KR101109117B1 - Preparing method of copper powder - Google Patents

Preparing method of copper powder Download PDF

Info

Publication number
KR101109117B1
KR101109117B1 KR1020090010761A KR20090010761A KR101109117B1 KR 101109117 B1 KR101109117 B1 KR 101109117B1 KR 1020090010761 A KR1020090010761 A KR 1020090010761A KR 20090010761 A KR20090010761 A KR 20090010761A KR 101109117 B1 KR101109117 B1 KR 101109117B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper
copper powder
copper sulfate
powder
weight ratio
Prior art date
Application number
KR1020090010761A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100091532A (en
Inventor
구기갑
김재경
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020090010761A priority Critical patent/KR101109117B1/en
Publication of KR20100091532A publication Critical patent/KR20100091532A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101109117B1 publication Critical patent/KR101109117B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/10Copper

Abstract

본 발명은 구리 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 황산구리 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 수산화구리 침전물을 만든 후, 환원제로서 지방족 알데히드를 사용하여 구리 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a copper powder, and more particularly, to a method for producing a copper powder using aliphatic aldehyde as a reducing agent after adding sodium hydroxide to an aqueous copper sulfate solution to form a copper hydroxide precipitate.

본 발명의 제조방법은 180 ~ 200 ℃ 이상의 높은 온도에서 환원시키는 기존 제조방법과는 달리 실온에서 자동 환원반응에 의해 구리분말의 제조가 가능하며, 환원시간이 대폭 감소시킬 수 있기 때문에 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 구리분말 제조과정에 있어서, 중간체인 히드라진-구리 착화합물 또는 구리 이온 핵생성제인 질산은 없이 구리 분말의 제조가 가능하며, 계면활성제 및 유기용매를 필요로 하지 않는다.Unlike the conventional manufacturing method of reducing at a high temperature of 180 ~ 200 ℃ or more of the present invention, the production of copper powder is possible by automatic reduction reaction at room temperature, and the reduction time can be greatly reduced, thereby greatly improving productivity. You can. In addition, in the process of preparing a copper powder, it is possible to produce a copper powder without an intermediate hydrazine-copper complex compound or a nitric acid as a copper ion nucleating agent, and does not require a surfactant and an organic solvent.

황산구리 5수화물, 포름알데히드, Copper sulfate pentahydrate, formaldehyde,

Description

구리 분말의 제조방법{Preparing method of copper powder}Manufacturing method of copper powder

본 발명은 계면활성제 및 유기용매를 사용하지 않고 구리분말을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 실온에서, 황산구리 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 수산화구리 침전물을 만든 후, 환원제로서 지방족 알데히드를 사용하여 구리 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a copper powder without using a surfactant and an organic solvent. Specifically, at room temperature, sodium hydroxide is added to an aqueous copper sulfate solution to prepare a copper hydroxide precipitate, and then aliphatic aldehyde is used as a reducing agent. It relates to a method for producing a copper powder.

구리 분말의 제조에 관한 연구는 오래전부터 수행되어 왔으며 가스 분무법, 증발/응축법, 열분해법, 습식환원법, 마이크로-에멀젼(micro-emulsion)법, 수열합성법, 졸-겔(sol-gel)법 등 다양한 방법이 알려져 있다. Research on the preparation of copper powder has been performed for a long time, and gas spraying, evaporation / condensation, pyrolysis, wet reduction, micro-emulsion, hydrothermal synthesis, sol-gel, etc. Various methods are known.

