子径は、X線回折により、メインピーク(ミラー指数h=0、k=0、l=6)の半価幅(β)より、Scherrerの式D=λ/βcosθ(D:結晶子径、λ=X線波長(Å)、θは反射角で2θ=31.669)により求めることができる。
結晶性銅アルミネート微粒子の体積抵抗値は、常温(25℃)で10〜108Ω・cm、さらには102〜106Ω・cmの範囲にあることが好ましい。
結晶性銅アルミネート微粒子の体積抵抗値が10Ω・cm未満の場合は、正孔のキャリアー濃度が高くなり過ぎ可視光領域での光吸収が増加し、透明な被膜が得難くなる。体積抵抗値が108Ω・cmを超えるとp型半導体としての特性が低下する。
このような体積抵抗値の測定方法は、先ず、試料を乾燥処理し、乾燥粉体をセルに充填し、上部、下部に端子の付いた電極を取り付け9.8Mpaに加圧する。次に、端子間距離(B)をノギスで測定し、抵抗値(A)を東陽テクニカ社製エレクトロメータ6517型にて測定する。体積抵抗値は次式(1)により求めた。
A-A'(Ω)/B-B'(cm) ×0.5(cm2)=体積抵抗値(Ω・cm)・・・(1)
ここでB'、A'は9.8Mpa加圧時に試料を充填していない状態での、端子間距離および抵抗値である。また定数0.5(cm2)はセルの面積である。
本発明に係る結晶性銅アルミネート微粒子は、X線的に非晶質または結晶質の酸化銅(CuO)および/または酸化アルミニウム(Al23)を含まないことが好ましい。
X線的に非晶質の酸化銅が含まれていると、正孔の移動度が低下しp型半導体としての機能が低下する。また、結晶質の酸化銅が含まれていると、銅アルミネートの結晶成長が阻害されることに加え、可視光領域での光吸収が起こり、透明な被膜が得られないことがある。
X線的に非晶質または結晶質の酸化アルミニウムが含まれていると、正孔の移動度が低下し、p型半導体としての性能が不充分となることがある。
結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾル
本発明に係る結晶性銅アルミネート微粒子は、前記結晶性銅アルミネート微粒子が、水、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類等の分散媒中に分散したものである。特に、アルコール類を分散媒とする分散ゾルは、粒子の分散安定性が良好で好適である。
分散ゾル中の結晶性銅アルミネート粒子濃度は、分散安定性の点から5〜30重量%、さらには10〜25重量%の範囲にあることが好ましい。また、分散ゾルは、アセチルアセトン、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等の安定化剤を含むこともある。
結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法
次に、本発明に係る結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法を、工程順に説明する。
工程(a)
本工程に用いる銅化合物としては塩化銅、硝酸銅、硫酸銅等の他、これらの水和物および銅アルコキシド、銅キレート化合物等が挙げられる。
また、アルミニウム化合物としては塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等の他、これらの水和物およびアルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート化合物等が挙げられる。アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等も使用可能である。
先ず、各化合物の水溶液を調製する。このときの銅化合物水溶液およびアルミニウム化合物水溶液の濃度は、CuO、Al23に換算して0.1〜5重量%、さらには0.2〜3重量%の範囲にあることが好ましい。該濃度が0.1重量%未満の場合は、収率、生産性が低下する。一方、該濃度が5重量%を越えると、得られる銅アルミネート微粒子の粒子径が不均一となる傾向にある。
銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液との混合比率は銅化合物のモル数(MCU)とアルミニウム化合物のモル数(MAL)とのモル比(MCU)/(MAL)が0.7〜1.4、さらには0.8〜1.2の範囲にあることが好ましい。
前記モル比(MCU)/(MAL)が0.7未満の場合は、酸化銅の結晶化が起こり易く、銅アルミネートの結晶成長が阻害される傾向にある。前記モル比(MCU)/(MAL)が1.4を超えると、銅アルミネートの結晶成長が遅くなり、より高温での結晶化が必要となり生産性が悪化する。また、酸化アルミニウムの結晶が生成することがあり、半導体特性が低下する。
ついで、銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液との混合水溶液を充分に撹拌しながら、これにアルカリ水溶液を加える。
アルカリ水溶液としては、NaOH水溶液、KOH水溶液等のアルカリ金属塩の水溶液の他、アンモニア水、有機アミン水溶液などの塩基性水溶液を用いることができる。
なお、アルミニウム化合物水溶液としてアルミン酸アルカリ水溶液を用いる場合には、アルカリ水溶液の使用を低減し、または、不要となることがある。
アルカリ水溶液は混合水溶液のpHが3〜12、さらには4〜11の範囲となるように添加する。混合水溶液のpHが3未満の場合は、銅化合物とアルミニウム化合物の加水分解が不充分となったり、後述する工程(b)での洗浄が困難となることがあり、一方、pHが12を越えても後述する工程(b)での洗浄が困難となることがある。
