KR101599104B1 - Method for manufacturing metal particles with core-shell structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코어-쉘(core-shell) 금속 입자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, (1) 제1금속 입자와 용매를 포함하는 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및 (2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하되, 상기 환원제를 제2금속 전구체 1몰 대비 1.5 ~ 2.0배의 몰로 혼합하는 단계를 포함하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 제1금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속(쉘)이 효율적인 공정으로 균일하게 코팅된다. 또한, 제2금속(쉘)이 낮은 함량으로도 제1금속 입자(코어)의 표면에 박막 형태로 고르게 코팅되며, 코팅 후의 입자 상호간이 응집됨이 없이 우수한 분산성을 유지한다. The present invention relates to a method for producing core-shell metal particles. (1) obtaining a first metal particle dispersion solution containing first metal particles and a solvent; And (2) mixing a second metal precursor solution and a reducing agent solution in the first metal particle dispersion solution, wherein the reducing agent is mixed at a molar ratio of 1.5 to 2.0 times the mole of the second metal precursor, A method for producing particles is provided. According to the present invention, a second metal (shell) such as silver (Ag) is uniformly coated on the surface of the first metal particle (core) by an efficient process. In addition, the second metal (shell) is evenly coated on the surface of the first metal particles (core) in a thin film even with a low content of the second metal (shell), and excellent dispersibility is maintained without agglomeration among the particles after coating.

Description

코어-쉘 금속 입자의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING METAL PARTICLES WITH CORE-SHELL STRUCTURE} [0001] METHOD FOR MANUFACTURING METAL PARTICLES WITH CORE-SHELL STRUCTURE [0002]

본 발명은 코어-쉘(core-shell) 금속 입자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 입자(코어)에 은(Ag) 등의 금속(쉘)을 효율적인 공정으로 균일하게 코팅할 수 있는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing core-shell metal particles, and more particularly, to a method for manufacturing a core-shell metal particle which can uniformly coat a metal (shell) Shell metal particles.

은(Ag)이나 구리(Cu) 등의 금속은 열적 및 전기적 특성이 뛰어나다. 이 중에서, 특히 은(Ag)은 우수한 전기적 특성과 함께 항균성을 갖는다. 이에 따라, 은(Ag)은 도전성 재료, 전자파 차폐 재료 및 항균 재료 등의 다양한 용도로 응용되고 있다. 은(Ag) 입자는 예를 들어 각종 전자 제품의 회로기판, 디스플레이 소자, 트랜지스터, 전지(태양 전지) 등의 전극으로 유용하게 사용되고 있다. Metals such as silver (Ag) and copper (Cu) have excellent thermal and electrical properties. Among them, silver (Ag) has excellent electrical properties and antibacterial properties. Accordingly, silver (Ag) has been applied to various uses such as a conductive material, an electromagnetic wave shielding material, and an antibacterial material. Silver (Ag) particles are usefully used as electrodes for circuit substrates, display devices, transistors, and batteries (solar cells) of various electronic products, for example.

그러나 은(Ag)은 가격이 비싸고, 강도가 약하다는 단점이 있다. 또한, 구리(Cu) 등의 금속은 산화에 약하다는 단점을 갖는다. 이에 따라, 이들 금속의 단점을 상호 보완한 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속 입자가 주목되고 있다. However, silver (Ag) is expensive and its strength is weak. In addition, metals such as copper (Cu) have a disadvantage of being weak in oxidation. Accordingly, metal particles having a core-shell structure complementary to the disadvantages of these metals have attracted attention.

위와 같은 코어-쉘 구조의 금속 입자는 주로 전기 도금법, 무전해 도금법 및 기상 반응법 등을 통해 제조되고 있다. 그러나 전기 도금법과 기상 반응법 등의 방법은 치밀하고 균일한 두께의 코팅이 어려워 상업화에 곤란한 경우가 많다. 이에 반해, 무전해 도금법은 치밀하고 균일한 두께의 코팅이 가능하다. 또한, 무전해 도금법은 산업적인 측면에서도 제조비용이 낮고 대량생산이 가능하다는 장점이 있다. 이때, 대부분의 코어-쉘 구조의 금속 입자는, 구리(Cu) 등의 금속 입자를 코어(core)로 하고, 은(Ag) 등의 금속을 쉘(shell)로 하여 제조되고 있다. The metal particles having the core-shell structure as described above are mainly produced through electroplating, electroless plating and vapor phase reaction. However, methods such as electroplating and gas phase reaction are difficult to commercialize because of difficulty in coating with dense and uniform thickness. On the other hand, the electroless plating method enables a dense and uniform thickness coating. In addition, the electroless plating method is advantageous in that the manufacturing cost is low and mass production is possible from the industrial aspect. At this time, most of the metal particles of the core-shell structure are manufactured by using a metal such as copper (Cu) as a core and a metal such as silver (Ag) as a shell.

예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2004-0016097호, 대한민국 공개특허 제10-2007-0104802호 및 대한민국 공개특허 제10-2011-0059946호 등에는 위와 관련된 기술로서, 무전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)의 표면에 은(Ag)을 코팅하는 금속 입자의 제조방법이 제시되어 있다. For example, Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2004-0016097, 10-2007-0104802 and 10-2011-0059946 disclose a technique related to the above, (Ag) is coated on the surface of copper (Cu).

그러나 종래 기술에 따른 제조방법은 쉘을 구성하는 은(Ag) 등의 코팅층이 균일하게 코팅되기 어렵고, 코팅량이 적은 문제점이 있다. 특히, 코어로서 작은 크기의 금속 입자를 사용하는 경우, 코팅 입자의 분산성이 떨어져 서로 응집되고, 입자 크기가 비대해지는 문제점이 있다. However, in the manufacturing method according to the prior art, there is a problem that coating layers such as silver (Ag) constituting the shell are not uniformly coated, and coating amount is small. Particularly, when metal particles of a small size are used as the core, there is a problem that the dispersibility of the coating particles is lowered and coagulates with each other, and the particle size becomes larger.

또한, 종래 기술에 따른 제조방법은, 환원된 은(Ag)이 반응 용기의 벽면 등에 코팅(석출)되는 문제점이 있다. 이에 따라, 은(Ag)의 손실량이 많아 질산은(AgNO3) 용액을 추가로 주입해야 하고, 반응 용기의 세척에 따른 번거로움과 많은 비용이 수반되는 문제점이 있다.
In addition, the manufacturing method according to the prior art has a problem that the reduced silver (Ag) is coated (deposited) on the wall surface of the reaction vessel or the like. Accordingly, the silver (Ag) loss is large, so that a silver nitrate (AgNO 3 ) solution must be further injected, which is troublesome and costly to wash the reaction vessel.