가스 분무법(gas atomization)은 고압의 불활성가스를 노즐에서 금속 용융물(melt)과 함께 분사시켜 미세 입자를 제조하는 방법이며 대량생산에 적합하지만 낮은 회수율, 불활성 분위기로 인해서 대규모 공정으로는 이용되지 않는다. 열분해법(thermal decomposition method)은 금속 화합물 전구체와 기체 환원제로 열분해하여 금속 분말을 제조하는 방법으로 미세 금속 입자의 제조가 가능하지만 열처리 과정에서 입자간 융착, 응집으로 인해 별도의 분급 공정 및 분쇄 공정이 필요하며 후막재료용 금속 분말 제조법으로 회수율이 많이 떨어진다(일본 공개특허 공보 2002-259003호). 증발/응축법(Gas evaporation method)은 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스 혹은 메탄, 암모니아 등의 활성 가스 중에서 금속 전구체 화합물을 가열 증발시키고 증발된 증기를 다시 가스 중에서 응축시킴으로 미세 금속 분말을 제조하는 방법으로 평균 입경 1 ㎛ 이하의 금속 분말 제조에 유리한 방법이지만 생산량이 극히 작아 금속 분말의 제조 단가가 매우 높다는 단점이 있다. 전술한 기상 환원법에 비하여 분말의 형상제어가 용이하고, 서브마이크론(submicron)부터 마이크론(micron) 단위까지 미세 금속 분말의 제조가 용이한 액상 환원법은 금속염 용해, 금속 이온 환원, 금속 입자 석출 등이 액체 상태에서 진행된다. Gas atomization is a method of producing fine particles by injecting a high pressure inert gas with a metal melt from a nozzle and is suitable for mass production, but is not used for large scale processes due to low recovery rate and inert atmosphere. Thermal decomposition method is a method of producing metal powder by thermal decomposition with a metal compound precursor and a gas reducing agent, which can produce fine metal particles, but due to the fusion and aggregation between particles during the heat treatment process, a separate classification process and a crushing process are performed. It is necessary and the recovery rate falls a lot by the manufacturing method of the metal powder for thick film materials (Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-259003). The gas evaporation method is a method of preparing fine metal powder by heating and evaporating a metal precursor compound in an inert gas such as helium or argon or an active gas such as methane or ammonia and condensing the vaporized vapor in the gas again. It is an advantageous method for the production of metal powder with an average particle diameter of 1 μm or less, but has a disadvantage in that the production cost of the metal powder is very small because the production amount is extremely small. Compared to the gas phase reduction method described above, the shape control of the powder is easier, and the liquid phase reduction method, which is easy to prepare fine metal powders from submicron to micron units, is suitable for dissolving metal salts, reducing metal ions, and depositing metal particles. Proceeds from the state.

지금까지 알려져 있는 구리 분말 제조 방법은 다음과 같이 분류될 수 있다. ①수산화구리, 산화구리, 탄산구리 화합물을 다가 알코올(ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol), 황 화합물 수용액, 증류수에 분산시킨 후 계면활성제, 착화제, 환원제로 구리 화합물을 환원시켜 미세 구리 입자를 제조하는 방법(PCT WO 2006/1944호), ②환원반응 촉진제(카르복시기 2개 이상 화합물), Ag염 또는 Pd 염을 첨가시켜 ①과 동일한 환원과정으로 구리 분말을 제조하는 방법(일본국 공개특허 공보 2005-307335호)과 ③수용성 구리 화합물을 증류수에 용해시키고 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물을 첨가시켜 수산화구리로 침전물을 생성하고 계면활성제와 환원제로 환원시켜 미세 구리 입자를 제조하는 방법(일본국 공개특허 공보 2000-268630호, 대한민국 공 개특허 공보 10-486604호, 대한민국 공개특허 공보 10-3169호)이 알려져 있다. Copper powder production methods known to date can be classified as follows. ① Disperse copper hydroxide, copper oxide, and copper carbonate compounds in polyhydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol), sulfur compound aqueous solution, distilled water, and reduce copper compounds with surfactants, complexing agents, and reducing agents. Method of preparing copper particles (PCT WO 2006/1944), ② Method of preparing copper powder by the same reduction process as ① by adding a reduction reaction accelerator (2 or more carboxyl compounds), Ag salt or Pd salt (Japan) Korean Patent Publication No. 2005-307335) and ③ a method of preparing fine copper particles by dissolving a water-soluble copper compound in distilled water, adding an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide to generate a precipitate with copper hydroxide, and reducing it with a surfactant and a reducing agent ( Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-268630, Korean Unexamined Patent Publication No. 10-486604, and Korean Unexamined Patent Publication No. 10-3169) There ryeojyeo.