なお、アルカリ水溶液を添加する際の混合水溶液の温度は特に制限はないが、通常10〜50℃、さらには15〜40℃の範囲にあることが好ましい。
工程(a)では、さらに粒子成長調整剤を用いることが好ましい。粒子成長調整剤としては、カルボン酸、カルボン酸塩、またはヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸塩が用いられる。
具体的には、蟻酸、酢酸、蓚酸、アクリル酸(不飽和カルボン酸)、グルコン酸等のモノカルボン酸およびモノカルボン酸塩、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、などの多価カルボン酸および多価カルボン酸塩等が挙げられる。
また、α−乳酸、β−乳酸、γ−ヒドロキシ吉草酸、グリセリン酸、酒石酸、クエン酸、トロパ酸、ベンジル酸のヒドロキシカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸塩が挙げられる。
工程(a)では、銅化合物水溶液および/またはアルミニウム化合物水溶液に前記粒子成長調整剤を混合して用いてもよく、あるいは粒子成長調整剤の水溶液に銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液とアルカリ水溶液とを混合してもよい。
このときの粒子成長調整剤の使用量は、粒子成長調整剤のモル数(MC)と前記銅化合物のモル数(MCU)とアルミニウム化合物のモル数(MAL)との合計モル数(MCU)+(MAL)とのモル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]が0.01〜1、さらには0.1〜0.5の範囲にあることが好ましい。
前記モル比が0.01未満の場合は、粗大な銅水酸化物ゲル、アルミニウム水酸化物ゲルが生成したり、ゲルの大きさや形状が不均一な水酸化物ヒドロゲルが生成し、このため、後述する工程(d)で加熱処理して得られ結晶性銅アルミネートの粒子径が不均一となり、工程(e)で得られる結晶性銅アルミネートの粒子径が不均一であったり、コロイド領域の粒子を得ることが困難であったり、結晶性が低下することがある。一方、前記モル比が1を越えても、さらに粒子径を均一にしたり、平均粒子径を小さく抑制する効果が向上することもなく、却って収率が低下することがある。
工程(b)
次いで、生成した混合水酸化物ゲルを洗浄する。
洗浄方法としては、陽イオン、陰イオン、あるいは塩を除去できれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、例えば、限外濾過膜法、濾過分離法、遠心分離濾過法、イオン交換樹脂法等が挙げられる。必要に応じてこれらの方法を繰り返し実施したり、併用することもできる。
なかでも、イオン交換樹脂法を洗浄工程の最後に実施すると、洗浄後のイオン濃度を効果的に低下させることができるので好ましい。例えば、予め遠心分離法あるいは限外濾過膜法で洗浄した後、イオン交換樹脂法で洗浄すると効率的である。イオン交換樹脂としては、両イオン交換樹脂を用いるか、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを順次用いることができる。
洗浄後の混合水酸化物ゲル分散液の電導度は20μS/cm以下、さらには10μS/cm以下であることが好ましい。洗浄後の電導度が20μS/cmを越えると、粒子成長調整剤の効果が充分得られないか、得られる結晶性銅アルミネートの粒子径分布が不均一となる傾向がある。
また、このときの洗浄した混合水酸化物ゲル分散液のpHは概ね5〜8の範囲である。
工程(c)
ついで、前記洗浄した混合水酸化物ゲルを乾燥する。
乾燥温度は120℃以下、さらには50〜100℃の範囲にあることが好ましい。乾燥温度が120℃を超えると酸化銅の結晶化が起こることがあり、特に後述する工程(d)で酸化銅(CuO)の結晶化が起こり、結晶性銅アルミネートの結晶性が低下したり、p型半導体特性を示さなくなることがある。
乾燥時間は特に制限はなく温度によっても異なるが、概ね1〜24時間である。
工程(d)
ついで、乾燥した銅・アルミニウム混合水酸化物を600〜1200℃で加熱処理して、結晶性銅アルミネートに転位させる。
加熱処理温度が600℃未満では、粒子の結晶性が不充分なためp型半導体の特性が不充分となることがある。加熱処理温度が1200℃を超えると、結晶粒子の焼結が進行して粗大な粒子が生成したり、後述する工程(e)で均一な微粒子が得られないことがある。
加熱処理温度のさらに好ましい範囲は700〜1000℃である。
本工程では、加熱処理を不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うと酸化雰囲気に比して低温で、概ね600〜1000℃で酸化銅を生成させることなく、また焼結を伴うことなく、結晶性に優れた結晶性銅アルミネートを得ることができる。
なお、酸化雰囲気の場合は1000℃未満では酸化銅を生成しやすく、酸化銅の生成を抑制するためには1000℃以上の高温での加熱処理を要する。しかしながら、この場合は微粒子の焼結を伴うことがある。
加熱処理時間は加熱処理温度によっても異なるが、概ね0.1〜10時間である。
工程(e)
加熱処理した結晶性銅アルミネートの粒子を乾式粉砕または湿式粉砕して結晶性銅アルミネート微粒子とする。
本発明では湿式粉砕が好ましい。乾式粉砕を行うと均一な粒子径の結晶性銅アルミネート微粒子が得難く、結晶性が低下することがある。
粉砕器としては従来公知の粉砕器を用いることができ、例えば、サンドミル、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル等が挙げられる。
