KR100392942B1 - 초미립자 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분산안정성이 뛰어난 초미립자를 공업적 규모로 제조하는 것을 주요 목적으로 하며, 금속유기화합물 및 이 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분으로 주로 구성되어있고, 실질적으로 그 중심부가 금속성분으로 이루어져 있으며, 그 주변이 금속유기화합물로 둘러싸여 있는 평균 입자 지름이 1∼100nm인 것을 특징으로 하는 초미립자 및 그의 제조방법을 제공한다.

Description

초미립자 및 그의 제조방법{ULTRAFINE PARTICLES AND PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF}

입자 지름이 100nm이하인 초미립자는 그 특성이 일반 미립자와는 크게 다르다. 예를 들면, 금(Au)의 경우 입자 지름이 10nm이하가 되면 융점이 크게 저하하는 등의 특성을 볼 수 있다. 또한, 이들 초미립자는 높은 촉매작용을 갖고 있는 등 앞으로 많은 분야에서 새로운 가능성을 갖는 재료이다. 특히, 금속 초미립자는 전자재료용의 배선형성재료로서 저온소결 페이스트(paste) 등에의 응용이 고려되고 있다.

그러나 지금까지의 초미립자 제조방법에는 여러 가지 문제점이 있다. 예를 들면, 원료가 되는 금속을 약간의 가스가 존재하는 진공상태에서 증발시킴에 따라 기상 속에서 금속의 초미립자를 얻는 방법이 알려져 있다. 그런데 이 방법으로는 일반적으로 한번에 얻을 수 있는 초미립자의 생산량이 적다. 또한, 금속을 증발시키기 위해 전자빔, 플라즈마, 레이저, 유도가열기 등의 장치가 필요하고 생산비용상의 문제도 있기 때문에 대량생산에 적합하다고 말하기 어렵다. 더구나, 이와 같은 기상법에 의해서 얻게되는 초미립자는 비교적 응집하기 쉬운 물성 상의 결점도 존재한다.

상기와 같은 기상법에 대해, 액상 속에서 초미립자를 제조하는 방법도 제안되고 있다. 예를 들면, 소수성반응 용기 내에서 암모니아성 질산은 착체 용액(ammoniacal silver nitrate complex solution)을 환원해서 은 초미립자를 제조하는 방법이 알려져 있다. 그러나 액상법에 의해서 얻어지는 초미립자도 응집성이 비교적 강하다.

또한, 이들 제조방법의 경우 안정적으로 분산시키기 위해 계면활성제로 코팅해 보호콜로이드화할 필요가 있지만, 그래도 여전히 분산안정성의 면에서는 개선의 여지가 있다.

본 발명은 초미립자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 초미립자의 모식도 이다.

도 2는 실시예1에서 얻은 초미립자의 입자구조를 나타내는 도면(이미지도면)이다.

도 3은 실시예1에서 얻은 초미립자의 X선 회절분석의 결과를 나타내는 도면이다.

이와 같이, 분산안정성이 뛰어난 초미립자를 공업적 규모로 생산하기 위해서는 더욱 새로운 기술개발이 절실히 요구되는 상황이다. 따라서, 본 발명은 분산안정성이 뛰어난 초미립자를 공업적 규모로 제조하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기의 종래 기술의 문제점을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 특정의 제조방법에 의해 얻게되는 초미립자는, 그 특이한 구성을 토대로 특유의 성질을 발현하는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 하기의 초미립자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

1. (a) 금속유기화합물 및 (b) 이 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분으로 주로 구성되어있고, 실질적으로 그 중심부가 금속성분으로 이루어져있으며, 그 주위가 금속유기화합물에 의해 둘러싸여 있는, 평균입자 지름이 1∼100nm인 것을 특징으로 하는 초미립자.

2. 금속유기화합물을, 공기를 차단한 불활성가스 분위기 하에 두고, 그 금속유기화합물의 분해개시 온도 이상, 및 완전분해온도 미만의 온도에서 가열하는 것을 특징으로 하는 초미립자의 제조방법.

