KR20240036504A - 복합 구리 나노 입자 및 복합 구리 나노 입자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유기 용매에 대한 분산성이 높고, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능한 복합 구리 나노 입자를 제공한다. 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질된 복합 구리 나노 입자로서, 상기 구리 나노 입자는, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖고, 상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 탄소 농도가 0.5∼1.5질량%이며, 상기 질량 탄소 농도 중, 상기 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.5∼1.2질량%이고, 상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 규소 농도가 0.05∼0.11질량%인, 복합 구리 나노 입자를 선택한다.
Description
본 발명은 복합 구리 나노 입자 및 복합 구리 나노 입자의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 비닐기를 갖는 실란 커플링제로 구리 나노 입자의 표면을 개질한 후, 모노머와 반응시켜 그래프트 고분자 사슬을 형성하고, 구리 나노 입자의 분산성을 개선하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1의 실시예에서는, 고분자 사슬의 비율이 2.8∼7.0wt%로 높고, 전극막의 성막시 탄소 잔사가 남기 쉽기 때문에, 전극막의 밀착성 저해나 도전 불량이 우려된다.
특허문헌 2에는, 습식법에 의해 합성한 수소화 구리 미립자를 실란 커플링제에 의해 표면을 개질하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 습식법에 의해 합성한 구리 미립자는, 입자 직경에 대한 결정자 직경이 작기 때문에, 전극막의 성막시 열수축에 의한 전극막의 변형이나, 박리의 발생이 우려된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유기 용매에 대한 분산성이 높고, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능한 복합 구리 나노 입자 및 복합 구리 나노 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용한다.
[1] 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질된 복합 구리 나노 입자로서,
상기 구리 나노 입자는, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖고,
상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 탄소 농도가 0.5∼1.5질량%이며,
상기 질량 탄소 농도 중, 상기 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.5∼1.2질량%이고,
상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 규소 농도가 0.05∼0.11질량%인, 복합 구리 나노 입자.
[2] 상기 질량 탄소 농도 중, 상기 구리 나노 입자에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.3질량% 이하인, [1]에 기재된 복합 구리 나노 입자.
[3] 상기 실란 커플링제가 탄소수 10 이상의 알킬 사슬을 갖는, [1] 또는 [2]에 기재된 복합 구리 나노 입자.
[4] 상기 구리 나노 입자의 평균 입자 직경이 200㎚ 이하인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 복합 구리 나노 입자.
[5] 구리 나노 입자의 표면을 실란 커플링제로 개질하여 복합 구리 나노 입자를 제조하는 방법으로서,
표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖는 구리 나노 입자를 준비하는 공정과,
상기 구리 나노 입자를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 조제하는 분산 공정과,
실란 커플링제를 첨가하는 반응 공정을 구비하는, 복합 구리 나노 입자의 제조 방법.
[6] 상기 실란 커플링제의 첨가량이, 상기 구리 나노 입자의 표면에 대한 단분자막 형성 상당량의 0.6∼1.25배인, [5]에 기재된 복합 구리 나노 입자의 제조 방법.
본 발명의 복합 구리 나노 입자는, 유기 용매에 대한 분산성이 높고, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능하다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법은, 유기 용매에 대한 분산성이 높고, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능한 복합 구리 나노 입자가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의, 실란 커플링제의 첨가량과 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의, 실란 커플링제의 알킬 사슬의 탄소수와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의, 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의, 실란 커플링제의 알킬 사슬의 탄소수와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의, 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 명세서에 있어서의 용어의 의미 및 정의는 이하와 같다.
「∼」로 나타내는 수치 범위는, ∼의 전후의 수치를 하한값 및 상한값으로 하는 수치 범위를 의미한다.
구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질된다란, 입자의 표면 상에 존재하는 수산기와 실란 커플링제가 탈수 축합 반응을 일으켜, 실라놀이 표면에 결합되는 것을 의미한다. 또는, 수산기가 존재하지 않는 경우여도, 정전적 상호 작용에 의해 실란 커플링제의 알콕시기가 가수분해되어 형성된 실라놀기가 입자 표면에 흡착하고, 그 후의 실란 커플링제끼리의 탈수 축합에 의해 표면에 단분자막이 형성되는 것을 의미한다.