습식 환원에 의한 구리 입자 제조 방법으로 공통적으로 이용되고 있는 부분은 ①구리 화합물로 산화구리(유기 용매로 polyol 화합물이 이용되는 경우), 수산화구리, 염화구리, 황산구리, 탄산구리(증류수가 용매로 이용되는 경우)가 이용되고 있으며, ②계면활성제로서 PVA(polyvinyl alcohol), PVP (polyivnylpyrrolidone), PEI(polyethylene imine), 젤라틴(gelatin), 덱스트린(dextrin), 알부민(albumin)을, 그리고 환원제로서 히드라진(hydrazine), 히드라진 하이드레이트(hydrazine hydrate)가 이용되고 있다. 종래 습식환원에 의한 구리 제조 방법은 비교적 낮은 환원 온도(유기 용매로 폴리올이 이용되는 경우는 제외), 나노 크기 및 마이크로 크기 구리 입자 제조, 짧은 환원시간이 유리한 점이다. 또한, 비교적 저렴한 구리 화합물인 산화구리 화합물이 구리 분말을 제조하기 위한 원료로 이용된다. 그러나, 현재 이용되고 있는 구리 분말의 제조 방법의 단점은 ①핵생성제로 이용되는 Ag 및 Pd 이온은 제조된 구리 입자에 포함되므로 순도가 낮고, ②다가 알코올이 유기 용매로 이용될 경우 구리 화합물의 낮은 용해도로 인해서 대량 생산에 제약이 있고 고온 환원 온도(180 - 200 ℃)가 요구되며, ③환원제로 이용되는 히드라진 화합물(hydrazine, hydrazine hydrate, hydrazine 수용액, hydrazine sulfate, hydrazine dihydrochloride)은 강력한 환원력을 보이지만 유사한 환원 퍼텐셜을 보이는 포름알데히드 보다 5배 ~ 50배 이상 고가이므로 산화구리를 원료로 이용한 이점이 상실되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 호흡기 독성(발암성)이 높은 문제점이 있다.Commonly used parts for the production of copper particles by wet reduction include (1) copper compounds as copper oxide (if a polyol compound is used as the organic solvent), copper hydroxide, copper chloride, copper sulfate, and copper carbonate (distilled water is used as the solvent). (Polyvinyl alcohol), PVP (polyivnylpyrrolidone), PEI (polyethylene imine), gelatin (gelatin), dextrin, albumin (albumin) as a surfactant, and hydrazine (reducing agent) as a surfactant. hydrazine) and hydrazine hydrate are used. The conventional method for producing copper by wet reduction is advantageous in that a relatively low reduction temperature (except when polyol is used as an organic solvent), nano and micro size copper particles production, and a short reduction time are advantageous. In addition, a copper oxide compound, which is a relatively inexpensive copper compound, is used as a raw material for producing copper powder. However, the drawbacks of the copper powder production method currently used are (1) Ag and Pd ions, which are used as nucleating agents, are included in the produced copper particles, so that the purity is low. Due to its solubility, mass production is restricted and high temperature reduction temperature (180-200 ℃) is required. ③ Hydrazine compounds (hydrazine, hydrazine hydrate, hydrazine aqueous solution, hydrazine sulfate, hydrazine dihydrochloride) used as reducing agents show strong reducing power but similar Since it is 5 to 50 times more expensive than formaldehyde showing a reducing potential, there is a problem in that the advantage of using copper oxide as a raw material is lost, as well as a high respiratory toxicity (carcinogenicity).

이러한 분위기 하에서 저렴한 환원제 사용, 유기용매의 배제, 고온 환원 조건(유기 용매로 polyol 또는 지방산 에스테르가 이용될 때)의 회피를 위한 구리 분말 제조 방법이 요구되고 있다. There is a need for a method for producing copper powder for use of inexpensive reducing agents under these atmospheres, elimination of organic solvents, and avoidance of high temperature reduction conditions (when polyol or fatty acid esters are used as the organic solvent).

이에, 본 발명자들은 비교적 인체에 대한 악영향이 적으며, 저렴한 환원제를 이용하고 계면활성제와 유기 용매를 사용하지 않고서 구리 분말을 제조하고자 노력, 연구한 결과, 환원제로서 지방족 알데히드를 이용한 자동 환원반응을 통하여 상온에서 계면활성제와 유기 용매 및 구리 이온 핵생성제의 사용 없이도 실온에서 짧은 환원 시간에 구리 분말을 제조할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. 즉, 본 발명은 새로운 구리 분말 제조방법을 제공하여, 생산성 및 경제성이 우수한 구리 분말을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present inventors have relatively little adverse effect on the human body, and have tried to prepare copper powder using an inexpensive reducing agent and without using a surfactant and an organic solvent, and as a result, through an automatic reduction reaction using an aliphatic aldehyde as a reducing agent. The present invention has been completed by knowing that copper powder can be produced at a short reduction time at room temperature without the use of surfactants, organic solvents and copper ion nucleating agents at room temperature. That is, an object of the present invention is to provide a new copper powder manufacturing method, to provide a copper powder excellent in productivity and economy.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 황산구리 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 수산화구리 침전물을 제조하는 제 1 단계; 및 환원제인 지방족 알데히드를 첨가하여 침전된 구리 분말을 제조하는 제 2 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 그리고 상기 제 1 단계와 제 2 단계는 10 ~ 35 ℃의 온도 조건에서 진행되는 것에 그 특징이 있다.The present invention for solving the above problems is the first step of preparing a precipitate of copper hydroxide by adding sodium hydroxide to an aqueous copper sulfate solution; And a second step of preparing precipitated copper powder by adding an aliphatic aldehyde which is a reducing agent. In addition, the first step and the second step is characterized in that proceeds at a temperature condition of 10 ~ 35 ℃.