이하, 본 발명에 관한 초미립자 및 그 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 초미립자는, (a) 금속유기화합물 및 (b) 이 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분으로 주로 구성되어있고, 실질적으로 그 중심부가 금속성분으로 이루어져 있으며, 그 주변이 금속유기화합물로 둘러싸여 있는 평균 입자 지름이 1∼100nm인 것이 특징이다.

본 발명에 있어, 상기 (a)의 금속유기화합물은, 유기금속화합물 외에 금속 알콕사이드(alkoxide) 등도 포함한다. 금속유기화합물로서는 특별한 제한이 없으며, 또한 어느 시판품도 사용할 수 있다. 예를 들면, 나프텐산염(naphthenate), 옥탄산염(octanoate), 스테아린산염(stearate), 안식향산염(벤조산염; benzoate), p-톨루일산염(p-톨루엔카르복실산염; p-toluenecarboxylate), n-데칸산염(n-decanoate), 등의 지방산염, 이소프로폭사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide) 등의 금속 알콕사이드(alkoxide), 금속의 아세틸아세토네이트(acetylacetonate) 착염 등을 들 수 있다. 이 가운데에서도 특히 올레인산염(oleate), p-톨루엔카르복실산염(p-toluenecarboxylate), 스테아린산염(stearate), n-데칸산염(n-decanoate), 금속 에톡사이드(ethoxide), 금속 아세틸아세토네이트(acetylactonate) 등이 바람직하다. 지방산 염으로서는 특히 직쇄 지방산(straight-chain fatty acids)이 바람직하며, 탄소 수는 통상 6∼30정도이며, 더욱 바람직한 것은 10∼18이다.

또한, 금속유기화합물은 단독으로 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 금속유기화합물의 금속도 특별한 제한 없이 최종제품의 용도 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 (b)의 금속성분은, 상기 금속유기화합물에서 유래한 것이라면 특별히 제한되지 않지만, 바람직한 것은 Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pd, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Mo, Ca, Sr, Ba, Sb 및 Bi 가운데 적어도 1종류로 한다. 본 발명의 금속성분으로서는 이들 금속단체, 이들 금속의 혼합물, 합금, 금속간 화합물 등 모든 상태를 포함한다.

본 발명의 초미립자에 있어 금속성분의 비율은 최종제품의 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 통상적으로는 50∼90중량%정도로 하면 좋다. 예를 들면, 금속코팅용으로 사용하는 경우는 통상 50∼80중량%, 특히 60∼80%중량%으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 초미립자 구조의 모식도를 도1에 나타낸다. 본 발명의 초미립자는, (a) 금속유기화합물 및 (b) 이 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분으로 주로 구성되어있고, 실질적으로 그 중심부가 금속성분으로 되어있으며, 그 주변을 금속유기화합물이 둘러싸고 있는 상태이다. 여기서 금속유기화합물과 거기서 유래하는 금속성분의 양자는 그 일부 또는 전부가 화학적으로 결합한 상태로 일체화해서 존재하고 있다. 이 점이 종래의 계면활성제로 코팅된 제품과 다르다.

또한, 실질적으로 금속성분으로 이루어져있는 중심부(금속코아)에는 금속유기화합물과 거기서 유래하는 유기질 성분 등도 포함되는 경우가 있으며, 이것들도 본 발명에 포함된다. 마찬가지로 금속코아의 주위를 둘러싸고 있는 부분은 실질적으로 금속유기화합물로 구성되어 있지만, 그 외에도 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분, 유기질 성분 등이 포함되어 있어도 괜찮다.

초미립자의 평균입자 지름은 통상 1∼100nm 정도이지만, 최종제품의 용도 등에 따라 변경하는 것이 가능하다. 예를 들면, 금속코팅용으로 사용하는 경우에는 통상 1∼50nm정도이며, 더욱 바람직한 것은 1∼10nm으로 한다.