대한민국 공개특허 제10-2004-0016097호Korean Patent Publication No. 10-2004-0016097 대한민국 공개특허 제10-2007-0104802호Korean Patent Publication No. 10-2007-0104802 대한민국 공개특허 제10-2011-0059946호Korean Patent Publication No. 10-2011-0059946

이에, 본 발명은 금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 금속(쉘)을 효율적인 공정으로 균일하게 코팅할 수 있는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing core-shell metal particles which can uniformly coat a metal (shell) such as silver (Ag) or the like on the surface of metal particles (cores) with an efficient process .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, According to an aspect of the present invention,

(1) 제1금속 입자와 용매를 포함하는 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및 (1) obtaining a first metal particle dispersion solution containing first metal particles and a solvent; And

(2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하되, 환원제가 제2금속 전구체 1몰 대비 1.5 ~ 2.0배의 몰이 되도록 혼합하는 단계를 포함하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법을 제공한다. (2) mixing the second metal precursor solution and the reducing agent solution in the first metal particle dispersion solution so that the reducing agent is in a molar ratio of 1.5 to 2.0 times the mole of the second metal precursor, Of the present invention.

이때, 상기 (2)단계에서는, 상기 제1금속 입자 분산 용액에 환원제 용액을 첨가한 후, 제2금속 전구체 용액을 9 내지 12시간에 걸쳐 소량씩 투입하는 것이 좋다. In the step (2), the reducing agent solution may be added to the first metal particle dispersion solution, and then the second metal precursor solution may be added in small amounts over a period of 9 to 12 hours.

또한, 상기 제1금속 입자는 표면의 산화막이 제거된 것이 좋으며, 상기 산화막은 예를 들어 산(acid) 처리에 의해 제거될 수 있다. Also, it is preferable that the oxide film on the surface of the first metal particles is removed, and the oxide film can be removed by, for example, an acid treatment.

아울러, 상기 제1금속 입자 분산 용액은 타르타르산염 및 카르복실산염 중에서 선택된 하나 이상의 염 성분을 더 포함하는 것이 좋으며, 이러한 염 성분은 제1금속 입자 100 중량부에 대하여 100 ~ 200 중량부로 포함될 수 있다. The first metal particle dispersion solution may further comprise at least one salt component selected from the group consisting of tartaric acid salts and carboxylate salts. The salt component may be included in an amount of 100 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the first metal particles .

또한, 상기 제2금속 전구체 용액은 분자 내에 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가지는 제2금속 전구체를 포함할 수 있으며, 상기 제2금속 전구체는 은(Ag) 전구체로부터 선택될 수 있다.
The second metal precursor solution may include a second metal precursor having at least one metal element selected from silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), and palladium (Pd) The bimetallic precursor may be selected from silver (Ag) precursors.

본 발명에 따르면, 제1금속 입자(코어)의 표면에 은(Ag) 등의 제2금속(쉘)이 효율적인 공정으로 균일하게 코팅되는 효과를 갖는다. According to the present invention, a second metal (shell) such as silver (Ag) is uniformly coated on the surface of the first metal particle (core) by an efficient process.

또한, 제2금속(쉘)이 낮은 함량으로도 제1금속 입자(코어)의 표면에 박막 형태로 고르게 코팅되며, 코팅 후의 입자 상호간이 응집됨이 없이 우수한 분산성을 유지하고, 미세 크기를 갖는다. 아울러, 반응 용기의 벽면 등에 코팅되는 양이 없거나 최소화된다.
In addition, the second metal (shell) is evenly coated on the surface of the first metal particles (core) in a thin film even with a low content, and maintains excellent dispersibility without microgravity between the particles after coating and has a fine size . In addition, the amount of coating on the wall surface of the reaction vessel is minimized or minimized.

도 1은 및 도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 제조된 은(Ag) 코팅 니켈(Ni) 입자의 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 은(Ag) 코팅 니켈(Ni) 입자의 PSD(Particle Size Distribution ; 입도 크기 분포)를 보인 그래프이다.
FIG. 1 and FIG. 2 are FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) photographs of silver (Ag) coated nickel (Ni) particles prepared according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are graphs showing particle size distribution (PSD) of silver (Ag) coated nickel (Ni) particles prepared according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

본 발명은 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속 입자로서, 제1금속 입자(코어)의 표면에 제2금속(쉘)이 코팅된 금속 입자의 제조방법을 제공한다. The present invention provides metal particles having a core-shell structure, wherein a surface of a first metal particle (core) is coated with a second metal (shell).

본 발명에 따른 코어-쉘 금속 입자의 제조방법은, The method for producing a core-shell metal particle according to the present invention comprises:

(1) 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및 (1) obtaining a first metal particle dispersion solution; And

(2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합하는 단계를 포함한다. (2) mixing the second metal precursor solution and the reducing agent solution in the first metal particle dispersion solution.

이때, 상기 (2)단계에서는, 환원제가 제2금속 전구체 1몰(mole) 대비 1.5 ~ 2.0배의 몰(mole)이 되도록 혼합한다. 본 발명에 따르면, 이와 같이 환원제와 제2금속 전구체가 적정 몰 범위로 혼합되어, 제2금속의 코팅성이 개선되고, 이와 함께 낮은 함량으로도 제1금속 입자 표면에 제2금속이 박막 형태로 고르게 코팅된다. 또한, 코팅된 후의 코어-쉘 금속 입자 상호간이 응집됨이 없이 우수한 분산성을 유지하며 미세 크기를 갖는다. In the step (2), the reducing agent is mixed to a molar ratio of 1.5 to 2.0 times the mole of the second metal precursor. According to the present invention, the reducing agent and the second metal precursor are mixed in an appropriate molar range to improve the coating property of the second metal, and at the same time, the second metal is formed in the form of a thin film Uniformly coated. In addition, the core-shell metal particles after coating do not agglomerate with each other but maintain excellent dispersibility and have a fine size.

이하, 본 발명의 예시적인 형태를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described.

상기 제1금속 입자는 코어(core)를 구성한다. 이러한 제1금속 입자는 특별히 제한되지 않으며, 이는 다양한 금속(단일 금속 또는 2 이상의 합금)으로부터 선택될 수 있다. 제1금속 입자는 예를 들어 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 등으로부터 선택될 수 있다. 제1금속 입자는, 구체적인 예를 들어 니켈(Ni) 입자로부터 선택되는 것이 좋다. The first metal particles constitute a core. Such first metal particles are not particularly limited, and may be selected from various metals (single metal or two or more alloys). The first metal particles may be selected from, for example, nickel (Ni), copper (Cu), tungsten (W), aluminum (Al) The first metal particles are preferably selected from nickel (Ni) particles, for example.