湿式粉砕する場合、工程(d)で得た結晶性銅アルミネート粒子を分散媒に分散させる。分散媒としては、水、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類等が挙げられる。なかでも、アルコール類は粒子の分散安定性が良好なので好適に用いることができる。
分散液中の結晶性銅アルミネート粒子の濃度は5〜30重量%、さらには10〜25重量%の範囲にあることが好ましい。
分散液の濃度が5重量%未満の場合は、粉砕効率が悪くなり、場合によっては未粉砕の凝集物が残ることがある。一方、分散液の濃度が30重量%を超えると、粉砕した粒子が再凝集を起こすことがあり、高分散の結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾルが得られない場合がある。
このような分散液中には安定化剤が含まれていることが好ましい。安定化剤としてはアセチルアセトン、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等が挙げられる。
分散剤の使用量は特に制限はないが、結晶性銅アルミネート粒子重量の1/10000〜1/10、さらには1/1000〜1/20の範囲にあることが好ましい。
上記粉砕処理して得た結晶性銅アルミネート微粒子分散液はそのまま結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾルとして用いることもできるが、用途によって所望の分散媒に溶媒置換して用いることもでき、必要に応じて濃度調整して用いることもできる。また、結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾルは分散媒を除去し、結晶性銅アルミネート微粒子の粉体として用いることもできる。
このようにして得られた結晶性銅アルミネート微粒子の平均粒子径は30〜300nm、好ましくは50〜200nmの範囲にある。また、結晶性銅アルミネート微粒子は結晶性が高く、結晶子径は5〜50nm、さらには10〜50nmの範囲にあることが好ましい。さらに、結晶性銅アルミネート微粒子粉体の体積抵抗値は、常温(25℃)で10〜108Ω・cm、さらには102〜106Ω・cmの範囲にあることが好ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
結晶性銅アルミネート微粒子(1)分散液の調製
純水3507gにクエン酸・一水和物3.09gを溶解し、これに硝酸アルミニウム・九水和物55.15gと硝酸銅・三水和物35.52gを溶解した。このとき、混合水溶液の温度は21℃、pHは1.98であった。このときのモル比(MCU)/(MAL)は1であった。また、モル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]は0.05であった。
ついで、濃度10重量%の水酸化カリウム水溶液396.6gを添加して銅水酸化物ゲルとアルミニウム水酸化物ゲルとの混合水酸化物ゲルを調製した。このとき、温度は22℃、pHは9.16であった。
ついで、混合水酸化物ゲルを遠心分離法にて分離し、上澄み液を除去した後、純水を加え、全体を1940gとした後、超音波を照射して分散させ、ついで、限外濾過膜法により、純水15520gを用いて洗浄した。
このとき、固形分濃度は0.9重量%、分散液のpHは7.99、電導度は1.11mS/cmであった。
ついで、分散液に陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SK1-BH)100gを加えて脱イオンを行った。このときの分散液のpHは5.34、電導度は433μS/cmであった。陽イオン交換樹脂を分離した後、分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SANUPC)100gを加えて脱イオンを行った。このときの分散液のpHは8.67、電導度は39.6μS/cmであった。陰イオン交換樹脂を分離した後、分散液に新たな陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SK1-BH )100gを加えて脱イオンを行った。陽イオン交換樹脂を分離した銅水酸化物ゲルとアルミニウム水酸化物ゲルとの混合水酸化物ゲルの分散液の固形分濃度は0.9重量%、pHは7.26、電導度は6.3μS/cmであった。
ついで、乾燥機中、100℃で16時間乾燥して銅・アルミニウム混合水酸化物を得た。
ついで、銅・アルミニウム混合水酸化物を窒素ガス雰囲気下、800℃で2時間加熱処理して結晶性銅アルミネート粉末を得た。このときの結晶子径は29.4nm、体積抵抗値は5.5X104Ω・cmであった。
ついで、結晶性銅アルミネート粒子23.6g、分散媒エチルアルコール212.2g、分散剤としてアセチルアセトン0.24g、メジアとしてガラスビード(平均粒子径0.15mm)714gを粉砕器に入れ、180分間粉砕処理した。
メジアを分離した後、エチルアルコールを加えて濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(1)分散液を調製した。
結晶性銅アルミネート微粒子(1)分散液を200℃で12時間乾燥して得られた結晶性銅アルミネート微粒子(1)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無を調べ、結果を表1に示した。
結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無は、X線回折にて結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムに帰属されるピークの有無によって判断した。