본 발명의 초미립자는, 예를 들면 금속유기화합물을, 공기를 차단한 불활성가스 분위기 하에 두고, 그 금속유기화합물의 분해개시 온도 이상, 및 완전분해온도 미만의 온도범위 내에서 가열하여 제조할 수 있다.

금속유기화합물로서는, 특별히 그 종류는 제한하지 않고, 앞에서 언급한 것을 사용할 수 있다. 이들 가운데에서도 특히 올레인산염(oleate), p-톨루엔카르복실산염(p-toluenecarboxylate), 스테아린산염(stearate), n-데칸산염(n-decanoate), 금속 에톡사이드(ethoxide), 금속 아세틸아세토네이트(acetylactonate) 등이 바람직하다.

금속유기화합물의 금속성분에 대해서는, 예를 들면 거기에서 얻게 되는 초미립자를 금속코팅막용으로 사용하는 경우는, 그 금속성분이 주로 금속코팅막을 형성하게 되기 때문에, 그 용도 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 구체적으로는, 금속코팅막용으로 사용하는 경우는, 스테아린산은(silver stearate), 올레인산 구리(copper oleate) 등을 사용할 수 있다. 이것들은 시판되고 있는 제품을 그대로 사용해도 좋다.

덧붙여, 예를 들면, 승화성이 있거나, 급격히 분해하는 등의 특성을 갖고있는 금속유기화합물이라해도 승화성을 억제하기 위해 높은 비등점의 용제를 첨가하는 등의 고안을 함에 따라 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에서는, 예를 들면 2종 이상의 금속을 포함하는 금속유기화학물을 미리 혼합함에 따라 합금형의 초미립자를 제조하는 것도 가능하다.

출발 원료로서의 금속유기화합물의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 고체(분말상태, 과립상태), 액체 등 어느 것이라도 괜찮다. 또한, 고체의 경우, 융점을 갖는 화합물도, 혹은 융점을 갖지 않는 화합물도 괜찮다. 본 발명은 특히 융점을 갖는 화합물이 바람직하고, 이와 같은 화합물로서는 지방산염 등을 가장 적절히 사용할 수 있다. 융점을 갖지 않는 화합물을 사용하는 경우는 그 화합물을 용해할 수 있거나, 또는 그 화합물의 분해개시온도보다 높은 비등점을 갖는 용매에 녹인 후에 가열하면 좋다.

가열온도는 금속유기화합물이 완전히 분해하지 않는 한 특별히 제한되지 않는다. 즉, 그 금속유기화합물의 분해개시온도 이상, 및 완전분해온도 미만의 온도범위 내에서 하면 좋다. 분해개시온도란, 그 금속유기화합물의 유기질 성분이 분해하기 시작하는 온도를 말하며, 또 완전분해온도란 그 금속유기화합물의 유기질 성분이 완전히 분해해 버리는 온도를 말한다. 이 온도범위 내에 있어 금속유기화합물의 종류 등에 따라 가열온도를 적절히 설정하면 된다. 예를 들면, 분해개시온도가 약 200℃이며, 완전분해온도가 약 400℃인 금속유기화합물의 경우, 200℃∼400℃의 온도범위 내에서 가열온도를 계속해서 유지하면 좋다. 또한, 계속적인 유지시간은 가열온도 등에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

가열분위기는 공기를 차단한 불활성 가스 분위기라면 좋고, 불활성 가스로서는 질소, 이산화탄소, 아르곤, 헬륨 등을 사용할 수 있다. 이것들은 기류로서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 가열할 때에, 금속유기화합물에 각종 알코올류를 첨가할 수도 있다. 이에 따라, 가열온도(분해개시온도)를 낮출 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다. 알코올류로서는, 적어도 상기의 효과를 얻을 수 있는 한 특별한 제한이 없으며, 예를 들면 글리세린(glycerine), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 라우릴(lauryl) 알코올 등을 들 수 있다. 알코올류의 첨가량은, 사용하는 알코올의 종류 등에 따라 적절하게 정할 수 있지만, 통상적으로는 금속유기화합물 100중량부에 대해 5∼20 중량부 정도이며, 더욱 바람직한 것은 10∼15중량부로 하면 좋다.