또한, 상기 제1금속 입자는 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 제1금속 입자는, 예를 들어 구형 등의 형상을 가질 수 있다. 본 발명에서, 구형은 완전한 구형만을 의미하는 것은 아니다. 아울러, 제1금속 입자는, 예를 들어 1.5㎛(마이크로미터) ~ 20㎛의 평균 크기(직경)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1금속 입자의 크기가 1.5㎛ 미만이면, 표면적이 넓어져 목적하는 제2금속(예, Ag 등)의 코팅 두께를 얻기 위해 많은 양의 제2금속 전구체(예, 질산은 등)을 투입해야 하고, 입자 크기가 작아 용액 상에서의 분산성이 떨어질 수 있다. 그리고 제1금속 입자의 크기가 20㎛를 초과하면, 제조된 코어-쉘 금속 입자의 크기가 너무 비대해져 전극 등의 용도로 적용이 어려울 수 있고, 제조된 코어-쉘 입자의 형상이 구형 이외의 형상으로서 일정해지지 않을 수 있다. 또한, 상기 크기 범위를 가지는 제1금속 입자를 사용하는 경우, 코어-쉘 금속 입자의 적용 분야가 다양해지고, 코어-쉘 금속 입자의 특성 발휘에 효과적이다. In addition, the first metal particles may have various shapes and sizes. The first metal particles may have, for example, a spherical shape or the like. In the present invention, a spherical shape does not mean a complete spherical shape. In addition, the first metal particles may have an average size (diameter) of, for example, 1.5 mu m (micrometer) to 20 mu m. At this time, if the size of the first metal particles is less than 1.5 mu m, a large amount of a second metal precursor (e.g., silver nitrate, etc.) may be added to obtain a coating thickness of a desired second metal And the particle size is small, so that the dispersibility in the solution phase may be deteriorated. If the size of the first metal particles is more than 20 mu m, the size of the produced core-shell metal particles may become too large, which may be difficult to apply to electrodes or the like. If the shape of the prepared core- As shown in Fig. In addition, when the first metal particles having the above-mentioned size range are used, the application fields of the core-shell metal particles are various and are effective for exhibiting the properties of the core-shell metal particles.

바람직한 구현예에 따라서, 상기 제1금속 입자는 표면에 존재하는 산화막(예를 들어, NiO막 등)이 제거된 것이 좋다. 제1금속 입자의 표면에 산화막이 형성되어 있는 경우, 제2금속의 코팅성이 떨어질 수 있다. 산화막의 제거는 예를 들어 에칭(etching)을 통해 구현될 수 있다. 그리고 에칭은 산(acid) 처리, 플라즈마 처리 및 레이저 조사 등으로부터 선택될 수 있다. According to a preferred embodiment, it is preferable that the first metal particles have an oxide film (for example, NiO film or the like) present on the surface thereof removed. When an oxide film is formed on the surface of the first metal particles, the coating property of the second metal may be deteriorated. The removal of the oxide film can be realized, for example, by etching. The etching may be selected from an acid treatment, a plasma treatment, and a laser irradiation.

본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 제1금속 입자의 표면 산화막 제거는 산 처리를 통해 진행하는 것이 좋으며, 이때 산 처리는 제1금속 입자를 산성 용액을 이용하여 에칭(etching)하되, 예를 들어 10분 내지 2시간 동안 산성 용액에 분산, 방치하여 제1금속 입자를 에칭하는 방법으로 진행될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the removal of the surface oxide film of the first metal particles is preferably performed through an acid treatment, wherein the acid treatment is performed by etching the first metal particles with an acidic solution, And then dispersed and left in an acidic solution for 10 minutes to 2 hours to etch the first metal particles.

상기 산성 용액은 예를 들어 황산, 질산, 및 염산 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 용액으로부터 선택될 수 있다. 상기 산 처리는, 보다 구체적인 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 제1금속 입자(일례로, Ni 입자) 3 ~ 30 중량부를 분산시킨 후, 여기에 산성 용액(예를 들어, 60 ~ 98wt%의 황산 수용액) 2 ~ 15 중량부를 가하여 10분 내지 2시간 동안 에칭(etching) 처리하는 방법으로 진행할 수 있다. 이와 같은 방법으로 산 처리한 경우, 제1금속 입자(예를 들어, Ni 입자)의 표면에 존재하는 산화막(NiO막 등)이 효과적으로 제거되어, 제2금속의 코팅량이 증가되면서 균일하게 코팅될 수 있다. 이때, 상기 산 처리는 황산 용액을 이용하는 것이 바람직하다. 황산 용액은, 다른 산성 용액에 비해 제1금속 입자, 특히 니켈(Ni) 입자의 손상 없이 산화막(NiO막 등)을 선택적으로 제거할 수 있어 본 발명에 유용하다. The acidic solution may be selected from a solution containing at least one selected from, for example, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and the like. In the acid treatment, more specifically, 3 to 30 parts by weight of the first metal particles (for example, Ni particles) are dispersed in 100 parts by weight of water, and then an acidic solution (for example, 60 to 98 wt% Sulfuric acid aqueous solution), and the mixture is subjected to an etching treatment for 10 minutes to 2 hours. In the case of the acid treatment in this way, the oxide film (NiO film or the like) present on the surface of the first metal particles (for example, Ni particles) is effectively removed and the coating amount of the second metal is increased, have. At this time, it is preferable to use a sulfuric acid solution for the acid treatment. The sulfuric acid solution is useful for the present invention because it can selectively remove the oxide film (NiO film, etc.) without damaging the first metal particles, particularly the nickel (Ni) particles, as compared with other acidic solutions.

상기 제1금속 입자 분산 용액은 위와 같은 제1금속 입자를 용매에 분산하여 얻는다. 이때, 용매는 물 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1금속 입자 분산 용액은, 바람직한 형태에 따라서 염 성분을 더 포함하는 것이 좋다. 즉, 제1금속 입자 분산 용액은 제1금속 입자(바람직하게는, 산 처리에 의해 표면의 산화막이 제거된 것), 염 성분 및 용매(물 등)를 혼합, 분산하여 얻어지는 것이 바람직하다. The first metal particle dispersion solution is obtained by dispersing the first metal particles as described above in a solvent. At this time, the solvent may be selected from water and the like. It is preferable that the first metal particle dispersion solution further comprises a salt component according to a preferred form. That is, it is preferable that the first metal particle dispersion solution is obtained by mixing and dispersing the first metal particle (preferably, the oxide film on the surface is removed by an acid treatment), a salt component and a solvent (water or the like).

아울러, 위와 같은 제1금속 입자 분산 용액의 제조과정에서는 교반과 초음파가 가해질 수 있다. 즉, 상기 제1금속 입자, 염 성분 및 용매의 혼합 시, 예를 들어 600 ~ 800rpm으로 교반하면서 추가로 초음파를 가할 수 있다. In addition, stirring and ultrasonic waves may be applied to the first metal particle dispersion solution. That is, when the first metal particles, the salt component, and the solvent are mixed, for example, ultrasonic waves may be applied while stirring at 600 to 800 rpm.