<복합 구리 나노 입자>
본 발명의 복합 구리 나노 입자는, 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질된 복합 구리 나노 입자로서, 상기 구리 나노 입자는, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖고, 상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 탄소 농도가 0.5∼1.5질량%이며, 상기 질량 탄소 농도 중, 상기 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.5∼1.2질량%이고, 상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 규소 농도가 0.05∼0.11질량%이다.
(구리 나노 입자)
구리 나노 입자는 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖는다. 이러한 구리 나노 입자로는, 환원 화염에 의한 건식법에 의해 제조된 것을 들 수 있다. 건식법에 의해 제조된 구리 나노 입자는 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적다. 이에 대해, 습식법에 의해 합성된 구리 나노 입자는 열수축이 크다.
구리 나노 입자는 평균 입자 직경이 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10㎚ 이상 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 구리 나노 입자의 평균 분자 직경이 200㎚ 이하이면, 복합 구리 나노 입자를 페이스트화했을 때의 분산성이 우수하고, 150㎚ 이하이면 분산성이 보다 양호하게 발휘된다. 이에 대해, 구리 나노 입자의 평균 분자 직경이 200㎚를 초과하면, 1입자당 중량이 증가하기 때문에, 실란 커플링제의 알킬 사슬에 의한 입체 작용이 충분히 기능하지 않게 되어, 복합 구리 나노 입자를 페이스트화했을때의 분산성이 저하되는 경향이 된다.
「평균 입자 직경」
구리 나노 입자의 평균 입자 직경은, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 전자 현미경상에 있어서 1시야에 존재하는 250개의 구리 나노 입자에 대해, 구리 나노 입자의 입자 직경을 측정하고, 그의 개수 평균값을 산출하여 구리 나노 입자의 평균 입자 직경으로 한다.
여기서, 주사형 전자 현미경의 화상(사진) 상에 비치는 입자 중, 측정하는 입자의 선정 기준은 이하의 (1)∼(6)과 같다.
(1) 입자의 일부가 사진의 시야 밖으로 빠져나와 있는 입자는 측정하지 않는다.
(2) 윤곽이 명확하고, 고립되어 존재하고 있는 입자는 측정한다.
(3) 평균적인 입자 형상에서 벗어나 있는 경우여도, 독립되어 있어, 단독 입자로서 측정이 가능한 입자는 측정한다.
(4) 입자끼리 겹침이 있지만, 양자의 경계가 명료하고, 입자 전체의 형상도 판단 가능한 입자는, 각각의 입자를 단독 입자로 하여 측정한다.
(5) 중첩되어 있는 입자로, 경계가 명확하지 않고, 입자의 전체 형태도 알 수 없는 입자는, 입자의 형상을 판단할 수 없는 것으로 하여 측정하지 않는다.
(6) 타원 등 진원이 아닌 입자에 대해서는, 장경을 입자 직경으로 했다.
구리 나노 입자의 표면은 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막으로 덮여 있다. 이 중, 아산화구리의 부분은, 실란 커플링제와의 반응 사이트로서 기능한다.
이에 대해, 탄산구리의 부분은 실란 커플링제와 반응하지 않는다.
따라서, 구리 나노 입자에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.3질량% 이하인 것이 바람직하다.
「질량 탄소 농도」
구리 나노 입자 및 후술하는 복합 구리 나노 입자 중의 질량 탄소 농도는, 탄소 유황 분석 장치(예를 들면, 가부시키가이샤 호리바 세이사쿠쇼 제조 「EMIA-920V」)를 사용하여 측정할 수 있다. 구리 나노 입자 및 복합 구리 나노 입자 중의 질량 탄소 농도는, 3 샘플의 개수 평균값이다.
(실란 커플링제)
실란 커플링제는 구리 나노 입자의 표면에 실란 커플링 반응에 의해 화학 결합 가능하고, 용매에 대한 분산성을 향상하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 이러한 실란 커플링제로는, 예를 들면, 알킬 사슬을 갖는 알킬실란, 아크로일옥시알킬실란, 아미노알킬실란, 글리시딜옥시알킬실란을 들 수 있다.