덧붙여, 본 발명의 제조방법으로는, 이들 성분 이외에도, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 유동 파라핀, 각종 석유계통의 고 비등점 용매, 유지 등 알려진 각종 첨가제를 배합함에 따라 작업성 등을 개선하는 것이 가능하다.

가열이 종료한 후, 필요에 따라 정제를 행한다. 정제방법은 알려진 정제법도 적용할 수 있으며, 예를 들면 원심분리, 막정제, 용매추출 등의 방법으로 행하면 좋다.

본 발명의 제조방법으로는, 특히 금속유기화합물을 일정한 분위기 하에서 비교적 저온으로 가열처리 함에 따라, 종래와는 다른 구조의 초미립자를 얻을 수가 있다.

즉, 본 발명의 초미립자는, 금속코아의 주위를 금속유기화합물이 둘러싸고 있는 구조로 되어 있기 때문에, 분산안정성이 뛰어나며, 용제에 분산시키면 가용화 상태가 된다. 예를 들면, 그대로 톨루엔, 헥산(hexane), 등유(kerosine) 등에 분산해서 사용해도 좋고, 또한 공지의 페이스트화제에 배합해서 페이스트로 사용할 수도 있다.

이와 같은 특징을 갖고있는 본 발명의 초미립자는, 전자재료(프린트배선, 도전성 재료 등), 자성재료(자기기록 매체, 전자파 흡수체, 전자파 공명기 등), 촉매재료(고속반응촉매, 센서 등), 구조재료(원적외선 재료, 복합피막 형성재 등) 세라믹·금속재료(소결 보조제, 코팅재료 등), 의료재료 등 각종 용도에 폭넓게 사용할 수가 있다.

이하, 실시 예를 제시하여, 본 발명이 특징으로 하는 것을 보다 명확하게 설명한다.

실시예1

금속유기화합물로서 스테아린산은(silver stearate)을 사용해서 초미립자를 제조했다.

먼저, 공지의 방법에 따라 스테아린산은을 제조했다. 시판되고있는 스테아린산나트륨을 순수에 60℃로 가열 용해했다. 따로, 같은 당량의 질산은을 순수에 용해해서, 앞의 스테아린산나트륨 수용액에 넣었다. 석출한 스테아린산은을 흡인여과기를 이용해 여과 분리한 후, 건조기를 이용해 건조했다.

이와 같이 방법으로 얻은 스테아린산은 100ｇ을 칭량하여, 이것을 용량 500ml의 둥근 바닥형 플라스크(round bottomed flask)에 투입하여 질소기류 하(유량 100ml/min)에서 가열했다. 가열온도는 250℃로 하여, 이 온도를 4시간 계속 유지했다. 가열함에 따라 백색의 스테아린산은은 , 처음에는 용융하고, 그 후 가열 분해하여 변성하며, 서서히 변색해서 마지막에는 자색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 용매추출 방법으로 정제하여 분말을 얻었다.

이 변성한 분말을 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름은 약 5nm의초미립자로 구성되어있었다. 그 이미지 도면을 도2에 나타낸다. 더욱이, 분말X선 회절을 행한 결과, 금속은의 코아가 확인되었다. 그 결과를 도3에 나타낸다. 또한, 열분석으로 금속성분의 비율을 조사한 결과, 유기성분이 약 25%를 차지하고 있으며, 원소분석의 결과 등에 따라 스테아린산기인 것을 확인할 수 있었다.

