(57)【要約】【課題】粒子状の酸化銅において、液体中の分散性を高くする。【解決手段】銅塩の水溶液に、カルボン酸を添加する(ステップＳ２０)。ここで用いられるカルボン酸は、例えば、クエン酸及びグリシンの少なくとも一つを含んでいる。そして、炭酸ナトリウムの水溶液を添加することにより、銅塩の水溶液のｐＨを７以上、好ましくは８以上、さらに好ましくは９以上にする（ステップＳ３０）。そして、銅塩の水溶液を、例えば６０℃以上９０℃以下に加熱する（ステップＳ４０）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化第二銅を９０重量％以上含んでおり、
一次粒子が凝集することにより形成されており、かつ空隙を有しており、
平均粒径が３μｍ以下であり、
ＳＥＭ像において、楕円に近似したときの短軸に対する長軸の比が０．７以上である粒子。
【請求項２】
酸化第二銅を９０重量％以上含んでおり、
平均粒径が３μｍ以下であり、
比表面積が４０ｍ２／ｇ以上であり、
ＳＥＭ像において、楕円に近似したときの短軸に対する長軸の比が０．７以上である粒子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の粒子において、
前記平均粒径は１．５μｍ以下である粒子。
【請求項４】
請求項３に記載の粒子において、
前記平均粒径は１．０μｍ以下である粒子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の粒子において、
前記平均粒径（μｍ）に対する標準偏差（μｍ）が０．３以下である粒子。
【請求項６】
銅塩及びカルボン酸を含む水溶液に炭酸ナトリウムを添加し、前記水溶液のｐＨを７以上にしてから加熱することにより、酸化第二銅を含む粒子を生成する、粒子の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の粒子の製造方法において、
前記カルボン酸はクエン酸である粒子の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の粒子の製造方法において、
前記銅塩は塩化第二銅、硫酸塩、及び硝酸塩の少なくとも一つを含む、粒子の製造方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の粒子の製造方法において、
ｐＨを７以上にした後の前記水溶液を８０℃以上９０℃以下に加熱する、粒子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の粒子の製造方法において、
ｐＨを７以上に調整する際、前記水溶液を加熱し、かつ、調整終了直後の温度を７０℃以上にする、粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化銅を含む粒子及び粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属を粒子状にすると、その金属の用途は広がる。特に銅は優れた特性を有しているため、酸化銅も様々な場面で用いられている。そして、酸化銅を粒子状にするとその用途は広がる。特許文献１には、塩基性炭酸銅をアルカリ処理することによって酸化第二銅を生成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粒子状の酸化銅に求められる特性の一つに、液体中（例えば水中）の分散性が高いことがある。本発明の目的は、粒子状の酸化銅において、液体中の分散性を高くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、酸化第二銅を９０重量％以上含んでおり、
一次粒子が凝集することにより形成されており、かつ空隙を有しており、
平均粒径が３μｍ以下であり、
ＳＥＭ像において、楕円に近似したときの短軸に対する長軸の比が０．７以上である粒子が提供される。
【０００６】
本発明によれば、酸化第二銅を９０重量％以上含んでおり、
平均粒径が３μｍ以下であり、
比表面積が４０ｍ２／ｇ以上であり、
ＳＥＭ像において、楕円に近似したときの短軸に対する長軸の比が０．７以上である粒子が提供される。
【０００７】
本発明によれば、銅塩及びカルボン酸を含む水溶液に炭酸ナトリウムを添加し、前記水溶液のｐＨを７以上にしてから加熱することにより、酸化第二銅を含む粒子を生成する、粒子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粒子状の酸化銅において、液体中の分散性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る粒子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】試料１〜８のＳＥＭ像である。