실란 커플링제가 갖는 알킬 사슬은, 탄소수 10 이상의 알킬 사슬인 것이 바람직하다. 알킬 사슬의 탄소수 10 이상이면, 구리 나노 입자의 표면에 단분자막 형성 상당량의 실란 커플링제가 결합함으로써, 알킬 사슬이 입체 작용을 발휘할 수 있다.
한편, 알킬 사슬이 필요 이상으로 길면, 복합 구리 나노 입자를 소결하여 전극 용도에 적용할 때, 탄소 잔사가 증가하는 요인이 된다. 따라서, 실란 커플링제가 갖는 알킬 사슬은, 탄소수 18 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자는, 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때의 질량 탄소 농도 중, 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.5∼1.2질량%이고, 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 규소 농도가 0.05∼0.11질량%이다. 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도 및 질량 규소 농도가 상기 범위이면, 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제에 의해 충분히 개질되기 때문에, 용매에 대한 분산성이 우수하여, 전극 용도에 적용할 수 있다.
여기서, 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도는, 상술한 방법에 의해 복합 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도와, 실란 커플링제와의 반응 전의 원료 상태의 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도를 각각 측정하여, 복합 구리 나노 입자의 측정값과 구리 나노 입자의 측정값의 차분에 의해 구한다.
「질량 규소 농도」
복합 구리 나노 입자 중의 질량 규소 농도는, 복합 구리 나노 입자를 질산 및 불산에 침지하여, 입자의 표면을 용해하고, 당해 용액으로부터 ICP 발광 분광 장치(예를 들면, 히타치 하이테크 제조 「탁상형 ICP 발광 분광 분석 장치 PS7800」)를 사용하여 측정할 수 있다.
구체적으로는, 묽은 불산(농도 1.5%)에 복합 구리 나노 입자를 침지시켜, 실온에서 10분 교반하고, 상청액의 일부를 분취한다. 그 후, 묽은 질산(농도 30%)을 첨가하여, 실온에서 10분간 교반하고, 상청액의 일부를 분취한다. 전자의 상청액에는 SiO2 유래의 Si가 유리되고, 후자의 상청액에는 Si 유래의 Si가 유리되어 있다. 각각 액을 필요에 따라 희석한 후, ICP-AES로 251.6㎚의 파장을 측정함으로써, 질량 규소 농도를 측정할 수 있다. 검량선은 시판의 규소 표준 용액으로 제작할 수 있다.
(용도)
본 발명의 복합 구리 나노 입자는, 각종 전자 부품 등의 전극막 재료에 적용할 수 있다. 특히, 산화물이나 세라믹스를 기재로 하여, 300℃ 이상에서 소결시키고 성막하는 전극막 재료에 적용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 센서, 전지, 콘덴서, 저항 등의 전자 부품을 프린트 기판에 실장하는 부분의 전극의 재료에 적용할 수 있다.
<복합 구리 나노 입자의 제조 방법>
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법은, 구리 나노 입자의 표면을 실란 커플링제로 개질하여 복합 구리 나노 입자를 제조하는 방법으로서, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖는 구리 나노 입자를 준비하고, 상기 구리 나노 입자를 유기 용매에 분산시킨 분산액에 실란 커플링제를 첨가한다.
(준비 공정)
우선, 준비 공정으로서, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖는 구리 나노 입자, 즉, 환원 화염에 의한 건식법으로 제조된 구리 나노 입자를 준비한다.
구리 나노 입자는 예를 들면, 일본 특허 제6130616호에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 구리 나노 입자가 시판되고 있는 경우는, 이를 사용해도 된다.
(분산 공정)
이어서, 분산 공정으로서, 구리 나노 입자를 유기 용매에 분산시켜, 구리 나노 입자의 분산액을 조제한다.
구체적으로는, 예를 들면, 구리 나노 입자와 유기 용매의 혼합물을 가압하여 세관 유로에 들여 보내고, 혼합물에 충돌, 전단력을 가하여 분산시켜 분산액을 얻는다.
유기 용매 중의 구리 나노 입자를 가압하여 세관 유로에 들여 보내고, 충돌, 전단력을 가하여 분산하는 경우, 습식 제트 밀(예를 들면, 요시다 키카이 코교 제조 「나노베이터 B-ED」, 죠코 제조 「JN1000」)을 적용할 수 있다.