게다가, 이 초미립자로 이루어진 분말을 톨루엔 및 n-헥산(n-hexane)으로 각기 분산시킨 결과, 어느 경우에도 침전은 인정되지 않았으며, 투명한 상태가 되었다. 즉, 가용화 상태가 되어있는 것이 인정되었다.

상기 가용상태의 초미립자를 폴리이미드(polyimide) 상에 도포하여 건조한 후에 가열하면, 약 220℃에서 쉽게 소결하여 은코팅막이 형성되었다.

실시예2

금속유기화합물로서 올레인산 구리(copper oleate)을 사용하여 초미립자를 제조했다.

먼저, 공지의 방법에 따라 올레인산 구리(copper oleate)을 제조했다. 시판되고 있는 올레인산 나트륨(sodium oleate)을 순수에 60℃로 가열 용해했다. 따로, 같은 당량의 질산구리를 순수에 용해해서, 앞의 올레인산 나트륨(sodium oleate) 수용액에 넣었다. 석출한 기름상의 올레인산 구리(copper oleate)을 분액깔대기를 이용해 분리했다.

이렇게 해서 얻은 올레인산 구리(copper oleate) 100ｇ을 칭량하여, 이것을 용량 500ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입하여 질소기류 하(유량 100ml/min.)에서가열했다. 가열온도는 300℃로 하였으며, 이 온도를 4시간 계속 유지했다. 가열함에 따라 가열 분해하여 변성하고, 서서히 변색해서 최종적으로는 짙은 녹색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 용매 추출방법에 따라 정제해서 분말을 얻었다.

이 변성한 분말을 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름이 약 10nm인 초미립자로 구성되어있었다. 더욱이, 분말X선 회절을 행한 결과, 금속구리의 코아가 확인되었다.

이 초미립자로 이루어진 분말을 톨루엔 및 벤젠에 각각 분산시킨 결과, 어느 경우에도 침전은 인정되지 않고, 투명한 상태가 되었다. 즉, 가용화 상태가 되어있는 것이 인정되었다.

이것을 유리기판 위에 도포하여, 질소분위기 하에서 가열하면, 약 250℃에서 쉽게 소결하여 구리 코팅막이 형성되었다.

실시예3

금속유기화합물로서 p-톨루엔카르복실산 니켈(nickel p-toluenecarboxylate)을 이용하여 초미립자를 제조했다.

먼저, 공지의 방법에 따라 p-톨루엔카르복실산 니켈을 제조했다. 시판되고있는 p-톨루엔카르복실산과 수산화나트륨을 순수에 넣고 60℃로 가열 용해해서 나트륨 p-톨루엔카르복실레이트(sodium p-toluenecarboxylate)를 얻었다. 따로, 같은 당량의 염화니켈을 순수에 용해해서 앞의 나트륨 p-톨루엔카르복실레이트 수용액에 넣었다. 석출한 니켈 p-톨루엔카르복실레이트를 흡인여과기를 이용해서 여과 분리한후, 건조기를 이용해 건조했다.

이렇게 해서 얻은 니켈 p-톨루엔카르복실레이트 100ｇ을 칭량하여, 이것을 용량 500ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입하여 아르곤기류 하(유량 100ml/min.)에서 가열했다. 가열온도는 290℃로 하였으며, 이 온도를 5시간 계속 유지했다. 가열함에 따라서 니켈 p-톨루엔카르복실레이트는 처음에는 용융하고, 그후 가열 분해하여 변성하며, 서서히 변색해 최종적으로는 청록색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 정제해서 분말을 얻었다.

이 분말로 분말X선 회절을 행한 결과, 금속니켈 코아가 확인되었다. 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름이 약 10nm인 초미립자로 구성되어 있었다. 더욱이, 또 열 분석에 의해 금속성분의 비율을 조사한 결과, 유기성분이 약 30중량%를 차지하고 있으며, 원소분석의 결과 등에 따라p-톨루엔카르복실산(p-toluenecarboxylic acid) 기인 것을 확인할 수 있었다.