また、下記のようにして結晶性銅アルミネート微粒子(1)からなる被膜を形成し、透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
透過率およびヘーズの測定
結晶性銅アルミネート微粒子(1)分散液を固形分として1.6%となるようようにエタノール/イソプロピルアルコール/ジアセトンアルコール/N、Nジメチルホルムアミド(73:16:3:8重量混合比)の混合溶媒と混合して被膜形成塗布液(1)を調製した。10cm角の板ガラスの面温を45℃にした後、スピナー塗布法で150rpm、60秒の条件で被膜形成塗布液(1)を塗布、乾燥し結晶性銅アルミネートの被膜を得た。この結晶性銅アルミネート被膜の透過率を分光光度計(日本分光(株)製:V−560)で測定し、ヘーズをヘーズコンピューター(日本電色(株)製:300A)にて測定した。
結晶性銅アルミネート微粒子(2)分散液の調製
実施例1において、クエン酸・一水和物3.48gを溶解し、これに硝酸アルミニウム・九水和物69.02gと硝酸銅・三水和物35.52gとを溶解した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(2)分散液を調製した。
このときのモル比(MCU)/(MAL)は0.8であった。また、モル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]は0.05であった。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(2)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
結晶性銅アルミネート微粒子(3)分散液の調製
実施例1において、クエン酸・一水和物3.39gを溶解し、これに硝酸アルミニウム・九水和物55.15gと硝酸銅・三水和物42.52gとを溶解した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(3)分散液を調製した。
このときのモル比(MCU)/(MAL)は1.2であった。また、モル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]は0.05であった。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(3)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
結晶性銅アルミネート微粒子(4)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を700℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(4)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(4)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
結晶性銅アルミネート微粒子(5)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を1100℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(5)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(5)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
結晶性銅アルミネート微粒子(6)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を酸素雰囲気下、1100℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(6)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(6)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例7
結晶性銅アルミネート微粒子(7)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を酸素雰囲気下、700℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(7)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(7)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例8
結晶性銅アルミネート微粒子(8)分散液の調製
実施例1において、銅水酸化物ゲルとアルミニウム水酸化物ゲルとの混合水酸化物ゲルを150℃で10時間乾燥した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(8)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(8)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例1
結晶性銅アルミネート微粒子(R1)分散液の調製
実施例1において、結晶性銅アルミネート粒子23.6g、分散剤としてアセチルアセトン0.24gを分散媒エチルアルコール471.8gに分散させ、粉砕処理することなく、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R1)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R1)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例2