구리 나노 입자의 분산 방법은 상기 방법에 한정되지 않고, 자공전식 믹서를 이용하여 분산시키는 방법이나, 블레이드나 롤을 이용하여 분산시키는 방법을 들 수 있다.
유기 용매는 구리 나노 입자를 분산시키는 것이 가능한 용매이면 특별히 한정되지 않는다. 유기 용매로는, 예를 들면, 물; 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 테르피네올 등의 알코올; 에틸렌글리콜, 디메틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등의 폴리올; 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에테르; N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 극성 용매를 들 수 있다. 이들 유기 용매 중, 테르피네올 등의 알코올계 용매가 바람직하다.
(반응 공정)
이어서, 반응 공정으로서, 얻어진 구리 나노 입자의 분산액에 실란 커플링제를 첨가하여 반응시킨다.
구체적으로는, 구리 나노 입자의 분산액에 실란 커플링제를 첨가하여, 마그네틱 스터러 등으로 혼합 교반한다.
분산액에 대한 실란 커플링제의 첨가량은, 분산액 중의 구리 나노 입자의 표면에 대한 단분자막 형성 상당량의 0.6∼1.25배로 하는 것이 바람직하다.
실란 커플링제의 첨가량이, 구리 나노 입자의 표면에 대한 단분자막 형성 상당량의 0.6배 이상이면, 구리 나노 입자의 표면에 충분한 실란 커플링제를 부착시킬 수 있다.
그런데, 종래 기술에서는, 복합 구리 나노 입자를 제조할 때, 구리 나노 입자의 표면에 충분한 실란 커플링제를 부착시키기 위해, 구리 나노 입자의 분산액에 대해 과잉의 실란 커플링제를 첨가하는 것이 일반적이었다. 그러나, 분산액에 과잉의 실란 커플링제를 첨가하면, 실란 커플링제끼리가 반응하여 응집이 발생했었다.
이에 대해, 본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법에서는, 실란 커플링제의 첨가량이, 구리 나노 입자의 표면에 대한 단분자막 형성 상당량의 1.25배 이하이기 때문에, 실란 커플링제끼리의 반응에 의한 응집의 발생을 억제할 수 있다. 나아가서는, 미반응의 실란 커플링제를 제거하기 쉬워진다는 효과가 얻어진다.
한편, 단분자막 형성 상당량이란, 구리 나노 입자의 모든 표면에 실란 커플링제가 부착된 상태가 되는 첨가량을 말한다.
구체적으로는, 「구리 나노 입자의 표면적/실란 커플링제 1분자의 전유 면적=실란 커플링제의 분자수」를 산출하여, 이 분자수와 실란 커플링제 1분자당 질량으로부터, 단분자막 형성 상당량을 산출한다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법은, 상술한 분산 공정과 반응 공정을 행한 후, 로터리 에바포레이터로 가열 교반하면서 유기 용매를 감압 증류 제거함으로써, 본 발명의 복합 구리 나노 입자의 분말이 얻어진다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법은, 상술한 바와 같이, 분산 공정 후에 반응 공정을 행해도 되고, 동시에 행해도 된다.
분산 공정과 반응 공정을 동시에 실시하는 경우, 구리 나노 입자와 유기 용매의 혼합물에 실란 커플링제를 첨가하고, 이들의 혼합물을 가압하여 세관 유로에 들여 보내고, 충돌, 전단력을 가하여 분산시킴으로써, 분산 공정과 반응 공정을 동시에 행할 수 있다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법에서는, 건식법에 의해 제조된 구리 나노 입자를 사용하기 때문에, 분산 공정 후에 반응 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 건식법에 의해 제조된 구리 나노 입자의 표면은, 그 대부분이 아산화구리로 피막되어 있기 때문에, 극성이 낮은 유기 용매 중에서는 응집 입자가 발생하기 쉽다. 이 때문에, 구리 나노 입자의 응집 입자를 해쇄하여, 입자의 표면을 노출시킨 후, 실란 커플링제를 첨가하여 접촉시킴으로써, 효율적으로 표면을 개질할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 복합 구리 나노 입자에 의하면, 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질되어 있기 때문에, 유기 용매에 대한 분산성이 높다. 또한, 본 발명의 복합 구리 나노 입자는, 건식법에 의해 제조된 구리 나노 입자를 사용하기 때문에, 그 후, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능하다.