더욱이, 이 초미립자로 구성된 분말을 등유(kerosine)에 분산시킨 결과, 투명한 상태가 되었다.

실시예4

금속유기화합물로서 올레인산은(silver oleate)을 이용하여 초미립자를 제조했다.

먼저, 공지의 방법에 따라 올레인산은을 제조했다. 시판되고있는 올레인산나트륨(sodium oleate)을 순수에 60℃로 가열 용해했다. 따로, 같은 당량의질산은(silver nitrate)을 순수에 용해하여, 앞의 올레인산나트륨 수용액에 넣었다. 석출한 올레인산은을 흡인여과기를 이용하여 여과 분리한 후, 건조기를 이용해 건조했다.

이렇게 해서 얻은 올레인산은 100g을 칭량하여, 이것을 용량 500ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입해서, 비등점 250℃의 나프텐계(naphthenic) 탄화수소 용매를 100ml첨가해서, 헬륨기류 하(유량 100ml/min.)에서 가열했다. 가열온도는 250℃로 하였으며, 이 온도를 4시간 계속해서 유지하였다. 가열함에 따라 백색의 올레인산은은 처음에는 용융하고, 그후 가열 분해하여 변성하며, 서서히 변색해 최종적으로는 자색의 액체가 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 한외 여과막으로 정제해서 분말을 얻었다.

이 변성한 분말을 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름이 약 4nm인 초미립자로 구성되어 있었다. 더욱이, 분말X선 회절을 행한 결과, 금속은의 코아가 확인되었다. 또한, 열 분석에 의한 금속성분의 비율을 조사한 결과, 유기성분이 약 20중량%를 차지하고 있으며, 원소분석의 결과 등에 따라 올레인산 기인 것을 확인할 수 있었다.

더욱이, 이 초미립자로 이뤄진 분말을 톨루엔 및 n-헥산(n-hexane)에 각기 분산시킨 결과, 어느 경우에 있어서도 침전은 인정되지 않고, 투명한 상태로 되었다. 즉, 가용화 상태가 되어있는 것이 인정되었다.

실시예5

금속유기화합물로서 n-데칸산은(silver n-decanoate)을 이용해 초미립자를 제조했다.

먼저, 공지의 방법에 따라 n-데칸산은을 제조했다. 시판되고있는 n-데칸산(n-decanoic acid)과 수산화나트륨을 순수에 넣고, 60℃로 가열 용해해서 n-데칸산 나트륨(sodium n-decanoate)을 얻었다. 따로, 같은 당량의 질산은을 순수에 용해하여, 앞의 n-데칸산 나트륨 수용액에 넣었다. 석출한 n-데칸산은을 흡인여과기를 이용해 여과 분리한 후, 건조기를 이용해 건조했다.

이렇게 해서 얻은 n-데칸산은 100g을 칭량하여, 이것을 용량 500ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입해서 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)을 첨가해 질소기류 하(유량 100ml/min.)에서 오일 용기를 이용해 가열했다. 가열온도는 150℃로 하여, 이 온도를 4시간 계속해서 유지했다. 가열함에 따라 백색의 n-데칸산은은 처음에는 용융하고, 그후 가열 분해하여 변성하며, 서서히 변색해서 최종적으로는 자색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 용매추출 방법에 따라 정제해서 분말을 얻었다. 더욱더, 이 초미립자로 구성된 분말을 톨루엔 및 n-헥산(n-hexane)에 각기 분산시킨 결과, 어느 경우에도 침전은 인정되지 않고, 투명한 상태가 되었다. 즉 가용화 상태가 되어있는 것이 인정되었다.

실시예6

금속유기화합물로서 니오븀 에톡사이드(niobium ethoxide)를 이용해 초미립자를 제조했다.