이러한 본 발명의 구리 분말의 제조방법은 유기 용매가 구리 화합물의 환원 용매로 이용될 경우 필수적으로 동반되는 가열 환원 조작(180 ℃ 이상) 또는 고가의 히드라진 화합물이 필요하지 않으며, 저렴한 환원제를 이용할 뿐만 아니라 환원시간이 대폭 감소시킬 수 있는 바, 생산성이 높은 구리 분말 제조방법을 제공할 수 있다.Such a method of preparing the copper powder of the present invention does not require a heating reduction operation (more than 180 ° C.) or an expensive hydrazine compound, which is essential when the organic solvent is used as a reducing solvent of the copper compound, as well as using an inexpensive reducing agent. Since the reduction time can be significantly reduced, it is possible to provide a high productivity copper powder production method.

이와 같은 본 발명의 구리 분말의 제조방법을 상세하게 설명을 하겠다.Such a method for producing a copper powder of the present invention will be described in detail.

본 발명의 구리 분말 제조방법은 황산구리 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 수산화구리 침전물을 제조하는 제 1 단계; 및 환원제인 지방족 알데히드를 첨가하여 침전된 구리 분말을 제조하는 제 2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The copper powder production method of the present invention comprises the first step of preparing a copper hydroxide precipitate by adding sodium hydroxide to the copper sulfate aqueous solution; And a second step of preparing precipitated copper powder by adding an aliphatic aldehyde which is a reducing agent.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 2 단계 외에 침전된 구리 분말을 여과, 세척 및 건조하는 제 3 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the present invention may further include a third step of filtering, washing and drying the precipitated copper powder in addition to the two steps.

그리고 상기 제 1 단계 ~ 제 3 단계는 10 ~ 35 ℃에서, 더욱 바람직하게는 실온인 15 ~ 30℃에서 진행시킬 수 있는데 그 특징이 있다.And the first step to the third step can be carried out at 10 ~ 35 ℃, more preferably 15 ~ 30 ℃ room temperature is characterized by that.

제 1 단계에 있어서, 상기 황산구리 수용액은 증류수에 황산구리를, 더욱 바람직하게는 결정성 황산구리 5수화물이 용해시켜서 제조하는데, 이때, 상기 황산구리와 증류수의 중량비는 1:2 ~ 1:8를, 더욱 바람직하게는 1:3 ~ 1:5 중량비가 적합 하다. 이러한 중량 비율은 온도 범위 20 ℃ ~ 30 ℃에서 황산구리의 용해도로부터 결정되며, 상기 범위를 벗어 날 경우, 구리 이온의 급격한 환원 반응에 의해서 조대한 구리 입자가 생성되거나 생성되는 구리 분말의 양이 작아지기 때문에 산업적 이용 가능성이 낮아진다. 또한, 열역학적으로 정해진 용해도 범위를 벗어날 경우 상기 황산구리를 용해시키는 데 소요되는 증류수 양이 증가되는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내에서 증류수와 결정성 황산구리 5수화물을 사용하는 것이 가장 좋다.In the first step, the copper sulfate aqueous solution is prepared by dissolving copper sulfate in distilled water, more preferably crystalline copper sulfate pentahydrate, wherein the weight ratio of copper sulfate to distilled water is 1: 2 to 1: 8, more preferably 1: 3 to 1: 5 weight ratio is suitable. This weight ratio is determined from the solubility of copper sulfate in the temperature range of 20 ° C. to 30 ° C., and if it is outside the above range, coarse copper particles are produced or the amount of copper powder produced is reduced by rapid reduction of copper ions. This lowers industrial applicability. In addition, since the amount of distilled water required to dissolve the copper sulfate may increase when it is out of the thermodynamically determined solubility range, it is best to use distilled water and crystalline copper sulfate pentahydrate within the above range.

그리고 수산화구리 침전을 위해서 가해지는 상기 수산화나트륨은 상기 황산구리 1 중량비에 대하여, 0.35 ~ 0.65 중량비를, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 0.5 중량비를 사용하는 것이 좋다. 여기서, 수산화나트륨을 황산구리 1 중량비에 대하여 0.35 미만으로 사용 시 수산화나트륨이 침전되지 않고 증류수에 용해된 상태로 존재하는 문제가 발생할 수 있고, 0.65 중량비를 초과하여 사용하면 구리이온과 수산화 이온의 착화합물 형성으로 인해서 환원 반응에 대한 영향이 있을 수 있으므로 수산화나트륨의 혼합 비율은 상기 조건을 벗어나지 않는 것이 바람직하다. The sodium hydroxide added for copper hydroxide precipitation is preferably 0.35 to 0.65 weight ratio, more preferably 0.4 to 0.5 weight ratio, based on 1 weight ratio of copper sulfate. In this case, when sodium hydroxide is used in an amount less than 0.35 with respect to 1 weight ratio of copper sulfate, sodium hydroxide may not be precipitated, but may be present in a dissolved state in distilled water. Due to this may have an effect on the reduction reaction, it is preferable that the mixing ratio of sodium hydroxide does not deviate from the above conditions.