상기 염 성분은 타르타르산염 및 카르복실산염 중에서 선택된다. 이때, 상기 타르타르산염 및 카르복실산염은 분자 내에 Na, K, Ca 및 Mg 등으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 타르타르산염은 타르타르산나트륨(Na-tartrate), 타르타르산칼륨(K-tartrate) 및 타르타르산칼륨나트륨(KNa-tartrate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 상기 카르복실산염은 분자 내에 2개의 아민기를 가지는 에틸렌디아민테트라아세트산염(EDTA-염) 등으로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨(Na-EDTA), 에틸렌디아민테트라아세트산칼륨(K-EDTA), 에틸렌디아민테트라아세트산칼슘(Ca-EDTA) 및 에틸렌디아민테트라아세트산마그네슘(Mg-EDTA) 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The salt component is selected from a tartrate salt and a carboxylate salt. At this time, the tartaric acid salt and the carboxylic acid salt may contain at least one element selected from Na, K, Ca and Mg in the molecule. For example, the tartaric acid salt may be at least one selected from the group consisting of sodium tartrate, potassium tartrate and potassium tartarate. The carboxylic acid salt may be selected from ethylenediamine tetraacetate (EDTA-salt) having two amine groups in the molecule, and more specific examples thereof include sodium ethylenediaminetetraacetate (Na-EDTA), ethylenediamine tetra At least one selected from potassium acetate (K-EDTA), calcium ethylenediamine tetraacetate (Ca-EDTA) and magnesium ethylenediamine tetraacetate (Mg-EDTA).

위와 같은 염 성분은 제2금속(Ag 등)의 코팅성을 효과적으로 개선한다. 상기 염 성분은, 예를 들어 제1금속 입자 분산 용액을 안정화시키면서 제1금속 입자의 표면을 활성화시켜 반응 효율을 개선한다. 또한, 상기 염 성분은, 예를 들어 환원 반응에 유리한 pH 조절제로서 작용할 수 있다. 아울러, 상기 염 성분은, 예를 들어 분산제로서도 작용할 수 있다. 이에 따라, 제2금속의 코팅량이 증가되고, 균일하게 코팅된다. The salt component effectively improves the coating property of the second metal (Ag, etc.). The salt component improves the reaction efficiency by, for example, activating the surface of the first metal particle while stabilizing the first metal particle dispersion solution. In addition, the salt component may serve as a pH adjusting agent favorable for reduction reaction, for example. In addition, the salt component can also act as a dispersant, for example. As a result, the coating amount of the second metal is increased and uniformly coated.

상기 염 성분은 제1금속 입자 100 중량부에 대하여 100 ~ 200 중량부가 사용될 수 있다. 즉, 제1금속 입자(예를 들어, Ni 입자)와 염 성분은 1 : 1 ~ 2의 중량비로 혼합되는 것이 좋다. 이때, 염 성분의 함량이 제1금속 입자 100 중량부에 대하여 100 중량부 미만이면, 이의 첨가에 따른 제2금속의 코팅량 증가, 제1금속 입자의 표면 안정화, 용액의pH 변화 및 분산성 개선 등의 효과가 미미할 수 있다. 그리고 염 성분의 함량이 200 중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고, 용액의 점성이 높아져 제2금속의 코팅량이 감소될 수 있다. 그리고 상기 제1금속 입자 분산 용액의 제조함에 있어, 상기 용매(물 등)는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 이는 제1금속 입자 중량의 2배 내지 20배의 양으로 사용될 수 있다. The salt component may be used in an amount of 100 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the first metal particles. That is, it is preferable that the first metal particles (for example, Ni particles) and the salt components are mixed at a weight ratio of 1: 1 to 2: 1. If the content of the salt component is less than 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the first metal particles, an increase in the coating amount of the second metal, a surface stabilization of the first metal particle, a change in the pH of the solution, And the like may be negligible. If the content of the salt component exceeds 200 parts by weight, the synergistic effect with excess use is not so large, and the viscosity of the solution becomes high and the coating amount of the second metal can be reduced. In preparing the first metal particle dispersion solution, the solvent (water, etc.) is not particularly limited, but may be used in an amount of 2 to 20 times the weight of the first metal particle.

이상에서 설명한 제1금속 입자 분산 용액은 제2금속 전구체 용액 및 환원제 용액과의 혼합에 의해, 양질의 코어-쉘 구조의 금속 입자를 생성시키면서 효율적인 공정을 도모한다. 이때, 본 발명에서, 상기 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액은 특별히 제한되지 않는다. The first metal particle dispersion solution described above is mixed with the second metal precursor solution and the reducing agent solution to produce metal particles of a core-shell structure of good quality and to process efficiently. At this time, in the present invention, the second metal precursor solution and the reducing agent solution are not particularly limited.

상기 제2금속 전구체 용액은 적어도 1종 이상의 제2금속 전구체를 포함하는 것이면 좋다. 제2금속 전구체 용액은, 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 제2금속 전구체 5 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다. 상기 제2금속 전구체는 환원 반응에 의해 제2금속을 생성시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 이때, 상기 제2금속은, 그의 생성 과정에서 제1금속 입자(코어)의 표면에 코팅(도금)되어 쉘(shell)을 구성한다. 이러한 제2금속은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The second metal precursor solution may include at least one second metal precursor. The second metal precursor solution may comprise, for example, from 5 to 30 parts by weight of the second metal precursor relative to 100 parts by weight of water. The second metal precursor is not particularly limited as long as it can produce a second metal by a reduction reaction. At this time, the second metal is coated (plated) on the surface of the first metal particle (core) in its production process to form a shell. The second metal may be at least one selected from, for example, silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), and palladium (Pd)

구체적으로, 상기 제2금속 전구체는 분자 내에 하나 이상의 제2금속, 예를 들어 상기 나열한 바와 같은 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd) 등으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가지는 것이면 제한되지 않는다. 제2금속 전구체는, 예를 들어 분자 내에 은(Ag)을 포함하는 은(Ag) 전구체나, 팔라듐(Pd)을 포함하는 팔라듐(Pd) 전구체로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 제2금속 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgCF3SO3, AgClO4, AgOAc 및 AgPF6 등의 은(Ag)염; 및 염화팔라듐, 질산테트라아민 팔라듐 및 설파민산팔라듐 등의 팔라듐(Pd)염 등으로부터 선택된 이상을 사용할 수 있다. Specifically, the second metal precursor may include at least one second metal selected from the group consisting of silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt) and palladium (Pd) Is not limited. The second metal precursor may be selected from, for example, a silver (Ag) precursor containing silver (Ag) in the molecule or a palladium (Pd) precursor containing palladium (Pd). More specifically, for example, the second metal precursor may be a silver (Ag) salt such as AgNO 3 , AgBF 4 , AgCF 3 SO 3 , AgClO 4 , AgOAc and AgPF 6 ; And palladium (Pd) salts such as palladium chloride, tetraamine palladium nitrate and palladium sulfamate.