본 발명의 복합 구리 나노 입자의 제조 방법에 의하면, 유기 용매에 대한 분산성이 높고, 300℃ 이상에서 소결해도 열수축이 적으며, 평활한 전극막을 성막 가능한 복합 구리 나노 입자가 얻어진다.
한편, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과를 설명하지만, 본 발명은 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
「구리 나노 입자」
구리 나노 입자는 일본 특허 제6130616호 공보에 기재된 제조 방법에 의해 제조했다. 제조 조건은 이하와 같이 했다.
·분체 원료: 구리 분말 산화구리(I)(니혼 아토마이즈 카코우사 제조, 평균 입자 직경 10㎛)
·버너에 공급하는 연료 가스: 액화 천연 가스
·지연성 가스: 산소
·노 내에 선회류를 형성하는 제1 냉각 가스: 질소
·산소비: 0.9
·원료 공급 속도: 0.36㎏/h
「복합 구리 나노 입자」
비커에 평균 입자 직경 110㎚, 질량 탄소 농도 0.15질량%의 구리 나노 입자 20g, 에탄올 55g, 실란 커플링(SC)제로서 옥타데실트리에톡시실란(ODTES) 0.28g(=단분자막 형성 상당량)을 첨가했다.
이들의 혼합물을 10분간 마그네틱 스터러로 분산한 후, 요시다 키카이 코교 제조 「나노베이터 B-ED」를 이용하여 혼합물을 압력 100MPa로 가압하여 세관 유로에 들여 보내고, 혼합물에 충돌, 전단력을 가하여 분산하는 처리를 10회 행했다.
그 후, 60℃의 수욕에 담근 로터리 에바포레이터로 에탄올을 감압 증류 제거하여, 복합 구리 나노 입자의 분말을 얻었다.
얻어진 복합 구리 나노 입자의 분말은, 상술한 방법을 이용하여 질량 탄소 농도를 측정하고, 이하에 나타내는 바와 같이 건조막을 조제하여, 건조막의 표면 조도를 측정했다.
한편, 옥타데실트리에톡시실란의 단분자막 형성 상당량은, 이하의 계산식 (A)에 의해, 0.28g으로 산출되었다.
한편, 계산식 (A) 중, 옥타데실트리에톡시실란 1분자의 전유 면적을 0.3㎚2, 분자량을 416g/mol, 아보가드로 정수를 6.02개/mol로 했다.
「표면 조도」
복합 구리 나노 입자 65부와 α테르피네올 35부를 비즈 밀(실제로 사용한 비즈를 보충)로 2분간 혼합하여 얻어진 페이스트를, 바 코터를 이용하여 유리 기판 상에 가로세로 1㎝로 도막하고 건조하여, 두께 15㎛의 건조막을 조제했다.
이 건조막의 표면 조도는, 레이저 마이크로스코프(예를 들면, 키엔스 제조 「VK-110」)를 이용하여, 표면 조도 Rz(JIS 규격을 보충)를 10점(N수를 보충) 측정하고, 그의 10 평균값을 평가 지표로 했다.
한편, Rz<1.0㎛인 것은, 당해 복합 구리 나노 입자를 각종 전자 부품 등에 적용하는 전극막의 성막에 있어서, 10㎛ 이하의 박막을 제막하기 위해서는 필요한 지표이다.
(실시예 2)
옥타데실트리에톡시실란의 첨가량을 실시예 1의 0.7배로 변경했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(실시예 3)
옥타데실트리에톡시실란의 첨가량을 실시예 1의 1.2배로 변경했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(실시예 4)
실란 커플링제로서, 옥타데실트리에톡시실란 대신에 데실트리메톡시실란(DTES)을 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(실시예 5)
구리 나노 입자로서, 질량 탄소 농도 0.29질량%의 구리 나노 입자를 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(실시예 6)
구리 나노 입자로서, 평균 입자 직경 200㎚의 구리 나노 입자를 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 1)
옥타데실트리에톡시실란의 첨가량을 실시예 1의 0.5배로 변경했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 2)
옥타데실트리에톡시실란의 첨가량을 실시예 1의 1.5배로 변경했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 3)
실란 커플링제로서, 옥타데실트리에톡시실란 대신에 옥틸트리메톡시실란(OTMS)을 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 4)
구리 나노 입자로서, 질량 탄소 농도 0.36질량%의 구리 나노 입자를 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 5)
구리 나노 입자로서, 평균 입자 직경 250㎚의 구리 나노 입자를 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
(비교예 6)
구리 나노 입자로서, 습식법으로 제작한 것(시그마 알드리치사 제조)을 사용했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
실시예 1∼6의 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 비교예 1∼6의 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.