제 2 단계에 있어서, 구리 이온의 환원제로 이용된 지방족 알데히드는 황산구리 수용액에서 수산화나트륨 첨가에 의해 생성되는 수산화구리에 대해서 뛰어난 환원력을 나타내는데 수산화구리의 환원을 위해서 가해지는 지방족 알데히드 중량은 상기 황산구리 1 중량비에 대하여 0.1 ~ 0.4 중량비를, 더욱 바람직하게는 1 : 0.12 ~ 0.3 중량비로 첨가하는 것이 좋은데, 상기 중량비는 수산화구리 또는 산화구리와 지방족 알데히드의 화학양론 반응식으로부터 결정되며, 환원 반응을 최소한 으로 유도하기 위한 환원제 농도와 실험적으로 결정된 환원 반응의 폭주 범위를 벗어나기 위하여 상기 범위 내에서 지방족 알데히드를 사용하는 것이 좋다. 그리고 바람직하게는 상기 지방족 알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 중에서 선택된 1 종을 사용하는 것이 좋으며, 가장 바람직하게는 포름알데히드를 사용하는 것이 좋다. 이러한 반응을 통하여 제 2 단계에서 이루어지는 구리 환원반응은 대략 10초 ~ 20분 내에 종료된다.In the second step, the aliphatic aldehyde used as a reducing agent of copper ions shows an excellent reducing power with respect to the copper hydroxide produced by the addition of sodium hydroxide in the aqueous copper sulfate solution, the weight of the aliphatic aldehyde added to reduce the copper hydroxide is 1 weight ratio of the copper sulfate It is preferable to add 0.1 to 0.4 weight ratio with respect to, more preferably 1: 0.12 to 0.3 weight ratio, which weight ratio is determined from the stoichiometry of copper hydroxide or copper oxide and aliphatic aldehyde, to induce a reduction reaction to a minimum. It is preferable to use aliphatic aldehyde within the range of reducing agent concentration and the range of congestion of experimentally determined reduction reaction. And preferably, the aliphatic aldehyde is preferably used one selected from formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyl aldehyde, most preferably using formaldehyde. Through this reaction, the copper reduction reaction in the second step is completed in approximately 10 seconds to 20 minutes.

제 2 단계의 환원 반응이 종료된 후, 구리 입자가 생성되어 바닥에 가라앉으면 상등액은 폐기되고 여과와 상온의 증류수로 세척 및 건조시켜서 구리 분말을 얻을 수 있으며, 상기 여과, 세척 및 건조는 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 사용할 수 있으며 특별히 한정하지는 않는다. 그리고 상기 세척이 불완전할 때는 구리 입자 표면에 녹황색 침전물이 생성될 수 있으므로, 완전하게 세척을 시켜야 한다.After the completion of the reduction reaction of the second step, the copper particles are generated and settled to the bottom, the supernatant is discarded and washed and dried with filtration and distilled water at room temperature to obtain a copper powder, the filtration, washing and drying is General methods used in the can be used and are not particularly limited. In addition, when the washing is incomplete, a green-yellow precipitate may be formed on the surface of the copper particles, and thus the washing should be performed completely.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 다음의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The present invention as described above will be described in more detail based on the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1 : 구리 분말의 제조Example 1 Preparation of Copper Powder