또한, 상기 환원제 용액은 적어도 환원제를 포함하는 것이면 좋다. 상기 환원제 용액은, 예를 들어 물 100 중량부에 대하여 환원제 0.05 ~ 10.0 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 환원제는 제2금속 전구체를 환원시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 환원제는 예를 들어 히드라진(N2H4), Ag(NH3)2NO3, NaBH4, LiBH4, 테트라부틸암모늄, 보로하이드라이드, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 글리콜, 글리세롤, 글루코스, 로첼염(Rochelle salt), 스트르산염, 포름알데히드 및 포르말린 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 환원제는 상기 나열한 물질들의 수화물을 포함하며, 예를 들어 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O) 등을 들 수 있다. Further, the reducing agent solution may be any one containing at least a reducing agent. The reducing agent solution may include, for example, 0.05 to 10.0 parts by weight of a reducing agent relative to 100 parts by weight of water. At this time, the reducing agent is not particularly limited as far as it can reduce the second metal precursor. Reducing agent, for example, hydrazine (N 2 H 4), Ag (NH 3) 2 NO 3, NaBH 4, LiBH 4, tetrabutyl ammonium borohydride, dimethylformamide, tannic acid, glycolic, chelyeom as glycerol, glucose, (Rochelle salt), stearate, formaldehyde, and formalin. Also, in the present invention, the reducing agent includes a hydrate of the above listed materials, for example, hydrazine monohydrate (N 2 H 4 .H 2 O) and the like.

상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 혼합함에 있어서는, 전술한 바와 같은 상기 환원제가 제2금속 전구체 1몰(mole) 대비 1.5 ~ 2.0배의 몰(mole)로 혼합되도록 사용한다. 예를 들어, 혼합 시, 용액 기준으로 상기 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 1 : 1.5 ~ 2.0의 몰농도(M) 비율로 혼합될 수 있다. 이와 같은 몰 범위로 조절하여 혼합하는 경우, 제2금속의 코팅성이 개선되고, 이와 함께 낮은 함량으로도 제1금속 입자 표면에 제2금속이 박막 형태로 고르게 코팅될 수 있다. 또한, 코팅된 후의 입자, 즉 코어-쉘 구조의 금속 입자 상호간이 응집됨이 없이 우수한 분산성을 유지하고, 입자 크기의 비대화가 방지되어 미세 크기를 갖는다. 아울러, 반응 용기의 벽면 등에 코팅되는 양이 없거나 최소화된다. When the second metal precursor solution and the reducing agent solution are mixed in the first metal particle dispersion solution, the reducing agent is mixed at a mole ratio of 1.5 to 2.0 times the mole of the second metal precursor. use. For example, at the time of mixing, the second metal precursor solution and the reducing agent solution may be mixed at a molar concentration (M) ratio of 1: 1.5 to 2.0 based on a solution. When the molar ratio is adjusted to such a range, the coating property of the second metal is improved. In addition, the second metal can be uniformly coated on the surface of the first metal particle even in a low content. In addition, the coated particles, that is, the metal particles of the core-shell structure do not agglomerate, maintain excellent dispersibility, and prevent the particle size from becoming large, and have a fine size. In addition, the amount of coating on the wall surface of the reaction vessel is minimized or minimized.

이때, 상기 제2금속 전구체 1몰 대비, 환원제의 양이 1.5 몰 미만인 경우, 박막 형태로의 균일한 코팅이 어렵고, 미반응 제2금속 전구체가 잔류하여 사용량 대비 제2금속의 코팅량이 낮아진다. 그리고 환원제의 양이 2.0몰을 초과하는 경우, 코팅 후의 코어-쉘 구조 입자의 분산성이 떨어져 입자 상호간이 응집되고, 크기가 비대해진다. If the amount of the reducing agent is less than 1.5 mol based on 1 mol of the second metal precursor, uniform coating in the form of a thin film is difficult and the unreacted second metal precursor remains, resulting in a coating amount of the second metal relative to the usage amount. When the amount of the reducing agent is more than 2.0 mol, the dispersibility of the core-shell structure particles after the coating is lowered, and the particles agglomerate and become larger in size.

구체적인 예를 들어, 제1금속 입자가 니켈(Ni)이고, 제2금속이 은(Ag)일 경우를 예로 들어 설명하면, 은(Ag) 전구체 용액(일례로, AgNO3 수용액) 1몰농도(M) 대비, 환원제 용액(일례로, 하이드라진 수용액)을 1.5 ~ 2.0몰농도(M)로 조절하여 사용한다. 이때, 코어-쉘(Ni-Ag) 구조의 금속 입자 전체 중량 기준으로 은(Ag)의 함량이 20중량% 이상으로서 높은 함량으로 코팅될 수 있다. 아울러, 반응 용기 내에 환원된 은(Ag)의 양이 낮은 경우에도 니켈(Ni) 입자의 표면에 은(Ag)이 박막 형태로 고르게 코팅된다. 그리고 코팅된 입자, 즉 코어-쉘 구조의 Ag 코팅 Ni 입자는 상호 응집되지 않고 우수한 분산성을 유지하며, 입자 크기가 비대해지지 않고 미세 크기를 갖는다. For example, when the first metal particle is nickel (Ni) and the second metal is silver (Ag), the silver (Ag) precursor solution (for example, AgNO 3 aqueous solution) M), a reducing agent solution (for example, a hydrazine aqueous solution) is used at a concentration of 1.5 to 2.0 molar (M). At this time, the silver (Ag) content may be 20 wt% or more based on the total weight of the metal particles of the core-shell (Ni-Ag) structure. In addition, even when the amount of silver (Ag) reduced in the reaction vessel is low, silver (Ag) is uniformly coated on the surface of the nickel (Ni) particles. And the coated particles, that is, the Ag-coated Ni particles of the core-shell structure, maintain good dispersibility without mutual agglomeration, and have a fine size without enlarging the particle size.

또한, 상기 혼합을 진행에 있어서, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 서로 혼합한 후에, 이 혼합액을 제1금속 입자 분산 용액에 첨가 혼합하거나, 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액을 각각 별도로 제1금속 입자 분산 용액에 첨가 혼합할 수 있다. 이때, 용액의 혼합 시, 400 ~ 800rpm, 보다 구체적으로는 500 ~ 600rpm으로 교반할 수 있다. 상기 제1금속 입자 분산 용액에 대한 제2금속 전구체 용액과 환원제 용액의 전체 주입량은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 제1금속 입자 분산 용액 100 중량부에 대하여, 상기 제2금속 전구체 용액은 예를 들어 30 ~ 80 중량부, 상기 환원제 용액은 예를 들어 30 ~ 80 중량부가 될 수 있다. Further, in the course of the mixing, the second metal precursor solution and the reducing agent solution are mixed with each other, and then the mixed solution is added to the first metal particle dispersion solution, or the second metal precursor solution and the reducing agent solution are separately added to the first It can be added and mixed into the metal particle dispersion solution. At this time, when the solution is mixed, stirring may be performed at 400 to 800 rpm, more specifically, 500 to 600 rpm. The total amount of the second metal precursor solution and the reducing agent solution injected to the first metal particle dispersion solution is not particularly limited, but the second metal precursor solution may be, for example, 30 To 80 parts by weight, and the reducing agent solution may be, for example, 30 to 80 parts by weight.