<평가 1>
도 1은 상술한 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2에 대해, 실란 커플링제의 첨가량과 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 1 중, X축은 단분자막 형성 상당량으로 환산한 실란 커플링제의 첨가량이고, Y축은 조제한 건조막의 표면 조도 Rz이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 결과로부터 유도되는 근사 곡선과, 표면 조도 Rz=1.0㎛의 직선의 교점으로부터, 실란 커플링제의 첨가량이 0.6∼1.25배인 범위에서 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 미만이 되고, 0.6배 미만 및 1.25배를 초과하는 범위에서 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 이상이 되는 것을 확인할 수 있었다.
<평가 2>
도 2는 상술한 실시예 1, 4, 및 비교예 3에 대해, 실란 커플링제의 알킬 사슬의 탄소수와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 2 중, X축은 실란 커플링제의 알킬 사슬의 탄소수이고, Y축은 조제한 건조막의 표면 조도 Rz이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 4, 및 비교예 3의 결과로부터 유도되는 근사 곡선과, 표면 조도 Rz=1.0㎛의 직선의 교점으로부터, 실란 커플링제의 알킬 사슬의 탄소수 9.7이, 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 미만에 도달할 수 있는지 여부의 경계인 것을 확인했다. 즉, 알킬 사슬의 탄소수가 10 이상인 실란 커플링제를 사용하면, 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 미만을 달성할 수 있다. 한편, 알킬 사슬의 탄소수가 9 이하인 실란 커플링제를 사용하면, 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 이상이 되는 것이 시사되었다.
<평가 3>
도 3은 상술한 실시예 1, 5, 및 비교예 4에 대해, 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도와 표면 조도 Rz의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3 중, X축은 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도이고, Y축은 조제한 건조막의 표면 조도 Rz이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 5, 및 비교예 4의 결과로부터 유도되는 근사 곡선과, 표면 조도 Rz=1.0㎛의 직선의 교점으로부터, 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도가 0.3질량% 이하인 범위에서 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 미만이 되고, 구리 나노 입자의 질량 탄소 농도가 0.3질량%를 초과하는 범위에서 표면 조도 Rz가 1.0㎛ 이상이 되는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (6)
- 구리 나노 입자의 표면이 실란 커플링제로 개질된 복합 구리 나노 입자로서,
상기 구리 나노 입자는, 표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖고,
상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 탄소 농도가 0.5∼1.5질량%이며,
상기 질량 탄소 농도 중, 상기 실란 커플링제에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.5∼1.2질량%이고,
상기 복합 구리 나노 입자의 전체를 100질량%로 했을 때, 질량 규소 농도가 0.05∼0.11질량%인, 복합 구리 나노 입자. - 제 1 항에 있어서,
상기 질량 탄소 농도 중, 상기 구리 나노 입자에 기인하는 질량 탄소 농도가 0.3질량% 이하인, 복합 구리 나노 입자. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 실란 커플링제가 탄소수 10 이상의 알킬 사슬을 갖는, 복합 구리 나노 입자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구리 나노 입자의 평균 입자 직경이 200㎚ 이하인, 복합 구리 나노 입자. - 구리 나노 입자의 표면을 실란 커플링제로 개질하여 복합 구리 나노 입자를 제조하는 방법으로서,
표면의 적어도 일부에 아산화구리 및 탄산구리를 포함하는 피막을 갖는 구리 나노 입자를 준비하는 공정과,
상기 구리 나노 입자를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 조제하는 분산 공정과,
실란 커플링제를 첨가하는 반응 공정을 구비하는, 복합 구리 나노 입자의 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 실란 커플링제의 첨가량이, 상기 구리 나노 입자의 표면에 대한 단분자막 형성 상당량의 0.6∼1.25배인, 복합 구리 나노 입자의 제조 방법.
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