【図３】試料１〜５の粒度分布の測定結果を示す図である。
【図４】試料６〜８の粒度分布の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る粒子の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態において製造される粒子は、酸化第二銅を主成分としており、カルボン酸及び炭酸ナトリウムを添加した銅塩の水溶液を、ｐＨを７以上にするとともに加熱することにより、製造される。
【００１２】
詳細には、まず、銅塩の水溶液を準備する（ステップＳ１０）。ここで用いられる銅塩は、例えば、塩化第二銅、硫酸塩、及び硝酸塩の少なくとも一つを含んでいる。次いで、銅塩の水溶液に、カルボン酸を添加する(ステップＳ２０)。ここで用いられるカルボン酸は、例えば、クエン酸及びグリシンの少なくとも一つを含んでいる。
【００１３】
そして、炭酸ナトリウムの水溶液を添加することにより、銅塩の水溶液のｐＨを７以上、好ましくは８以上、さらに好ましくは９以上にする（ステップＳ３０）。そして、銅塩の水溶液を、例えば６０℃以上９０℃以下に加熱する（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ３０及びＳ４０は同時に行われてもよい。また、ｐＨの調整時にある程度加熱され、さらにｐＨの調整が終了した後に所定の温度まで加熱されてもよい。この場合、ｐＨ調整終了直後の水溶液の温度は、例えば７０℃以上８０℃以下である。これにより、銅塩、炭酸ナトリウム、及び水が反応して塩基性炭酸銅が生成し、さらにこの塩基性炭酸銅が分解することにより、酸化第二銅の粒子が生成する。そして、この粒子を、デカンテーションや遠心分離等によって分離し、さらに分離した粒子を洗浄及び乾燥する。
【００１４】
このようにして生成した粒子は、酸化第二銅を９０重量％以上含んでいる。そしてこの粒子は、一次粒子が凝集することにより形成されており、かつ空隙を有している。このため、この粒子の比表面積は、４０ｍ２／ｇ以上、例えば５０ｍ２／ｇ以上、さらには６０ｍ２／ｇ以上と大きい。
【００１５】
また、この粒子の平均粒径が３μｍ以下、例えば１．５μｍ以下、さらには１．０μｍ以下である。そして、この粒子のＳＥＭ像は、楕円に近似したときの短軸に対する長軸の比(以下、アスペクト比と記載)が０．７以上である。なお、アスペクト比は、ＩｍａｇｅＪ（商品名）などの画像処理ソフトを用いて計算することができる。
【００１６】
また、この粒子の平均粒子径（μｍ）に対する標準偏差（μｍ）は、０．３以下である。なお、標準偏差ＳＤは、（ｄ８４％−ｄ１６％）／２である。ここで、ｄ８４％は、累積カーブが８４％となる粒子径であり、ｄ１６％は、累積カーブが１６％となる粒子径である。
【００１７】
なお、上記したこの粒子の特性は、例えば、１０５℃で２時間乾燥させた後の測定結果である。
【００１８】
このように、本実施形態に係る粒子は、一次粒子が凝集することにより形成されており、かつ比表面積が大きくなっている。さらに、この粒子の直径は３μｍ以下と小さく、かつ、アスペクト比は０．７以上と球形に近い。このため、この粒子の液体中（例えば水中）での分散性は高い。
【実施例】
【００１９】
(実施例１)
図１のステップＳ２０を省略して、すなわちカルボン酸を添加しないで、粒子を作製した（試料１）。また、図１に示した方法を用いて、複数種類の粒子（試料２〜７）を作製した。また、炭酸ナトリウムの代わりに水酸化ナトリウムを用いて粒子を作製した（試料８）。
【００２０】
詳細には、試料１〜７において、炭酸ナトリウム水溶液の濃度は１２０ｇ／Ｌであった。試料８において、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は２４重量％であった。いずれの試料においても、銅塩の水溶液としては塩化第二銅の水溶液を使用した。この水溶液における銅の濃度は、９．１６重量％であった。また、試料１〜８を作製する際、ステップＳ３０において、加熱しながらｐＨを９．５に調整するとともに調整直後の温度を８５℃にした。また、ステップＳ４０において水溶液の温度を８５℃に維持した。
【００２１】