바람직한 형태에 따라서, 상기 혼합은 제1금속 입자 분산 용액에 환원제 용액을 첨가한 후, 제2금속 전구체 용액을 소량씩 펌핑하여 9 내지 12시간에 걸쳐 투입하는 것이 좋다. 즉, 제1금속 입자 분산 용액에 환원제 용액 전체양을 일시에 첨가한 다음, 이후 제2금속 전구체 용액을 첨가함에 있어서는 실린지 펌프 등의 용액 주입 펌프를 사용하여 소량씩 9 내지 12시간에 걸쳐 투입하는 것이 좋다. 이와 같이, 제2금속 전구체 용액을 9 내지 12시간에 걸쳐 소량씩 분할 투입하는 경우, 제2금속이 제1금속 입자의 표면에 박막 형태로서 균일한 두께로 고르게 코팅되면서, 반응 용기의 벽면 코팅이 효과적이 방지될 수 있다. According to a preferred embodiment, it is preferable that the mixing is performed by adding the reducing agent solution to the first metal particle dispersion solution, then pumping the second metal precursor solution by small amount over 9 to 12 hours. That is, the total amount of the reducing agent solution is added to the first metal particle dispersion solution at a time, and then, when adding the second metal precursor solution, a small amount of the reducing agent solution is added by 9 to 12 hours It is good to do. In this way, when the second metal precursor solution is added in small portions over 9 to 12 hours, the second metal is uniformly coated on the surface of the first metal particles in a uniform thickness as a thin film, The effect can be prevented.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 효율적인 공정으로 균일한 코팅층을 가지는 코어-쉘 구조의 금속 입자를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 제2금속의 코팅층(쉘)이 제1금속 입자(코어)의 표면상에 코팅되면서, 제2금속(Ag 등)의 환원된 양이 작아도 제1금속 입자(코어)의 표면에 박막 형태의 두께로 고르게 코팅된다. 또한, 제2금속의 함량이 코어-쉘 구조의 금속 입자 전체 중량의 20중량% 이상, 바람직하게는 25중량% 이상의 높은 함량을 차지한다. 아울러, 전술한 바와 같이, 코팅 후의 제품, 즉 코어-쉘 구조의 금속 입자가 상호간 응집됨이 없이 우수한 분산성을 유지하고, 입자 크기가 비대화되지 않고 미세 크기를 갖는다. According to the present invention described above, metal particles having a core-shell structure having a uniform coating layer can be easily produced by an efficient process. That is, even if the reduced amount of the second metal (Ag or the like) is small while the coating layer (shell) of the second metal is coated on the surface of the first metal particles (core) Lt; / RTI > Also, the content of the second metal accounts for a high content of not less than 20 wt%, preferably not less than 25 wt%, of the total weight of the metal particles of the core-shell structure. In addition, as described above, the coated product, that is, the metal particles of the core-shell structure, maintains excellent dispersibility without aggregation, and has a fine size without enlarging the particle size.

위와 같이, 제2금속의 코팅량(함량)이 많고, 미세 크기를 가지는 경우, 제2금속의 특성이 효과적으로 부여될 수 있다. 예를 들어, 제2금속이 은(Ag)인 경우, 은(Ag) 코팅량이 많고, 미세 크기를 가져 우수한 전기전도성 및 항균성 등을 갖는다. 부가적으로, 본 발명에 따르면, 은(Ag) 등의 제2금속이 반응 용기의 벽면 등에 코팅되지 않거나 최소화되어, 질산은(AgNO3) 등의 전구체 용액을 추가로 주입하거나 반응 용기의 세척에 따른 번거로움과 비용을 절감할 수 있다. As described above, when the coating amount (content) of the second metal is large and has a fine size, the characteristics of the second metal can be effectively imparted. For example, when the second metal is silver (Ag), the amount of silver (Ag) coating is large, and it has a fine size and excellent electrical conductivity and antibacterial property. Additionally, according to the present invention, a second metal such as silver (Ag) is not coated or minimized on the wall surface of the reaction vessel, so that a precursor solution such as silver nitrate (AgNO 3 ) It can save hassle and cost.

한편, 본 발명에 따라 제조된 코어-쉘 구조의 금속 입자는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 그 적용 분야는 제한되지 않는다. 예를 들어, 각종 전자 제품의 도전성 재료, 전자파 차폐 재료 및 항균 재료 등의 다양한 용도로 적용될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 태양 전지 등의 전극 재료로 사용될 수 있다.
Meanwhile, the metal particles of the core-shell structure manufactured according to the present invention can be applied to various fields, and their application fields are not limited. For example, it can be applied to various applications such as a conductive material of various electronic products, an electromagnetic wave shielding material and an antibacterial material, and more specifically, it can be used as an electrode material for a solar cell or the like.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예에서는, 제1금속 입자(코어)로서 대략 구형의 Ni 입자를 사용한 것을 예시하였다. 그리고 하기 실시예 및 비교예에서 D0 .5는 입자 전체 중 중간값 직경이다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be exemplified. The following examples are provided to illustrate the present invention in order to facilitate understanding of the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto. In the following Examples and Comparative Examples, approximately spherical Ni particles were used as the first metal particles (cores). And D 0 .5 In the following Examples and Comparative Examples is a median diameter of the total particles.

[실시예 1][Example 1]

Ni 입자 분말(D0 .5 = 1.7 ㎛) 90g을 물 1L(리터)에 넣고 교반 분산시켰다. 그리고 여기에 황산 용액(95wt% 수용액)을 주입하여 30분 동안 에칭(etching) 처리하여 Ni 입자 표면의 산화막을 제거하였다. 이후, 여액을 제거하고, Ni 입자를 분리한 다음, 분리된 Ni 입자를 증류수로 3회 세척하였다. 90 g of Ni particle powder (D 0 .5 = 1.7 탆) was added to 1 L (liter) of water and stirred and dispersed. Then, a sulfuric acid solution (95 wt% aqueous solution) was injected thereinto and subjected to an etching treatment for 30 minutes to remove the oxide film on the surface of the Ni particles. Thereafter, the filtrate was removed, Ni particles were separated, and the separated Ni particles were washed with distilled water three times.

다음으로, 물 200g에 상기 산화막이 제거된 Ni 입자 90g을 넣은 다음, 여기에 타르타르산 칼륨 나트륨(sodium potassium tartrate ; C6H4O6KNaㆍ4H2O) 180g를 첨가한 후, 약 700rpm으로 교반하면서 초음파를 가하여 혼합, 분산시켰다. (Ni 입자 분산액 제조)Subsequently, 90 g of the Ni particles from which the oxide film had been removed was added to 200 g of water, 180 g of potassium potassium tartrate (C 6 H 4 O 6 KNa 4 H 2 O) was added thereto, and then stirred at about 700 rpm Followed by mixing and dispersing with ultrasonic waves. (Preparation of Ni particle dispersion)

물 300g에 AgNO3 30g을 녹여, 0.49몰의 AgNO3 용액(360ml)을 준비하였다. 또한, 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O)을 1.2g씩 총 3번(총 3.6g)에 걸쳐 Ni 입자가 분산된 용액에 녹여, 상기 AgNO3 1몰 대비 1.5배 의 몰이 되게 하였다. 30 g of AgNO 3 was dissolved in 300 g of water, and 0.49 mol of AgNO 3 solution (360 ml) was prepared. Further, 1.2 g of hydrazine monohydrate (N 2 H 4 .H 2 O) was dissolved in a solution in which Ni particles were dispersed over a total of three times (total of 3.6 g), and the molar amount was 1.5 times the molar amount of AgNO 3 .