니오븀 에톡사이드는 액체 상태로, 시판되는 것을 사용했다. 이 니오븀 에톡사이드를 10g 칭량하여, 이것을 용량 100ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입하여, 유동 파라핀을 첨가해, 아르곤기류 하(유량 100ml/min.)에서 가열했다. 가열온도는 150℃로 하였으며, 이 온도를 4시간 계속해서 유지했다. 가열함에 따라 니오븀 에톡사이드는 처음에 가열 분해하여 변성하고, 서서히 변색해 최종적으로는 회색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 용매추출 방법에따라 정제해서 분말을 얻었다. 이 분말을 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름이 약 20nm인 초미립자로 구성되어 있었다.

실시예7

금속유기화합물로서 구리 아세틸아세토네이트(copper acetylacetonate)를 이용해서 초미립자를 제조했다.

구리 아세틸아세토네이트는 시판되고 있는 것을 이용했다. 이 구리 아세틸아세토네이트 10g을 칭량하여, 이것을 용량 100ml의 둥근 바닥형 플라스크에 투입하고, 크실렌을 첨가하여, 질소기류 하(유량100ml/min.)에서 가열했다. 가열온도는 150℃로 하였으며, 이 온도를 4시간 계속해서 유지했다. 가열함에 따라 구리 아세틸아세토네이트는 가열 분해하여 변성하고, 서서히 변색해서 최종적으로는 녹색이 되었다. 이렇게 해서 얻은 시료를 원심분리 방법에 따라 정제해 분말을 얻었다. 이 변성한 분말을 투과형 전자현미경으로 관찰한 결과, 입자 지름이 약 50nm인 초미립자로 구성되어 있었다.

본 발명의 초미립자는, 금속코아의 주위를 금속유기화합물이 둘러싸고 있는 구조로 되어 있기 때문에, 분산안정성이 뛰어나며, 용제에 분산시키면 가용화 상태가 된다. 예를 들면, 그대로 톨루엔, 헥산(hexane), 등유(kerosine) 등에 분산해서 사용해도 좋고, 또한 공지의 페이스트화제에 배합해서 페이스트로 사용할 수도 있다.

이와 같은 특징을 갖고있는 본 발명의 초미립자는, 전자재료(프린트배선, 도전성 재료 등), 자성재료(자기기록 매체, 전자파 흡수체, 전자파 공명기 등), 촉매재료(고속반응촉매, 센서 등), 구조재료(원적외선 재료, 복합피막 형성재 등) 세라믹·금속재료(소결 보조제, 코팅재료 등), 의료재료 등 각종 용도에 폭넓게 사용할 수가 있다.

Claims (7)

1. (a) 알콕사이드, 아세틸아세토네이트 착체 및 C6-30 지방산의 금속염으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 최소한 하나의 금속유기화합물 및 (b) 상기 금속유기화합물에서 유래하는 금속성분을 포함하고, 그 중심부가 금속성분으로 이루어져있으며, 그 주위가 금속유기화합물에 의해 둘러싸여 있는, 평균입자 지름이 1∼100nm인 것을 특징으로 하는 초미립자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속성분이 Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pd, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Os, Ir, Pt, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Mo, Ca, Sr, Ba, Sb 및 Bi 가운데 적어도 1종류인

   초미립자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 금속성분의 함유량이 50∼90중량%인

   초미립자.
4. 알콕사이드, 아세틸아세토네이트 착체 및 C6-30 지방산의 금속염으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 최소한 하나의 금속유기화합물을, 공기를 차단한 불활성가스 분위기 하에 두고, 그 금속유기화합물의 분해개시 온도 이상, 및 완전분해온도 미만의 온도에서 가열하는 것을 특징으로 하는 초미립자의 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 불활성 가스로서 질소, 이산화탄소, 아르곤 및 헬륨 가운데 적어도 한 종류의 기류를 이용하는

   초미립자의 제조방법.
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7. 제4항에서 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   가열할 때 상기 금속유기화합물에 알코올 류를 첨가하는

   초미립자의 제조방법.