실온(23 ~ 27℃)에서 결정성 황산구리 5수화물 4.5 g를 증류수 27 g에 완전히 용해시켜서 황산구리 수용액을 얻은 후, 상기 황산구리 수용액에 수산화나트륨 1.7 g가 가하고 교반하였다. 수산화나트륨 첨가 후, 짙은 푸른색 수산화구리 침전물이 생성되었으며, 수산화구리 침전물의 생성여부를 XRD 회절분석을 통하여 확인하였고 그 결과는 도 1과 같다. 상기 수산화구리 침전물이 생성된 수용액에 환원제인 포름알데히드 0.54 g이 용해된 포름알데히드 수용액(37 중량%) 1.46 g를 실온에서 가했다. 포름알데히드 수용액의 첨가 후 침전물의 환원은 급속하게 진행되었으며(2단계 환원시간: 3분 17초), 짙은 붉은색 구리 분말이 생성되었다. 그 후, 반응 모액으로부터 공극 크기 약 1.3 ㎛의 GF/C 여과지로 구리 분말을 회수했다. 다음으로 회수된 구리 분말을 24 ~ 25℃에서 증류수로 세척 및 100℃에서 건조시켜서 0.8 g의 구리 분말을 얻었다.(수율 70%). 그리고, 도 2에 생선된 구리 분말의 XRD 회절선도를 나타내었다.4.5 g of crystalline copper sulfate pentahydrate was completely dissolved in 27 g of distilled water at room temperature (23-27 ° C) to obtain an aqueous copper sulfate solution, and 1.7 g of sodium hydroxide was added to the copper sulfate aqueous solution and stirred. After the addition of sodium hydroxide, a dark blue copper hydroxide precipitate was formed, and the formation of copper hydroxide precipitate was confirmed by XRD diffraction analysis. The results are shown in FIG. 1. 1.46 g of aqueous formaldehyde solution (37% by weight) in which 0.54 g of formaldehyde as a reducing agent was dissolved in an aqueous solution in which the copper hydroxide precipitate was formed was added at room temperature. Reduction of the precipitate after the addition of aqueous formaldehyde solution proceeded rapidly (two steps reduction time: 3 minutes 17 seconds), resulting in a dark red copper powder. Thereafter, the copper powder was recovered from the reaction mother liquor with GF / C filter paper having a pore size of about 1.3 mu m. Next, the recovered copper powder was washed with distilled water at 24 to 25 ° C and dried at 100 ° C to obtain 0.8 g of copper powder (yield 70%). The XRD diffraction diagram of the copper powder fished in FIG. 2 is shown.

실시예 2Example 2

실온(23 ~ 27℃)에서 결정성 황산구리 5수화물 3.1 g를 증류수 9.3 g에 완전히 용해시켜서 황산구리 수용액을 얻은 후, 수산화나트륨 1.21 g가 가하고 교반하였다. 수산화나트륨 첨가 후, 짙은 푸른색 수산화구리 침전물이 생성되었으며, 환원제인 포름알데히드 0.37 g이 용해된 포름알데히드 수용액(37%) 1 g을 실온에서 가했다. 포름알데히드 수용액의 첨가 후 침전물의 환원은 급속하게 진행되었으며(2단계 환원시간: 6분 42초), 짙은 붉은색 구리 분말이 생성되었다. 그 후, 반응 모액으로부터 공극 크기 약 1.3 ㎛의 GF/C 여과지로 구리 분말을 회수했다. 다음으로 회수된 구리 분말을 24 ~ 25℃에서 증류수로 세척 및 100℃에서 건조시켜서 0.65 g의 구리 분말을 얻었다(수율 83%). 그리고, 도 3에 생성된 구리 분말의 XRD 회절선도를 나타내었다.3.1 g of crystalline copper sulfate pentahydrate was completely dissolved in 9.3 g of distilled water at room temperature (23 to 27 ° C) to obtain an aqueous copper sulfate solution, and then 1.21 g of sodium hydroxide was added and stirred. After addition of sodium hydroxide, a dark blue copper hydroxide precipitate was formed, and 1 g of aqueous formaldehyde solution (37%) in which 0.37 g of formaldehyde, a reducing agent was dissolved, was added at room temperature. Reduction of the precipitate proceeded rapidly after addition of aqueous formaldehyde solution (two steps reduction time: 6 minutes 42 seconds), resulting in a dark red copper powder. Thereafter, the copper powder was recovered from the reaction mother liquor with GF / C filter paper having a pore size of about 1.3 mu m. Next, the recovered copper powder was washed with distilled water at 24 to 25 ° C and dried at 100 ° C to obtain 0.65 g of copper powder (yield 83%). And, the XRD diffraction diagram of the copper powder produced in Figure 3 is shown.

실시예 3 Example 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수산화나트륨을 2 g을 사용하여 수산화구리 침전물을 생성시켰고, 구리 분말 1 g을 얻었다(2단계 환원시간: 2분 12초, 수율 88.9 %)In the same manner as in Example 1, using 2 g of sodium hydroxide to produce a copper hydroxide precipitate, to obtain a copper powder 1 g (2 steps reduction time: 2 minutes 12 seconds, yield 88.9%)

실시예 4 Example 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 결정성 황산구리 5수화물 4.5 g를 증류수 15 g에 완전히 용해시켜서 제조한 황산구리 수용액을 사용하여 구리 분말 1.05 g을 얻었다.(2단계 환원시간: 1분 35초, 수율 93.3 %)1.05 g of copper powder was obtained using an aqueous copper sulfate solution prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.5 g of crystalline copper sulfate pentahydrate was completely dissolved in 15 g of distilled water. (2 step reduction time: 1 minute 35 seconds, Yield 93.3%)

실시예 5Example 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 포름알데히드 수용액(37%) 1.91 g를 사용하였으며, 구리 분말 0.77 g을 얻었다(2단계 환원시간: 3분 10초, 수율 67.4 %).  In the same manner as in Example 1, 1.91 g of a formaldehyde aqueous solution (37%) was used, and 0.77 g of copper powder was obtained (stage 2 reduction time: 3 minutes 10 seconds, yield 67.4%).

