(57)【要約】【課題】本発明は、銅前駆体の製造方法及びこれにより製造された銅前駆体に関する。【解決手段】本発明による銅前駆体の製造方法は、銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造する段階と、上記水溶液に尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して混合物を製造する段階と、上記混合物を１００から１２０℃の温度に加熱して銅前駆体を合成する段階と、を含む。【選択図】図１
2013224243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造する段階と、
前記水溶液に尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して混合物を製造する段階と、
前記混合物を１００から１２０℃の温度に加熱して銅前駆体を合成する段階と、
を含む、銅前駆体の製造方法。
【請求項２】
前記銅塩又はその水和物は、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）である、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項３】
前記水溶液を製造する段階は、前記銅塩又はその水和物を常温の水に溶かして行われる、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項４】
前記混合物を製造する段階は、常温で行われる、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項５】
前記銅前駆体を合成する段階の後に６０から８０℃で乾燥する段階をさらに含む、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項６】
前記銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３である、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項７】
前記銅前駆体は、炭素（Ｃ）の含量が、検出基準である０．３ｗｔ％以下である、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項８】
前記混合物を製造する段階は、前記銅塩又はその水和物１００重量部に対して前記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）１２から２００重量部を混合して行われる、請求項１に記載の銅前駆体の製造方法。
【請求項９】
銅塩又はその水和物を含む水溶液及び尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して製造され、炭素（Ｃ）の含量が検出基準である０．３ｗｔ％以下である、銅前駆体。
【請求項１０】
前記銅塩又はその水和物は、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）である、請求項９に記載の銅前駆体。
【請求項１１】
前記銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３である、請求項９に記載の銅前駆体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅前駆体の製造方法及びこれにより製造された銅前駆体に関し、より具体的には、中間体なしに製造が可能であり低温で合成が可能である銅前駆体の製造方法及びこれにより製造された銅前駆体に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅（Ｃｕ）は、銀（Ａｇ）と同等水準の比抵抗値を示すが、銀（Ａｇ）価格の１００分の１以下の低い価格帯であることから現在は殆どの全ての電子部品の電気配線に用いられている。
【０００３】
銅（Ｃｕ）は粉末の形で産業上使用頻度が高く、このような銅粉末を製造するための銅前駆体を多様な方法で製作している。
【０００４】
特定の銅前駆体は大気中で自然酸化されるか又は熱処理時に酸化されるという問題点がある。
【０００５】
銅の硝酸塩形態を用いる銅前駆体の場合、大気中の水分を自ら吸収する潮解性の特徴があるため、その保管及び使用が困難な実情にある。
【０００６】
また、下記の先行技術文献の場合、硫酸銅水溶液に水酸化ナトリウムを添加して水酸化銅沈殿物を製造する方法を用いているが、この方法を用いる場合、中間体が必要であるという短所、及び前駆体物質内で有機物の含量が増加する可能性があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許２０１０−００９１５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、銅前駆体の製造方法及びこれにより製造された銅前駆体を提供することであり、より具体的には、中間体なしに製造が可能であり低温で合成が可能である銅前駆体の製造方法及びこれにより製造された銅前駆体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態は、銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造する段階と、上記水溶液に尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して混合物を製造する段階と、上記混合物を１００から１２０℃の温度に加熱して銅前駆体を合成する段階と、を含む銅前駆体の製造方法を提供する。
【００１０】
上記銅塩又はその水和物は、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）であることができる。
【００１１】
上記水溶液を製造する段階は、上記銅塩又はその水和物を常温の水に溶かして行われることができる。
【００１２】
上記混合物を製造する段階は、常温で行われることができる。
【００１３】
上記銅前駆体を合成する段階の後に６０から８０℃で乾燥する段階をさらに含むことができる。
【００１４】
上記銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３であることができる。
【００１５】
上記銅前駆体は、炭素（Ｃ）の含量が、検出基準である０．３ｗｔ％以下であることができる。
【００１６】
上記混合物を製造する段階は、上記銅塩又はその水和物１００重量部に対して上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）１２から２００重量部を混合して行われることができる。
【００１７】
本発明の他の形態は、銅塩又はその水和物を含む水溶液及び尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して製造され炭素（Ｃ）の含量が検出基準である０．３ｗｔ％以下である銅前駆体を提供する。
【００１８】
上記銅塩又はその水和物は、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）であることができる。
【００１９】
上記銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３であることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一形態によると、銅前駆体の製造過程において中間体を用いることなく銅前駆体を製造することができる。
【００２１】
また、本発明の一形態によると、銅前駆体の合成時、１００から１２０℃内外の比較的低い温度で反応が行われるため、既存の反応工程時の１６０から２００℃の温度より相対的に低い温度で合成がなされることができる。したがって、銅前駆体の大量合成が可能となる。
【００２２】
また、本発明の一形態によると、従来の工程とは異なり、工程過程において脂肪酸等を用いないため、合成した銅前駆体には有機物が非常に少なく、優れた品質の銅前駆体の生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法を概略的に示した工程フローチャートである。
【図２ａ】本発明の一実施形態による銅前駆体の電子走査顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による銅前駆体の電子走査顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真である。