반응 용기에서, 상기 하이드라진이 첨가된 Ni 입자 분산 용액을 넣고, 약 500rpm으로 교반하면서 상기 AgNO3 용액을 소량씩 9시간에 걸쳐 전량 투입하여 반응시켰다. 반응 후, Ni 입자의 표면에 Ag 박막이 코팅됨을 알 수 있었다. 이때, AgNO3 용액은 실린지 펌프[동우과학 (vendor), 모델명 Pump 11 Elite]를 이용하여, 3시간에 걸쳐 AgNO3 10g씩 투입되도록 소량씩 펌핑 주입하는 과정을 3회(총 9시간) 진행하였다.
In the reaction vessel, the hydrazine-added Ni particle dispersion solution was added, and the AgNO 3 solution was added in small amounts over 9 hours while stirring at about 500 rpm to react. After the reaction, it was found that the Ag thin film was coated on the surface of the Ni particles. At this time, the AgNO 3 solution was pumped in three times (total 9 hours) by using a syringe pump (Model Pump 11 Elite) for 3 hours to inject 10 g of AgNO 3 in small amounts Respectively.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, AgNO3 에 대한 하이드라진의 몰 비와 AgNO3 용액의 투입 시간을 달리하였다. 구체적으로, 하이드라진을 AgNO3 1몰 대비 2.0배의 몰로 조절하여 혼합하였다. 또한, Ni 입자 분산 용액에 하이드라진 용액을 첨가한 후, AgNO3 용액을 투입함에 있어서는 AgNO3 용액을 소량씩 총 12시간에 걸쳐 투입하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the molar ratio of hydrazine to AgNO 3 and the time of addition of AgNO 3 solution were different. Specifically, the hydrazine was mixed at a molar ratio of 2.0 times the molar amount of AgNO 3 adjusted by the molar ratio. Further, In was carried out over the AgNO 3 solution in a small amount of 12 hours a solution as followed by the addition of hydrazine to the Ni particle dispersion solution, the AgNO 3 solution was added.

[비교예 1 내지 비교예 3][Comparative Examples 1 to 3]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, AgNO3 에 대한 하이드라진의 몰 비를 달리하였다. 구체적으로, 하이드라진을 AgNO3 1몰 대비 1.2배(비교예 1), 2.2배(비교예 2), 및 4.0배(비교예 3)로 각각 달리하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the molar ratio of hydrazine to AgNO 3 was varied. Specifically, the hydrazine was changed to 1.2 times (Comparative Example 1), 2.2 times (Comparative Example 2), and 4.0 times (Comparative Example 3) to 1 mole of AgNO 3 .

상기 각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 코팅 입자(Ag 코팅 Ni 입자)에 대하여, 입도 분포를 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
Coating particles (Ag-coated Ni particles) prepared according to each of the above Examples and Comparative Examples were evaluated for particle size distribution. The results are shown in Table 1 below.

< Ag 코팅 Ni 입자의 입도 분포 > &Lt; Particle size distribution of Ag-coated Ni particles > 비 고
Remarks
비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3
몰 비
(AgNO3 : 하이드라진)
Mole ratio
(AgNO 3 : hydrazine)
1 : 1.21: 1.2 1 : 1.51: 1.5 1 : 2.01: 2.0 1 : 2.21: 2.2 1 : 4.01: 4.0
입도 분포
(D0 .5)
Particle size distribution
(D 0 .5)
2.12.1 4.54.5 4.84.8 14 ~ 1614-16 20 ~ 2220 ~ 22

한편, 첨부된 도 1 및 도 2는 상기 실시예 1(몰 비 1 : 1.5)에 따른 결과를 보인 것으로서, 도 1은 상기 실시예 1에 따라 제조된 Ag 코팅 Ni 입자의 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 사진이고, 도 2는 PSD(Particle Size Distribution ; 입도 크기 분포)를 보인 그래프이다. 1 and 2 show the results according to Example 1 (molar ratio 1: 1.5). FIG. 1 is a graph showing the results of FESEM (Field Emission Scanning Electron (Scanning Electron Microscope) photograph, and Figure 2 is a graph showing the Particle Size Distribution (PSD).

그리고 첨부된 도 3 및 도 4는 상기 비교예 2(용액 몰농도(M)의 비 1 : 2.2)에 따른 결과를 보인 것으로서, 도 3은 상기 비교예 2에 따라 제조된 Ag 코팅 Ni 입자의 FESEM 사진이고, 도 4는 PSD를 보인 그래프이다.
3 and 4 show the results according to Comparative Example 2 (ratio of solution molar concentration (M): 1: 2.2). FIG. 3 is a graph showing the results of FESEM And Fig. 4 is a graph showing the PSD.

먼저, 첨부된 도 1과 도 3을 비교해 보면, 본 발명의 실시예 1에 따라 AgNO3 과 하이드라진이 1 : 1.5의 적정 몰 비로 사용된 경우(도 1), 코팅 후의 입자(Ag 코팅 Ni 입자)가 균일한 크기를 가지면서 서로 응집됨이 없이 분산되어 있고, Ag이 박막 형태로 고르게 코팅되어 있음을 알 수 있다. 그러나 비교예 2에서와 같이, 하이드라진의 몰 비가 높은 경우(도 3), 코팅 후의 입자(Ag 코팅 Ni 입자)가 서로 응집되어 크기가 불균일하고 비대해져 있음을 알 수 있다. 1 and FIG. 3, when AgNO 3 and hydrazine were used in an appropriate molar ratio of 1: 1.5 (FIG. 1) according to Example 1 of the present invention, particles after coating (Ag-coated Ni particles) Are uniformly dispersed without being agglomerated with each other, and Ag is uniformly coated in the form of a thin film. However, as in Comparative Example 2, when the molar ratio of hydrazine is high (FIG. 3), it can be seen that the particles after coating (Ag-coated Ni particles) cohere to each other and the size is uneven and large.

아울러, 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 경우, D0 .5 = 1.7 ㎛인 Ni 입자가 Ag 코팅 후 D0 .5 = 4.5 및 4.8 ㎛로서 입자 크기가 비대해지지 않고 미세 크기를 가짐을 알 수 있다. In addition, as shown in Table 1, Ni particles of D 0 .5 = 1.7 탆 were D 0 .5 = 4.5 and 4.8 탆 after Ag coating in Examples 1 and 2 according to the present invention, It can be seen that it has a fine size without being enlarged.

또한, 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서와 같이, 하이드라진의 몰 비가 작은 경우, 코팅 후의 입자가 너무 작음을 알 수 있으며, 이는 Ag의 코팅량이 작음을 의미한다. 그리고 비교예 2 및 3에서와 같이, 하이드라진의 몰 비가 큰 경우, 코팅 후의 입자가 너무 비대해짐을 알 수 있으며, 이는 Ag의 코팅량이 많아서라기 보다는 입자의 응집 때문이다. Further, as shown in Table 1, when the molar ratio of hydrazine is small as in Comparative Example 1, it can be seen that the particles after coating are too small, which means that the coating amount of Ag is small. As in Comparative Examples 2 and 3, when the molar ratio of hydrazine is large, the particles after coating become too large, which is due to the agglomeration of the particles rather than the coating amount of Ag.

한편, 첨부된 도 2와 도 4를 비교해 보면, 본 발명에 따른 실시예 1(도 2)의 경우, D0 .5 = 1.7 ㎛인 Ni 입가 Ag 코팅 후 D0 .5 = 4.5 ㎛로서 비대해지지 않고 미세 크기로서 균일함을 알 수 있다. 그러나 비교예 2(도 4)의 경우, D0 .5 = 1.7 ㎛인 Ni 입자가 Ag 코팅 후 D0 .5 = 14 ~ 15 ㎛로서, 응집으로 인해 입자가 크게 비대해지고 불균일한 분포를 가짐을 알 수 있다.
On the other hand, compared to Fig. 4 and the accompanying Fig. 2, not become enlarged in the case of Example 1 (Fig. 2) in accordance with the present invention, D 0 .5 = 1.7 ㎛ of Ni Ag mouth after coating D = 0 .5 as 4.5 ㎛ And it can be seen that it is uniform as a fine size. However, in the case of Comparative Example 2 (Fig. 4), the Ni particles having D 0 .5 = 1.7 탆 were D 0 .5 = 14 ~ 15 탆 after Ag coating and the particles became largely enlarged due to agglomeration and had an uneven distribution Able to know.

이상의 실시예 및 비교예를 통해 확인되는 바와 같이, Ag 전구체 (AgNO3)와 환원제(하이드라진)의 몰 비는 코팅 입자의 분산성과 코팅성에 중요한 인자로 작용함을 알 수 있다. 즉, 적정 몰 비(1 : 1.5 ~ 2.0)를 가지는 경우, 우수한 분산성과 코팅성을 가지며, 또한 응집에 의한 비대화가 방지되어, 미세 크기를 가지는 코어-쉘 구조의 금속 입자를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.
As can be seen from the above Examples and Comparative Examples, it can be seen that the molar ratio of the Ag precursor (AgNO 3 ) to the reducing agent (hydrazine) acts as an important factor in the dispersibility and coatability of the coating particles. That is, when the molar ratio is in the range of 1: 1.5 to 2.0, it is possible to easily produce metal particles having a core-shell structure having fine dispersibility and coatability, .

Claims (15)

(1) 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중에서 선택된 하나 이상인 제1금속 입자와 용매를 포함하는 제1금속 입자 분산 용액을 얻는 단계; 및
(2) 상기 제1금속 입자 분산 용액에 제2금속 전구체 용액과 히드라진(N2H4), 하이드라진 모노하이드레이트(N2H4ㆍH2O), NaBH4, LiBH4, 보로하이드라이드 및 포름알데히드로부터 선택된 하나 이상의 환원제를 포함하는 환원제 용액을 혼합하되, 환원제가 제2금속 전구체 1몰 대비 1.5 ~ 2.0배의 몰이 되도록 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
(1) obtaining a first metal particle dispersion solution comprising a first metal particle and at least one solvent selected from the group consisting of nickel (Ni), copper (Cu), tungsten (W), aluminum (Al) And
(2) adding a second metal precursor solution and at least one of hydrazine (N 2 H 4 ), hydrazine monohydrate (N 2 H 4 .H 2 O), NaBH 4 , LiBH 4 , borohydride and form And mixing the reducing agent with a reducing agent solution containing at least one reducing agent selected from aldehyde so that the reducing agent is in a molar ratio of 1.5 to 2.0 times the molar amount of the second metal precursor.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1금속 입자는 1.5㎛ ~ 20㎛의 평균 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal particles have an average size of from 1.5 mu m to 20 mu m.
제1항에 있어서,
상기 제1금속 입자는 표면의 산화막이 제거된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal particles have a surface oxide film removed.
제4항에 있어서,
상기 제1금속 입자는 산(acid) 처리에 의해 표면의 산화막이 제거된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the surface of the first metal particle is removed by an acid treatment to remove the oxide film on the surface of the first metal particle.
제5항에 있어서,
상기 제1금속 입자는 니켈(Ni) 입자이고, 상기 산(acid) 처리는 황산 용액이 이용된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the first metal particles are nickel (Ni) particles and the acid treatment is a sulfuric acid solution.
제1항에 있어서,
상기 제1금속 입자 분산 용액은 타르타르산염 및 카르복실산염 중에서 선택된 하나 이상의 염 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal particle dispersion solution further comprises at least one salt component selected from among tartaric acid salts and carboxylate salts.
제7항에 있어서,
상기 염 성분은 분자 내에 Na, K, Ca 및 Mg으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the salt component comprises at least one element selected from Na, K, Ca and Mg in the molecule.
제7항에 있어서,
상기 염 성분은 타르타르산나트륨, 타르타르산칼륨, 타르타르산칼륨나트륨, 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨, 에틸렌디아민테트라아세트산칼륨, 에틸렌디아민테트라아세트산칼슘 및 에틸렌디아민테트라아세트산마그네슘으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the salt component is at least one selected from sodium tartrate, potassium tartrate, sodium potassium tartrate, sodium ethylenediamine tetraacetate, potassium ethylenediamine tetraacetate, calcium ethylenediamine tetraacetate, and magnesium ethylenediamine tetraacetate. &Lt; / RTI &gt;
제7항에 있어서,
상기 제1금속 입자 분산 용액은 제1금속 입자 100 중량부에 대하여 염 성분을 100 ~ 200 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the first metal particle dispersion solution comprises 100 to 200 parts by weight of a salt component based on 100 parts by weight of the first metal particles.
제1항에 있어서,
상기 제2금속 전구체 용액은 분자 내에 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가지는 제2금속 전구체를 포함하는 것을 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second metal precursor solution comprises a second metal precursor having at least one metal element selected from silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt) and palladium (Pd) Gt;
제1항에 있어서,
상기 제2금속 전구체 용액은 은(Ag) 전구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second metal precursor solution comprises a silver (Ag) precursor.
제12항에 있어서,
상기 은(Ag) 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgCF3SO3, AgClO4, AgOAc 및 AgPF6으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the silver (Ag) precursor is at least one selected from AgNO 3 , AgBF 4 , AgCF 3 SO 3 , AgClO 4 , AgOAc and AgPF 6 .
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (2)단계는 제1금속 입자 분산 용액에 환원제 용액을 첨가한 후, 제2금속 전구체 용액을 9 내지 12시간에 걸쳐 투입하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 금속 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (2) comprises adding a reducing agent solution to the first metal particle dispersion solution, and then introducing the second metal precursor solution over a period of 9 to 12 hours.
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