실시예 6Example 6

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 포름알데히드 수용액(37%) 대신 아세트알데히드 0.84 g를 사용하였으며, 구리 분말 0.51 g을 얻었다(2단계 환원시간: 13분 1초, 수율 43.75 %).  In the same manner as in Example 1, 0.84 g of acetaldehyde was used instead of the aqueous formaldehyde solution (37%), and 0.51 g of copper powder was obtained (two steps reduction time: 13 minutes 1 second, yield 43.75%).

실시예 7Example 7

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 프로피온알데히드 1.2 g를 사용하였으며, 구리 분말 0.46 g 을 얻었다(2단계 환원시간: 14분 26초, 수율 40.25 %). In the same manner as in Example 1, 1.2 g of propionaldehyde was used, and 0.46 g of copper powder was obtained (two step reduction time: 14 minutes and 26 seconds, yield 40.25%).

실시예 8Example 8

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 부틸알데히드 수용액 1.3 g를 사용하였으며, 구리 분말 0.24 g 을 얻었다(2단계 환원시간: 18분 35초, 수율 21 %). In the same manner as in Example 1, 1.3 g of butylaldehyde aqueous solution was used, and 0.24 g of copper powder was obtained (two-step reduction time: 18 minutes 35 seconds, yield 21%).

상기 실시예를 통하여 본 발명은 높은 환원온도, 계면활성제, 유기용매를 필요로 하지 않고 높은 수율로 구리 분말 생산할 수 있음을 확인할 수 있다. Through the above examples, it can be seen that the present invention can produce copper powder in high yield without requiring a high reduction temperature, a surfactant, and an organic solvent.

본 발명의 생산성이 높은 제조방법으로 제조된 구리 분말은 프린트 배선기판의 회로 형성재료, 각종 전기 접점부 재료, 콘덴서 등 외부 전극재, 적층세라믹콘덴서(Multi-layer Ceramic Condenser, MLCC)의 내부 전극, PDP(plasma display panel), FED(Field Emission Display), 자동차 열선 등에 널리 이용될 수 있다.Copper powder produced by the highly productive manufacturing method of the present invention is a circuit forming material of a printed wiring board, various electrical contact material, external electrode materials such as capacitors, internal electrodes of a multilayer ceramic capacitor (MLCC), It may be widely used in plasma display panels (PDPs), field emission displays (FEDs), automobile heating wires, and the like.

도 1은 실시예 1에 따른 수산화구리의 XRD 회절곡선이다.1 is an XRD diffraction curve of copper hydroxide according to Example 1. FIG.

도 2는 실시예 1에서 제조한 구리 분말의 XRD 회절곡선이다.2 is an XRD diffraction curve of the copper powder prepared in Example 1. FIG.

도 3은 실시예 2에서 제조한 구리 분말의 XRD 회절곡선이다.3 is an XRD diffraction curve of the copper powder prepared in Example 2. FIG.

Claims (7)