結晶性銅アルミネート微粒子(R2)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を500℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R2)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R2)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例3
結晶性銅アルミネート微粒子(R3)分散液の調製
実施例1において、銅・アルミニウム混合水酸化物の加熱処理を1300℃で実施した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R3)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R3)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例4
結晶性銅アルミネート微粒子(R4)分散液の調製
実施例1において、クエン酸・一水和物4.12gを溶解し、これに硝酸アルミニウム・九水和物91.90gと硝酸銅・三水和物35.52gとを溶解した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R4)分散液を調製した。
このときのモル比(MCU)/(MAL)は0.6であった。また、モル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]は0.05であった。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R4)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例5
結晶性銅アルミネート微粒子(R5)分散液の調製
実施例1において、クエン酸・一水和物3.87gを溶解し、これに硝酸アルミニウム・九水和物55.15gと硝酸銅・三水和物53.39gとを溶解した以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R5)分散液を調製した。
このときのモル比(MCU)/(MAL)は1.5であった。また、モル比(MC)/[(MCU)+(MAL)]は0.05であった。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R5)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
比較例6
結晶性銅アルミネート微粒子(R6)分散液の調製
実施例1において、クエン酸・一水和物を使用しなかった以外は同様にして、濃度5重量%の結晶性銅アルミネート微粒子(R6)分散液を調製した。
得られた結晶性銅アルミネート微粒子(R6)について平均粒子径、結晶子径、体積抵抗値、および結晶性酸化銅、結晶性酸化アルミニウムの有無、被膜の透過率およびヘーズを測定し、結果を表1に示した。
Figure 0005268174

Claims (6)

  1. 平均粒子径が30〜300nmの範囲にあり、結晶子径が5〜50nmの範囲にあり、体積抵抗値が10〜10Ω・cmの範囲にあることを特徴とする結晶性銅アルミネート微粒子。
  2. 請求項1に記載の結晶性銅アルミネート微粒子が分散媒に分散してなる結晶性銅アルミネート微粒子分散ゾル。
  3. 下記の工程(a)〜(e)からなる、平均粒子径が30〜300nmの範囲にある結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法。
    (a)粒子成長調整剤の存在下、銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液とアルカリ水溶液とを、銅化合物水溶液とアルミニウム化合物水溶液との混合比率が銅化合物のモル数(MCU)とアルミニウム化合物のモル数(MAL)とのモル比(MCU)/(MAL)が0.7〜1.4の範囲となるように混合して銅水酸化物ゲルおよびアルミニウム水酸化物ゲルからなる混合水酸化物ゲル分散液を調製する工程
    (b)前記混合水酸化物ゲルを洗浄する工程
    (c)前記洗浄した混合水酸化物ゲルを乾燥する工程
    (d)乾燥した銅・アルミニウム混合水酸化物を600〜1200℃で加熱処理して結晶性銅アルミネート粒子とする工程
    (e)結晶性銅アルミネート粒子を乾式粉砕または湿式粉砕する工程
  4. 前記粒子成長調整剤がカルボン酸、カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸、またはヒドロキシカルボン酸塩から選ばれる1種または2種以上である請求項3に記載の結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法。
  5. 前記工程(c)の乾燥温度が120℃以下である請求項3または4に記載の結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法。
  6. 前記工程(d)の加熱処理を不活性ガス雰囲気下で行う請求項3〜5のいずれかに記載の結晶性銅アルミネート微粒子の製造方法。
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