また、試料２〜６ではカルボン酸としてクエン酸を使用し、試料７ではカルボン酸としてグリシンを使用した。また、試料２〜７において、カルボン酸の量は、それぞれ、塩化第二銅の水溶液３０５ｇに対して、０．０１４６ｍｏｌ（重量換算で銅の１０％）、０．０２９１ｍｏｌ（重量換算で銅の２０％）、０．０４３７ｍｏｌ（重量換算で銅の３０％）、０．０５８３ｍｏｌ（重量換算で銅の４０％）、０．０７２９ｍｏｌ（重量換算で銅の５０％）、及び０．０４３７ｍｏｌ（試料４と同ｍｏｌ）であった。
【００２２】
表１に、上記した試料１〜８の製造条件とともに、各試料の比表面積、一次粒子径、標準偏差、平均粒子径、及びアスペクト比を示す。なお、比表面積はＢＥＴ１点法により測定され（使用機器：micromeritics社製  FlowSorb III 2310）、一次粒子径は比表面積から粒子形状を球形と仮定して算出した。具体的には、粒子の直径をｄとし、粒子を構成する物質の密度ρとすると、比表面積Ｓ＝[4π(d/2)2]/ [(4/3) π(d/2)3×ρ]＝6/(dρ)となる。これにより、一次粒子径ｄ＝6/(Sρ)となる。なお、今回の計算において、密度ρを６．３１ｇ／ｃｍ３とした。アスペクト比は、ＳＥＭ像を画像処理ソフトのＩｍａｇｅＪ（商品名）を用いて処理することにより算出した。また、平均粒子径はレーザー回折・散乱法(使用機器：日機装（株）製  マイクロトラック9320HRA)により測定された。また、いずれの試料も、１０５℃で２時間乾燥された後に、測定が行われた。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
また、図２に、試料１〜８のＳＥＭ像を示す。さらに図３に試料１〜５の粒度分布の測定結果を、図４に試料６〜８の粒度分布の測定結果を、それぞれ示す。
【００２５】
表１及び図２に示すように、試料１の比表面積は小さく、また、試料１の平均粒子径は大きかった。また、図２及び図３に示すように、試料１の粒度のばらつきは大きかった。
【００２６】
また、表１及び図２に示すように、試料８の平均粒子径は大きく、また、不定形であった。また、図２及び図４に示すように、試料８の粒度のばらつきは大きかった。
【００２７】
これに対し、表１及び図２に示すように、試料２〜７の平均粒子径は１．５０μｍ以下であり、また標準偏差は０．７μｍ以下であった。特に、試料２〜６は、平均粒子径はいずれも１．０μｍ以下であり、また標準偏差は０．３μｍ以下であった。また、試料２〜７のアスペクト比は、いずれも０．７以上であった。この理由は、カルボン酸としてクエン酸を用いたためと考えられる。
【００２８】
また、試料２〜７の比表面積はいずれも５０ｍ２／ｇ以上であった。特に、試料２〜６の比表面積は、いずれも６５ｍ２／ｇ以上であった。この理由も、カルボン酸としてクエン酸を用いたためと考えられる。
【００２９】
また、試料２〜７の一次粒子の直径の平均値は、いずれも２０ｎｍ以下であった。特に、試料２〜６の一次粒子の直径の平均値は、いずれも１５ｎｍ以下であった。この理由も、カルボン酸としてクエン酸を用いたためと考えられる。
【００３０】
（実施例２）
図１に示した方法において、ステップＳ３０において加熱を行うとともに、ステップＳ３０においてｐＨの調整が終了した直後の温度を変えることにより、試料９〜１２を作製した。具体的には、試料９，１０，１１，１２において、この温度はそれぞれ８０℃、８０℃、７０℃、及び４０℃であった。なお、他の製造条件は、表１の試料４と同じにした。このため、ステップＳ４０における温度は、８５℃である。
【００３１】
試料９〜１２のＣｕＯ含有量、乾燥減量、強熱減量、及び粒度分布を表２に示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
なお、乾燥減量は、１０５℃で２時間乾燥させたときの重量減少分であり、水分含有量の指標となる。また、強熱減量は、８５０℃で２時間乾燥させたときの重量減少分であり、水分及び有機成分の含有量の指標となる。
【００３４】
ＣｕＯ含有量は、いずれの資料においても９４％以上であった。ｐＨの調整が終了した直後の温度が７０℃以上の場合（試料９〜１１）、平均粒度（５０％の粒度）は１．０μｍ以下であり、また、強熱減量が５％以下であった。しかし、ｐＨの調整が終了した直後の温度が４０℃の場合（試料１２）、平均粒度（５０％の粒度）は１．３μｍ以上であり、また、強熱減量が６％を超えていた。これにより、ｐＨの調整が終了した直後の温度は７０℃以上であるのが好ましいことが分かった。
【００３５】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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