황산구리 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 수산화구리 침전물을 제조하는 제 1 단계; 및A first step of preparing a copper hydroxide precipitate by adding sodium hydroxide to an aqueous copper sulfate solution; And 환원제로서 지방족 알데히드를 첨가하여 침전된 구리 분말을 제조하는 제 2 단계;를 포함하며,A second step of preparing precipitated copper powder by adding aliphatic aldehyde as a reducing agent; 상기 제 1 단계와 제 2 단계는 10 ~ 35 ℃ 온도 하에서 진행되는 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.The first step and the second step is a method of producing a copper powder, characterized in that proceeds under a temperature of 10 ~ 35 ℃. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 지방족 알데히드는 포름알데히드 수용액, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the aliphatic aldehyde is selected from an aqueous formaldehyde solution, acetaldehyde, propionaldehyde, and butylaldehyde. 제 1 항에 있어서, 상기 황산구리 수용액은 황산구리와 증류수를 1:2 ~ 1:8 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the copper sulfate aqueous solution comprises copper sulfate and distilled water in a weight ratio of 1: 2 to 1: 8. 제 1 항에 있어서, 상기 황산구리 수용액은 황산구리와 증류수를 함유하고 있으며, 상기 수산화나트륨은 상기 황산구리 1 중량비에 대하여 0.35 ~ 0.65 중량비인 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the copper sulfate aqueous solution contains copper sulfate and distilled water, and the sodium hydroxide is 0.35 to 0.65 weight ratio with respect to 1 weight ratio of the copper sulfate. 제 1 항에 있어서, 상기 황산구리 수용액은 황산구리와 증류수를 함유하고 있으며, 상기 지방족 알데히드는 상기 황산구리 1 중량비에 대하여 0.1 ~ 0.4 중량비인 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the copper sulfate aqueous solution contains copper sulfate and distilled water, and the aliphatic aldehyde is 0.1 to 0.4 weight ratio based on 1 weight ratio of copper sulfate. 제 4 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 황산구리는 The copper sulfate of any one of claims 4 to 6, wherein the copper sulfate 결정성 황산구리 5수화물인 것을 특징으로 하는 구리 분말의 제조방법.It is a crystalline copper sulfate pentahydrate, The manufacturing method of the copper powder characterized by the above-mentioned.
KR1020090010761A 2009-02-10 2009-02-10 Preparing method of copper powder KR101109117B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090010761A KR101109117B1 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Preparing method of copper powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090010761A KR101109117B1 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Preparing method of copper powder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100091532A KR20100091532A (en) 2010-08-19
KR101109117B1 true KR101109117B1 (en) 2012-02-24

Family

ID=42756707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090010761A KR101109117B1 (en) 2009-02-10 2009-02-10 Preparing method of copper powder

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101109117B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040047100A (en) * 2002-11-29 2004-06-05 (주)창성 Method for manufacturing nano-scale silver powders by wet reducing process
KR100486604B1 (en) 2002-10-30 2005-05-03 (주)창성 Method for manufacturing nano-scale copper powders by wet reducing process
KR100547618B1 (en) * 2003-09-04 2006-01-31 한국과학기술연구원 Copper / amorphous composite material using copper-plated amorphous composite powder and its manufacturing method
KR20070089669A (en) * 2007-08-17 2007-08-31 도와 홀딩스 가부시끼가이샤 Copper powder for electrically conductive paste

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100486604B1 (en) 2002-10-30 2005-05-03 (주)창성 Method for manufacturing nano-scale copper powders by wet reducing process
KR20040047100A (en) * 2002-11-29 2004-06-05 (주)창성 Method for manufacturing nano-scale silver powders by wet reducing process
KR100547618B1 (en) * 2003-09-04 2006-01-31 한국과학기술연구원 Copper / amorphous composite material using copper-plated amorphous composite powder and its manufacturing method
KR20070089669A (en) * 2007-08-17 2007-08-31 도와 홀딩스 가부시끼가이샤 Copper powder for electrically conductive paste

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100091532A (en) 2010-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7566357B2 (en) Method of producing fine-particle copper powders
JP3635451B2 (en) Metal powder, method for producing the same, and conductive paste
JP4687599B2 (en) Copper fine powder, method for producing the same, and conductive paste
JP5820202B2 (en) Copper powder for conductive paste and method for producing the same
KR101927476B1 (en) Silver powder and manufacturing method of the same
US8372178B2 (en) Silver particles and processes for making them
US8231704B2 (en) Silver particles and processes for making them
KR101045186B1 (en) Method For Manufacturing Cupper Nanoparticles and Cupper Nanoparticles Using The Same
CN110997198B (en) Silver particles and method for producing same
JP2006336060A (en) Nickel particle powder and production method therefor
CN103737013A (en) Method for preparing nanometer spherical copper powder
CN111168083A (en) Preparation method of nano silver powder
WO2014077043A1 (en) Silver powder
JP3073732B1 (en) Nickel fine powder and method for producing the same
KR100851815B1 (en) A method of preparing nano silver powder
KR101109117B1 (en) Preparing method of copper powder
JP2008274408A (en) Method of producing fine-particle copper powders
KR100891746B1 (en) Preparation method for copper powders using thiourea complexation
KR101305903B1 (en) Tin oxide powder and manufacturing method of producing the same
JP4120007B2 (en) Method for producing copper powder
JPH10183208A (en) Production of silver powder
JP2003313607A (en) Metal powder, its manufacturing process and conductive paste containing the same
JPH11140513A (en) Manufacture of spherical nickel powder
TW202030033A (en) Method for producing monodispersed ag powder
JP6031571B2 (en) Copper powder for conductive paste and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141222

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160106

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170110

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee