KR20160146240A - Manufacturing process of silver oxide nanoparticle and silver nanoparticle - Google Patents

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Abstract

나노 기술, 소재 기술 등이 지속적으로 발전함에 따라 인쇄전자 산업이 성장하고 있다. The printed electronics industry is growing as the ongoing developments such as nanotechnology, materials technology. 인쇄전자는 기존의 금속박판 에칭공정과 달리 금속이나 금속산화물 입자로 잉크를 만들고 필요한 만큼만 직접 인쇄하여 전기전도성이나 열전도성 패턴을 만들어내는 기술이다. Printing electrons as much as necessary to create a direct printing ink of a metal or metal oxide particles, unlike the conventional sheet metal etch process is a technique to produce an electrically conductive or thermally conductive pattern. 본 발명은 이와 같은 인쇄전자에 가장 많이 쓰이고 있는 은잉크를 효율적으로 만들게 해주는 원료의 구성과 공정이다. The present invention is in use most often to such a configuration and process of the printed electronics materials that make the ink more efficiently. 우리는 산화은나노와 은나노의 낮은 생산성을 개선하고 품질을 향상시켜서 인쇄전자에 더 적합한 경제적인 제조방법을 제공한다. We will improve the low productivity of the oxide nano-silver and nanosilver and improve quality by providing a more appropriate cost-effective manufacturing method for printed electronics. 이것을 위해 은염, 염기성물질, 계면활성제, 용매로 구성된 최적의 물질 조합을 찾아 높은 경제성으로 더 작은 입자를 균질하게 만들 수 있게 하였다. To find this optimum material combination consisting of a silver salt, a basic substance, a surfactant, a solvent, it was able to uniformly create smaller particles with high economic efficiency.

Description

염기성 계면활성제를 이용한 산화은나노 및 은나노 제조 방법{Manufacturing process of silver oxide nanoparticle and silver nanoparticle} Silver oxide, and silver nano-manufacturing method using a basic surfactant {Manufacturing process of silver oxide nanoparticle and silver nanoparticle}

본 기술은 전자인쇄에 유용한 은나노 입자를 효율적으로 제조하는 방법이다. This technique is a method for efficiently producing the silver nanoparticles useful in electronic printing.

인쇄전자는 인쇄기술을 통해 전자 소자 및 부품을 만들어내는 것을 말한다. Printed Electronics says that to create the electronic devices and components through a printing technology. 즉, 도전성 또는 기능성 잉크를 플라스틱이나 종이, 헝겊 등 기판에 찍어 원하는 기능의 제품을 만드는 것이다. That is, take a functional or conductive ink to a substrate, such as plastic, paper, cloth, to make a product of the desired function. 반도체, 트랜지스터, 저항, 절연 층 등을 미리 디자인된 형태로 그려낸다. It draws a semiconductor, a transistor, a resistor, an insulating layer such as a pre-designed form. 인쇄전자는 실리콘 등 무기물이 아닌 유기물에 기반한 전자 소자 제조의 유기 전자(Organic Electronics), 딱딱하고 정형화된 소자나 부품에서 벗어나 구부릴 수 있는 필름을 기반으로 제품을 만드는 유연전자(Flexible Electronics) 등과 맥을 같이 한다. Printing Electronics Mac as organic electronics of manufacturing an electronic device based on organic materials other than inorganic material such as silicon (Organic Electronics), flexible electronics (Flexible Electronics) as a solid and based on that can be bent away from the formal element or part film to create a product and like. 인쇄전자는 기존의 실리콘 기반의 배치(Batch) 타입 제조 공정을 연속공정 (Roll-to-roll)으로 바꿀 수 있게 한다. Electronic printing makes it possible to replace the existing arrangement of the silicon-based (Batch) type manufacturing process in a continuous process (Roll-to-roll). 인쇄에 기반한 롤투롤 공정은 기본적으로 필요한 재료만을 필름 또는 기판 위에 추가하는 방식으로, 기존의 광식각 (Photolithography) 등에 의한 복잡한 공정을 크게 줄일 수 있다. Roll-to-roll process based on the print material is required only by default, by adding on the film or substrate, it can greatly reduce the complicated process due to the existing When Romance each (Photolithography). 기존 공정은 대개 대규모 설비 투자가 수반된다. Existing processes are often accompanied by large-scale capital investment. 반면, 인쇄전자는 필름과 같은 유연한 재료를 활용하여 회전롤에 감아 인쇄하는 방식이 가능하다. On the other hand, the electronic printing system is capable of printing by using a flexible material such as a film wrapped around a rotating roll. 기존 소자 제조 공정과 비교할 때, 아직까지 정밀도는 낮지만 생 산 비용은 저렴하다는 장점을 가지고 있다. Compared with the existing device manufacturing process, yet precision of the production costs low, but has the advantage that cheap. 롤투롤 연속공정이라 제조 스피드 또한 크게 높일 수 있다. Roll-to-roll manufacturing speed as the continuous process may also increase significantly. 제품에 따라 다르겠지만, 인쇄방식을 통해 적게는 40%, 많게는 90% 이상 생산 원가를 줄일 수 있다는 분석이다. Depending on the product, less through a printing method is an analysis that 40%, reduce production costs as much as 90% or more. 아울러 기존 실리콘 기반 공정에서 쓰고 버리는 재료나 독성 물질의 사용량, 에너지 소비 등도 대폭 줄일 수 있어 환경 친화적인 특징도 있다. In addition, it can also significantly reduce the amount of conventional silicon-based material or a toxic material throwaway in the process, the energy consumption is also environmentally friendly characteristics. 보다 다양하고 유연한 기판 혹은 기질에 기능성 소자나 회로, 메모리 등을 심을 수 있어, 인쇄전자는 고객이나 소비자의 디자인에 대한 욕구를 충족시킴과 동시에 새로운 수요도 창출할 수 있을 것이다. More diverse and flexible substrates or substrates to a functional element or circuit, it is possible to plant a memory, printed electronics will be able to also create new demand and simultaneously meet the needs of the design of the customer or consumer. 인쇄전자는 과거 인쇄회로기판의 회로, 반도체의 포토마스크, 디스플레이의 컬러필터 등 일부 영역에 제한적으로 적용되어 왔다. Printed electronics have been limited to the application on a portion of a circuit past the printed circuit board, the semiconductor photomask, a color filter of a display, or the like. 전혀 새로운 영역은 아니다. It is not an entirely new area. 하지만 2000년대 중반 이후 각종 잉크 및 기판 재료와 미세 인쇄 기술이 발전·융합 하면서 새로운 성장 영역으로 주목을 받고 있다. However, since the mid-2000s with the development of fusion, various inks and the substrate material with fine printing technology it has attracted attention as a new growth area. 이는 나노 기술, 소재 기술 등 관련 기술이 지속적으로 발전하고 있기 때문이다. This is because the technologies are constantly evolving, such as nanotechnology and materials technology.

인쇄전자에 가장 많이 사용되고 있는 은나노는 나노 사이즈가 됨에 따라 낮은 소결온도를 가지고, 얇은 전극 형성이 가능해서 유연성을 가지는 필름상 기판에 가장 적합한 전극 소재로 사용되고 있다. Silver the most widely used in printed electronics have a low sintering temperature as a nano-size, is used as the most appropriate electrode material in a film-like substrate having flexibility, it is possible to form a thin electrode. 이미 은나노 잉크와 전극은 상용화되어 연성회로기판, 수um의 미세 전극패턴 회로기판, RFID 안테나, 태양전지 미세 배선, 전도성 첨가제 등으로 사용되고 있다. It is used as is already commercially available silver ink and the electrode flexible circuit boards, the fine electrode pattern can um circuit board, RFID antenna, solar fine wiring, a conductive additive and the like. 산화은나노 역시 100nm이하가 되면 150도 이하에서도 산화은으로 변환이 가능하여 인쇄전자에 일부 사용되고 있다. Silver oxide also to be converted to silver oxide in 150 degrees or less than 100nm when the part is used in printed electronics. 150도는 PET와 Nylon등의 수축 변형이 발생하지 않는 최고 온도여서 인쇄전자에서는 열처리의 적정온도로 취급되고 있다. 150 degrees yeoseo maximum temperature shrinkage deformation does not occur, such as PET and Nylon can be treated in the printed electronics to the proper temperature of the heat treatment.

은나노를 제조하는 기술은 많이 나와있는데 물리적인 방법과 화학적인 방법으로 구분된다. There technology to manufacture nano-silver is given much is delimited by physical methods and chemical methods. 물리적인 방법은 대표적으로 고밀도 플라즈마를 이용해 마이크로 사이즈 은을 나노사이즈로 분해하는 방법으로 고순도의 은나노를 필요로 하는 경우 많이 사용된다. Physical methods is typically used if a lot of micro-size, with a high-density plasma requires a high-purity silver by the method for decomposing a nano size into. 화학적인 방법이 본 발명의 범주로 은염을 원료로 용매와 환원제를 첨가하여 은나노를 용액 중에서 만드는 방법이다. And a silver salt in the chemical method the scope of the present invention added to the solvent and the reducing agent as the raw material is a way to make the silver in the solution.

국내특허 10-2008-0081060, 10-2008-0060982, 10-2006-0101844 들도 화학적 방법으로 액상 합성법을 이용하고 있는데, 고가의 환원제와 저농도의 혼합액에서 질산은과 같은 은염을 은으로 환원시켜 은나노입자를 제조하고 있다. The Korean Patent 10-2008-0081060, 10-2008-0060982, 10-2006-0101844, and there is also used a liquid phase synthesis method by a chemical method, by reducing a silver salt such as silver nitrate in a mixture of the reducing agent is at high and low concentration of silver nano-particles the manufactures. 국내특허 10-2007-0079072에서는 폴리올 공정으로 -OH기의 고온 환원력을 이용하여 은염을 환원시키면서, 잘 알려진 계면활성제를 사용하여 은나노를 제조하고 있다. Korean Patent Application 10-2007-0079072, while the reduction of the silver salt by the polyol process using a high-temperature reducing power in -OH groups, and preparing a silver using a well-known surfactant. 이 방법은 100도 이상의 고온에서 은나노를 제조하기 때문에 은나노 입자가 커지고 서로 뭉쳐서 성장하게 된다. This is a silver nanoparticle increases due to the production of silver in the high temperature more than 100 degrees is grown united with each other. 계면활성제로 성장을 막아야 하나 환원온도에서는 계면활성제의 활성이 떨어지므로 다량을 추가 해줘야 하는 공정상의 부담이 생긴다. The stop to grow at a reduced temperature of the surfactant occurs burden on the process for haejwoya and diminish the surfactant active add a large amount. 그 결과 폐기물도 많아지는 단점이 따른다. The results follow a drawback of waste is also being increased. 국내특허 10-2007-0086884에서는 저온분해가 가능한 새로운 형태의 은염을 제조하여 150도 정도의 저온 분해로 은나노를 제조하고 있다. Korean Patent 10-2007-0086884 and the low temperature decomposition has produced a new type of silver halide possible to prepare a low-temperature decomposition of the silver to 150 degrees. 이 과정에서 만들어야 하는 저온분해 은염의 제조 단가가 높은 것으로 알려져 있다. The manufacturing cost of a low temperature decomposing the silver salt to be created in the process is known to be high.

우리는 인쇄전자에 적합한 산화은나노와 은나노의 낮은 생산성을 개선하고 품질을 향상시켜 인쇄전자가 더 넓고 많은 범위에 사용될 수 있게 하려고 한다. We try to make to improve the low productivity of nano-silver oxide and silver nano suitable for printing electronics and improve the quality of the printed electronics can be used for a wider range of many.

본 발명은 은염, 염기성물질, 계면활성제, 용매를 혼합하여 산화은나노 입자를 제조하는 1단계와 The present invention provides a step for producing the oxidized silver nanoparticles by mixing a silver salt, a basic substance, a surfactant, a solvent,

1단계 혼합액을 가열하여 산화은나노를 은나노로 변화시키는 2단계로 구성된다. Heating the mixture in step 1 consists of the second step of changing the silver oxide to silver.

여기서 은염이란 은(Ag)과 산의 결합에 의해 생긴 염(salt)형태를 말하는 것으로, 질산은, 염화은, 황산은, 아세트산은, 옥살산은, 카보닐은의 형태가 대표적이다. The silver halide Iran is to say the salt-looking (salt) form by a combination of (Ag) and acid, silver nitrate, silver chloride, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, in the form of carbonyl is typical. 또는 이를 포함하는 금속염 화합물로 합금의 제조도 가능할 것이다. Or it will be also manufactured of the alloy to a metal salt compound comprising the same.

염기성 물질이란 KOH, NaOH, NH 4 OH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 , LiOH로 이루어진 군에서 선택된 물질 하나 이상을 포함한 것으로 은의 산 관능기(functional group)와 결합하고 OH를 내놔서 은염을 산화은으로 바꿔주는 기능을 한다. Combined with a basic material is KOH, NaOH, NH 4 OH, Ca (OH) 2, Ba (OH) 2, silver acid functional group that contains at least one material selected from the group consisting of LiOH (functional group) and a silver salt naenwaseo the OH and the ability to turn into silver oxide.

계면활성제는 물 속에서 친수기와 소수기로 나뉘어지는 분자를 말하는 것으로 포괄적으로 가용화제, 유화제로 불리는 것들을 포함한다. The surfactants include those known as soluble comprehensively to refer to a molecule that is a hydrophilic group and a small number of divided groups in the water agents, emulsifying agents. 계면활성제가 나노 이하의 물질을 만드는데 유용하다는 사실은 이미 잘 알려진 사실이다. The fact that the surfactant is useful for creating nano-materials is less well known. 본 발명의 목표인 고농도 고품질 산화은나노 및 은나노 분산액을 만들기 위해서는 꼭 필요한 것으로, 계면활성제의 성능에 따라 나노 분산액의 농도와 입자 크기가 결정된다. To be necessary in order to make a target of high density and high quality oxide silver silver nano-dispersion of the present invention, the concentration and the particle size of the nano-dispersion is determined by the performance of the surfactant.

본 발명의 특징은 염기성 물질을 사용하므로 산성이나 중성의 계면활성제를 사용하면 염기성 물질과 반응하거나 기능을 잃어버리게 된다. Feature of the present invention when it uses a basic substance using a surface active agent in an acidic or neutral reaction is discarded and a basic substance, or loss of function. 따라서, 계면활성제는 여타의 계면활성제 대비 높은 염기성을 띄고, PH 11이상의 강염기성 용액과 만나서도 기능을 잃지 않아야 한다. Thus, the surfactant is noticeable the higher the basic contrast of other surfactants, and also should not lose the ability to meet the above PH 11 strongly basic solution. 우리는 이와 같은 조건을 만족하는 계면활성제를 찾아 다양하고 많은 종류를 테스트하였고, 본 공정에 적합한 계면활성제로 Cocamide diethanolamine(DEA), Cocamide monoethanolamine(MEA), Decyl glucoside, Decyl polyglucoside, Lauryl glucoside, Octyl glucoside를 찾았다. We These were tested for various and many types find a surfactant that satisfies the condition, Cocamide diethanolamine (DEA), Cocamide monoethanolamine (MEA) as a surface active agent suitable for the present process, Decyl glucoside, Decyl polyglucoside, Lauryl glucoside, Octyl glucoside sought. 본 계면활성제들은 비이온성 계면활성제에 해당하며, 1wt% 수용액으로 만들면 물분자를 이온화시켜 PH 8.0~11.5사이가 나오는 것을 특징을 가져 염기성 환경에서도 산화은나노를 작고 균질하며 고농도로 만들 수 있게 해준다. The surfactants are also available for the non-ionic surface active agent, create a 1wt% aqueous solution by ionization of water molecules between the PH 8.0 ~ 11.5 bring out characterized in that the silver oxide in small homogeneous basic environment, and allows to create a high concentration.

용매는 환원성을 갖는 용매가 적합하다. The solvent is suitable for the solvent having a reducing. 대표적 용매는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세롤, 프로필린글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등이 있다. Typical solvents include ethylene glycol, diethylene glycol, glycerol, propyl lean glycol, polyethylene glycol. 이들 용매는 온도가 올라갈수록 환원성이 높아져 일정온도에서는 산화은나노 입자를 환원시켜 은나노 입자로 바꿔준다. These solvents are the higher the reducing temperature is gradually up in a certain temperature by reduction of oxidized silver nanoparticles allows switching to silver nanoparticles. 이것을 폴리올 공정이라 한다. This is referred to as the polyol process. 하지만 온도가 올라갈수록 은나노 입자가 서로 뭉쳐 입자가 커지는 문제도 가지고 있다. However, increasing the temperature up to each other to stick together the silver nano-particles also has the problem that larger particles. 본 발명은 이 과정에 적합한 상기의 계면활성제를 찾아 공정을 최적화시켰다. The invention optimizes the process was found of the surface active agent suitable for the process. 상기의 환원서 용매는 끝단의 -OH기가 염기성 계면활성제의 끝단과 유사하여 최적의 조합을 이룬다. Reduction of the solvent up to the -OH group of the end similar to the end of the basic surface active agent forms a winner. 따라서 상기 계면활성제는 고온의 환원성 용매에서도 높은 능력을 보여 나노입자의 뭉침을 효과적으로 막아준다. Therefore, the surfactant show a high capacity in a reducing solvent in a high temperature and prevents the aggregation of nanoparticles effectively. 용매는 상기 환원성 용매의 단독사용, 혼합사용, 물이나 다른 유기용매와의 혼합사용이 가능하다. The solvent can be mixed with the use of the reducing exclusive of the solvent, mixed use, water or other organic solvents. 혼합은 점도를 떨어뜨려 입자의 분산성을 높일 수 있다. Mixing dropped the viscosity can improve the dispersion of the particles. 용매를 환원성이 없는 물이나 기타 극성용매를 사용하여 산화은나노입자를 제조한 후 상기의 환성성 용매를 첨가하고 가열하여 산화은을 만드는 방법도 가능하다. After the solvent produced the oxidation of silver nano particles with water or other polar solvent without reducing it is also possible to create a silver oxide was added to the shout of the solvent and heating.

은염, 염기성물질, 계면활성제, 용매의 혼합 방법은 다양하게 할 수 있다. Silver salts, a basic substance, a surfactant, a method of mixing the solvent may be varied. 은염과 염기성 물질은 용매에 따로 녹이지만 계면활성제는 양쪽 어디든 들어갈 수 있다. A silver salt with a basic substance is separately dissolved in the solvent, but the surfactant can go wherever both. 가장 용이한 방법으로 금속염을 소량의 용매에 녹이고, 염기성물질과 계면활성제를 나머지 용매에 녹인다. Dissolve the salt in a small amount of solvent in the most easy way, the basic substance is dissolved in the remaining solvent and surfactant. 염기성액을 저어주며 금속염액을 서서히 넣어준다. Stir gives a basic solution it binds the metal salt solution slowly. 이때 온도에 따라 입자 크기가 변할 수 있는데, 본 반응은 발열 반응이므로 적합하게는 상온 이하로 냉각하며 섞어주는 것이 좋다. At this time there particle size may vary depending on the temperature, the reaction is preferably to be mixed, and is cooled down to room temperature is suitable because it is exothermic. 필요한 입자 크기의 정도에 따라 온도를 상온 이하로 내리거나 올리는 것도 가능하다. The temperature depending on the degree of the required particle size may be down or raised to less than room temperature.

이와 같은 조절을 통해 통상 평균 300nm이하의 산화은나노와 은나노의 제조가 가능하다. Through such adjustment it is possible to the normal average production of silver oxide and silver of 300nm or less. 그 이상 크기의 입자의 제조도 가능하지만, 그 이상에서는 나노의 효과를 두드러지게 보기가 어렵다. Preparation of the particles of the above size is possible, but more difficult in view of a set off effect of nano.

본 발명이 목표로 하는 산화은나노 또는 은나노 분산액의 농도는 리터당 0.5mol이상으로 참고한 논문과 특허 대비 꽤 높은 수준이다. The concentration of the present invention, silver oxide or silver dispersion as a target is a fairly high level compared to the reference papers and patents over 0.5mol per liter. 고농도로 만들 수 있다는 것은 높은 경제성을 확보하는 것이어서 산업적 이용가능성을 크게 높이는 기술이다. Being able to create a high concentration of technology to increase dramatically the availability of industrial geotyieoseo to ensure high economic efficiency. 본 발명의 기술을 적용하여 용매를 최소화시키고 각각의 농도를 최적화 시키면 리터당 1mol이상의 산화은나노 또는 은나노 분산액의 제조가 가능하다. When applying the technique of the present invention to minimize the solvent to optimize the respective concentrations are possible per liter of silver oxide or a silver dispersion prepared above 1mol.

일반적으로 계면활성제가 없는 수십 마이크로 산화은 입자의 열에 의한 은으로의 변환은 120도 이상을 필요로 한다. In general, the conversion of the silver oxide of several tens of micro particles do not have surface active agent column requires more than 120 Fig. 하지만 나노크기의 산화은 입자는 크기에 따라 100도에서 상온까지의 온도에서도 은으로 변환이 가능하다. However, silver oxide particles in the nano-size can be converted to the even temperature at 100 degrees to room temperature, depending on the size. 이 경우에도 상기 환원성 용매는 필요하다. In this case, the reducing solvent is necessary. 30nm 이하 산화은 입자는 글리세린 속에서 30도의 온도만으로도 은으로 변환되지만 시간이 많이 필요한 단점이 있다. 30nm or less of silver oxide particles can have many disadvantages, but the time required is only converted to a temperature of 30 degrees in the glycerin. 이에 본 발명에서는 계면활성제의 도움을 받아 은나노의 성장을 막고, 온도를 올려 빠른 시간에 산화은을 은으로 전환하는 방법도 찾았다. In the present invention, with the help of surface active agent I found a way to prevent the growth of silver, silver oxide conversion to quickly raise the temperature of silver. 승온의 범위는 산화은의 크기에 따라 결정되지만 대체적으로 산화은 제조온도에서 10도 이상이고, 보다 적합하게는 30도 이상의 승온이 효율적인 범위인 것으로 나타났다. Range of the temperature increase is determined by the amount of silver oxide, but generally is from 10 degrees or more from the production temperature of silver oxide, was found to be more suitably range, the temperature was raised to 30 degrees or more efficient. 이를 통해 24시간 내에 산화은을 은으로 변환시킬 수 있다. This silver oxide in 24 hours through can be converted to silver.

본 발명의 기본 반응은 당 분야에서 많이 알려진 것들이지만 지금까지 은나노를 만드는데 많이 사용되지는 않았다. The default reaction of the present invention was not used much for making nano-silver to things, but now much known in the art. 기존의 알려진 계면활성제들이 염기성 용액에서 기능을 잘 하지 못했기 때문에 산업적으로 이용 가능한 균질한 입자를 얻지 못했기 때문이다. Because it failed because they were known conventional surfactants are not a very good function in a basic solution to obtain a homogeneous particle can industrially used. 하지만 본 발명은 샴푸나 화장품에서 사용되던 계면활성제 중에 특별히 본 공정에 맞는 계면활성제를 찾아 공정을 최적화시키고 결과물을 개선하여 본 발명을 완성하였다. However, the present invention has completed the present invention to find a surface active agent for the particular process step to optimize the surfactant were used in shampoo or cosmetic to improve the results.

산화은나노와 은나노의 낮은 생산성이 개선되고 균일성이 향상되어 인쇄전자에 더 적합하고 경제적인 전극 원료의 제조가 가능하다. Improved low productivity of the silver oxide and silver is improved in the uniformity better suited for printed electronics, and it is possible to manufacture a cost-effective electrode material.

도1. FIG. 실시예 1에 따른 산화은나노 입자의 SEM 사진 Exemplary SEM image of the silver oxide particles according to Example 1
도2. FIG. 실시예 1에 따른 은나노입자의 SEM 사진 SEM images of silver nanoparticles according to Example 1
도3. FIG. 실시예 2에 따른 산화은나노 입자의 SEM 사진 SEM pictures of the oxidizing silver nanoparticles according to Example 2
도4. FIG. 실시예 2에 따른 은나노입자의 SEM 사진 Exemplary SEM image of the silver nano-particles according to Example 2
도5. FIG. 비교예 1에 따른 산화은 입자의 SEM 사진 SEM pictures of the silver oxide particles according to Comparative Example 1
도6. FIG. 비교예 1에 따른 은 입자의 SEM 사진 Is SEM image of the particles according to Comparative Example 1

실시예를 중심으로 발명의 상세 내용을 설명한다. Focusing on the exemplary embodiment will be described the details of the invention. 발명의 범위는 상기 과제의 해결수단에 의해 상세히 뒷받침 됐다. The scope of the invention was supported in detail by the solving means of the above-mentioned problems.

실시예1 Example 1

순도 99.9%의 질산은 170g을 글리세린 300g에 녹여서 상온의 1번 용액을 준비한다. Dissolving 170g of silver nitrate having a purity of 99.9% glycerin 300g to prepare the solution of 1 at room temperature. 수산화나트륨 40g을 물500g에 녹이고, Decyl polyglucosede 순도 50%액을 10g 넣어서 고르게 섞어 2번 용액을 만들었다. Dissolve 40g of sodium hydroxide in 500g water, 10g Decyl polyglucosede evenly put a purity of 50% solution mixed with a solution made twice. 2번 용액을 20도의 항온순환조에 넣고 교반하며 1번 용액을 10분에 걸쳐 조금씩 섞어주었다. Stirring the solution tank 2 constant temperature of 20 degrees rotation, and was mixed little by little over a 1 solution in 10 minutes. 전체 용액은 검은색으로 변하였다. Full solution was changed to black. 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Taking samples repeated five times and the precipitated by dilution with distilled water and centrifuged to recover a powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하였다. It confirmed the particle size by electron microscopy.

항온순환조의 온도를 60도로 올려서 24시간 유지시키고 다시 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Raising the constant temperature circulating bath temperature of 60 degrees for 24 hours and re-sampled 5 times in the precipitation and diluted with distilled water and centrifuged to recover a powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하고, PET필름 위에 2um두께의 인쇄전극을 만들어 150도 열처리 후 전기전도도를 확인하였다. Determine the particle size by an electron microscope, and creating a printed electrode of a 2um thick on the PET film 150 after the heat treatment was confirmed that the electrical conductivity. 전기전도도는 3 × 10 -5 Ω.Cm가 나왔다. Electrical conductivity suggests that 3 × 10 -5 Ω.Cm.

전자현미경 관찰결과 도1의 산화은나노는 20~30nm수준 인 것으로 나왔으며, 도2의 환원된 은나노는 50~100nm인 것으로 나왔다. Electron microscope silver oxide of FIG. 1 has been observed to be 20 ~ 30nm or level, the reduced silver of Figure 2 turned out to be 50 ~ 100nm. 이는 그라비아, 옵셋, 프렉소 인쇄 등의 대용량 전자인쇄용 은나노 잉크를 만들기에 충분한 정도이다. This is sufficient to create a large electronic nano-silver ink for printing such as gravure, offset, flexographic printing program. 상기 실시예에서와 같이 글리세린을 필요한 만큼만 사용하고 나머지를 물을 사용하면 경제성을 올릴 수 있고 산업폐기물의 양을 줄일 수 있다는 장점과 함께 점도를 떨어뜨려 입자들의 분산성을 좋게 할 수 있어 입자들의 균일성을 올릴 수 있다는 장점도 있다. The embodiment even by using only as needed for glycerol using the remaining water can drop the viscosity with the advantage of being able to raise the economic efficiency and reducing the amount of industrial waste to improve the dispersibility of the particles particles as in Example there is also the advantage of being able to raise castle. 물론 글리세린이나 에틸렌글리콜 같은 환원성 유기용매만의 사용도 가능하다. Of course, it is also possible to use only of a reducing organic solvent such as glycerine or glycol.

도1과 2를 보면 산화은에서 은으로 변환되면서 일부가 성장하여 20~30nm의 입자가 50~100nm정도까지 성장된 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 1 and 2 as converted to the silver oxide is in the part of the growth there is a particle of 20 ~ 30nm can see that the growth to about 50 ~ 100nm.

실시예2 Example 2

순도 99.9%의 질산은 170g을 에틸렌글리콜 300g에 녹여서 상온의 1번 용액을 준비한다. Dissolving 170g of silver nitrate having a purity of 99.9% in 300g of ethylene glycol to prepare a solution of 1 at room temperature. 수산화나트륨 40g을 물500g에 녹이고, Cocamide DEA 순도 95% 용액을 10g 넣어서 고르게 섞어 2번 용액을 만들었다. Dissolve 40g of sodium hydroxide in water, 500g, Cocamide DEA purity mix evenly put 10g of 95% solution made 2 solution. 2번 용액을 20도의 항온순환조에 넣고 교반하며 1번 용액을 10분에 걸쳐 조금씩 섞어주었다. Stirring the solution tank 2 constant temperature of 20 degrees rotation, and was mixed little by little over a 1 solution in 10 minutes. 전체 용액은 검은색으로 변하였다. Full solution was changed to black. 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Taking samples repeated five times and the precipitated by dilution with distilled water and centrifuged to recover a powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하였다. It confirmed the particle size by electron microscopy.

항온순환조의 온도를 80도로 올려서 12시간 유지시키고 다시 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Raising the constant temperature circulating bath temperature was maintained at 80 ° 12 times and 5 times the sedimentation by centrifugation and diluted with distilled water, by taking a sample, and recovering the powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하고, PET필름 위에 2um두께의 인쇄전극을 만들어 150도 열처리 후 전기전도도를 확인하였다. Determine the particle size by an electron microscope, and creating a printed electrode of a 2um thick on the PET film 150 after the heat treatment was confirmed that the electrical conductivity. 전기전도도는 5 × 10 -5 Ω.Cm가 나왔다. Electrical conductivity suggests that 5 × 10 -5 Ω.Cm.

전자현미경 관찰결과 도3의 산화은나노는 50nm정도 인 것으로 나왔으며, 도4의 환원된 은나노 역시 50nm수준 인 것으로 나왔다. Results of electron microscopy of silver nano oxide 3 has been or to be approximately 50nm, turned out to be the reduced silver level is also 50nm in Fig. 이는 그라비아, 옵셋, 프렉소 인쇄 등의 대용량 전자인쇄용 은나노 잉크를 만들기에 충분한 정도이다. This is sufficient to create a large electronic nano-silver ink for printing such as gravure, offset, flexographic printing program. 목적에 따라 더 낮은 전기전도도를 원하는 경우는 너무 작은 나노입자의 사용은 적합하지 않을 수 있다. If you want a lower electrical conductivity depending on the purpose of use of nano-particles are too small it may not be suitable. 나노입자 사이에는 용매가 존재하기 때문에 코팅 후 건조 시 수축량이 늘어난다. Between the nanoparticles, the drying shrinkage increases after coating because a solvent is present. 그 결과 너무 두꺼운 전극에서는 크랙이 발생하므로 수um를 넘어가는 두꺼운 전극은 만들기 힘들다. As a result, the electrode is too thick, difficult to make a thick electrode um, so you can skip the cracks occurred. 또한 나노입자 사이에는 계면활성제와 분산제가 미량 남기 때문에 너무 작은 입자는 소결 후에도 전기전도도가 조금 나빠지게 된다. In addition, the too small particles due to the surfactant and the dispersing agent to remain very small amount between the nanoparticles to have an electrical conductivity is little or fall after sintering.

비교예1 Comparative Example 1

순도 99.9%의 질산은 170g을 디에틸렌글리콜 300g에 녹여서 상온의 1번 용액을 준비한다. Dissolving 170g of silver nitrate having a purity of 99.9% in diethylene glycol to prepare a 300g 1 solution at room temperature. 수산화나트륨 40g을 물500g에 녹여 계면활성제 없이 2번 용액을 만들었다. 40g sodium hydroxide dissolved in water 500g 2 solution was made without a surfactant. 2번 용액을 항온순환조에 넣고 20도로 교반하며 1번 용액을 10분에 걸쳐 조금씩 섞어주었다. 20 degrees stirred for 2 solution into a constant temperature circulating bath and was mixed little by little over a 1 solution in 10 minutes. 전체 용액은 검은색으로 변하였다. Full solution was changed to black. 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Taking samples repeated five times and the precipitated by dilution with distilled water and centrifuged to recover a powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하였다. It confirmed the particle size by electron microscopy.

항온순환조의 온도를 60도로 올려서 24시간 유지시키고 다시 샘플을 채취하여 증류수로 희석과 원심분리로 침강을 5회 반복하고 분말을 회수하였다. Raising the constant temperature circulating bath temperature of 60 degrees for 24 hours and re-sampled 5 times in the precipitation and diluted with distilled water and centrifuged to recover a powder. 전자현미경으로 입자크기를 확인하고, PET필름 위에 2um두께의 인쇄전극 제작을 시도하였다. Determine the particle size by an electron microscope, which was attempted to print a 2um thick electrodes prepared on the PET film. 큰 입자들의 방해로 인해 균일한 전극을 얻을 수 없었다. Due to the interference of larger particles can not be obtained a uniform electrode. 반면 5um두께의 인쇄전극을 얻을 수 있었으나 경제성을 상실하여 추가 테스트를 실시하지 않았다. On the other hand it was possible to obtain a printed electrode of 5um thickness were not subjected to further testing by the economic loss.

도5는 비교예1에 의해 생성된 산화은 입자의 SEM사진이다. Figure 5 is a SEM photograph of a silver oxide particles produced by the Comparative Example 1. 50nm이하의 작은 입자와 1um정도의 큰 입자가 혼재하는 것을 볼 수 있다. It can be seen that the small particles and the large particles of about 1um of 50nm or less are mixed. 계면활성제가 없었기 때문에 용액의 위치별 교반상태에 따라 입자 크기가 많이 달라지기 때문일 것이다. It is due to the surfactant being a particle according to the agitation by the location of the solution because there was a lot of different sizes. 도6는 비교예1에 의해 생성된 은 입자의 SEM사진이다. Figure 6 is an SEM picture of the silver particles produced by the Comparative Example 1. 산화은에서 작았던 입자들이 조금 더 크게 성장한 것을 볼 수 있으며, 여전히 나노와 마이크로 입자가 섞여서 나온다. We can see that they went small particles of silver oxide in a little more grown significantly, and still comes out mixed nano and micro particles.

본 발명을 통해 만들어지는 산화은나노입자와 은나노입자는 박막 전극소재로 산업상에 유용하게 사용되고 있다. Oxidized silver nanoparticles and silver nanoparticles produced by the present invention is used advantageously in the industry as a thin film electrode material. 하지만 그 제조 방법에 따라 많은 가격 차이를 보이는데, 본 발명의 방법은 다른 어떤 방법보다 가장 저렴하게 산화은나노와 은나노를 만들 수 있는 방법이어서 전자인쇄 산업에 유용하게 사용될 것이다. But look a lot difference in price depending on the production method, the method of the present invention is a method for creating nano-silver oxide and silver nano cheapest than any other method would then be useful in the printed electronics industry.

없음 none

Claims (6)

  1. Cocamide Cocamide DEA , Cocamide DEA, Cocamide MEA , Decyl MEA, Decyl glucoside , Decyl glucoside, Decyl polyglucoside , Lauryl glucoside , Octyl polyglucoside, Lauryl glucoside, Octyl glucoside 에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 계면활성제와 은염, 염기성물질, 용매를 혼합하여 산화은나노 입자 및 그 분산액을 제조하는 방법 methods by mixing the surface active agent and a silver salt, a basic substance, a solvent containing at least one element selected from among the glucoside for producing silver nano oxide particles and a dispersion
  2. 제1항에 있어, 산화은나노 입자의 평균 크기는 300nm이하인 나노금속 제조 방법 In claim 1, wherein the average size of the silver oxide particles are less than or equal to 300nm method for producing metal nano
  3. 제1항에 있어, 산화은나노 입자 분산액은 리터당 0.5mol이상의 산화은을 포함하는 산화은나노입자 분산액 제조 방법 In claim 1, wherein the silver oxide particle dispersion liquid The method for producing silver oxide particle dispersion containing the silver oxide per liter or more 0.5mol
  4. 제1항에 있어, 산화은나노 입자 분산액은 리터당 1mol이상의 산화은을 포함하는 산화은나노입자 분산액 제조 방법 In claim 1, wherein the silver oxide particle dispersion liquid The method for producing silver oxide particle dispersion containing the silver oxide per liter or more 1mol
  5. 제1항에 있어, 용매는 에틸렌글리콜, 디에텔렌글리콜, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 산화은나노입자 제조 방법 In claim 1, wherein the solvent is prepared silver oxide particles including at least one member selected from ethylene glycol, diethylene glycol ether, glycerol, propylene glycol, polyethylene glycol
  6. 제1항에 있어, 결과물인 산화은나노입자 분산액을 가열하여 산화은나노입자를 은나노입자로 바꿔주는 단계가 추가된 산화은나노입자 및 그 분산액 제조 방법 In claim 1, wherein the produced resultant silver is added to the oxidation step to oxidation by heating the silver nano-particle dispersion changed the oxidation of silver nano particles with silver nano-particle and a dispersion method


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