【図３】本発明の実施例による投入量に対する生産量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるようにするために、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を下記のように詳細に説明する。
【００２５】
しかしながら、本発明の実施例は多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。
【００２６】
また、本発明の実施例は当該技術分野における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００２７】
したがって、図面における要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上の同一の符号で表示される要素は同一の要素である。
【００２８】
また、類似する機能及び作用をする部分には図面全体にわたって同一の符号を用いる。
【００２９】
なお、明細書全体において、ある構成要素を‘含む’とは、特に反対の記載が無い限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法を概略的に示した工程フローチャートである。
【００３１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法は、銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造する段階と、上記水溶液に尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して混合物を製造する段階と、上記混合物を１００から１２０℃の温度に加熱して銅前駆体を合成する段階と、を含むことができる。
【００３２】
本発明の一実施形態によると、銅前駆体の製造方法では、まず、銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造することができる。
【００３３】
上記銅塩又はその水和物は、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）であることができるが、これに制限されるものではない。
【００３４】
上記のように上記銅塩又はその水和物が硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）であることができるため、一般の銅前駆体の製造に用いられる硫酸銅又は酸化銅（II）等を用いることなく、中間体なしに銅前駆体を製造することができる。
【００３５】
具体的には、硫酸銅水溶液に水酸化ナトリウムを添加して水酸化銅沈殿物を製造する一般の方法においては、塩基性硫酸銅（ＣｕＳＯ４・３Ｃｕ（ＯＨ）２）のような中間体を生成した後に銅前駆体を製造するため、中間体の生成が必要であるという短所があった。
【００３６】
しかしながら、本発明の一実施形態によると、上記のように中間体の生成過程が不要であるため、銅前駆体の製造工程を単純化することができ、銅前駆体の大量生産が可能となる。
【００３７】
上記銅塩又はその水和物を含む水溶液を製造する段階は、特に制限されず、例えば、上記銅塩又はその水和物を常温の水に溶かして行われることができる。
【００３８】
次に、上記水溶液に尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して混合物を製造することができる。
【００３９】
上記混合物を製造する段階は、特に制限されず、例えば、常温で行われることができる。
【００４０】
また、上記混合物を製造する段階は、上記銅塩又はその水和物１００重量部に対して上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）１２から２００重量部を混合して行われることができる。
【００４１】
上記のように銅塩又はその水和物１００重量部に対して上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）１２から２００重量部を混合して混合物を製造することにより、銅前駆体を低温で大量に合成することができる。
【００４２】
上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）の含量が上記銅塩又はその水和物１００重量部に対して１２重量部未満の場合は、尿素の含量が少なすぎるため、十分な量の銅前駆体が合成されない可能性がある。
【００４３】
一方、上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）の含量が上記銅塩又はその水和物１００重量部に対して２００重量部を超える場合は、尿素の含量が多すぎるため、銅前駆体が合成されず、有機物の含量が増加する問題がある可能性がある。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法は、上記混合物を１００から１２０℃の温度に加熱して銅前駆体を合成する段階を含むことができる。
【００４５】
上記のように銅前駆体を合成する段階において１００から１２０℃の比較的低い温度で反応がなされるため、一般の銅前駆体の製造工程に比べて大量合成が可能であるという効果がある。
【００４６】
具体的には、一般の銅前駆体の製造工程では、上記合成工程が１６０から２００℃の相対的に高い温度で行われるため、大量生産が困難であるという問題があった。
【００４７】
しかしながら、本発明の一実施形態によると、上記のように一般の銅前駆体の製造方法に比べて低温で銅前駆体の合成が可能であるため、大量合成に有用であるという長所がある。
【００４８】
本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法は、上記銅前駆体を合成する段階の後に６０から８０℃で乾燥する段階をさらに含むことができる。
【００４９】
本発明の他の実施形態による銅前駆体は、炭素（Ｃ）の含量が、検出基準である０．３ｗｔ％以下であることができる。
【００５０】
また、上記銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３であることができる。
【００５１】
本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により合成された銅前駆体は、上述したように炭素（Ｃ）の含量が検出基準である０．３ｗｔ％以下であり、一般の製造方法により製造された銅前駆体に比べて有機物の含量が非常に少ないことが分かる。
【００５２】
したがって、本発明の一実施形態によると、有機物の含量が少ない優れた品質の銅前駆体を大量に生産することが可能となる。
【００５３】
本発明の他の実施形態による銅前駆体は、上述した本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により製造されたもので、銅塩又はその水和物を含む水溶液及び尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）を混合して製造され、炭素（Ｃ）の含量が検出基準である０．３ｗｔ％以下であることができる。
【００５４】
即ち、本発明の他の実施形態による銅前駆体は、一般の製造方法により製造された銅前駆体に比べて有機物の含量が少ないため、優れた品質を有することができるという効果がある。
【００５５】
図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施形態による銅前駆体１０の電子走査顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真であり、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により製造された銅前駆体１０を参考として示す。
【００５６】
具体的には、図２ａは本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により製造された銅前駆体１０を２５倍に拡大した写真であり、図２ｂは１００倍に拡大した写真である。
【００５７】
これ以外の本発明の他の実施形態による銅前駆体の特徴は上述した本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法で説明したと同様であるため、ここでは省略する。
【００５８】
本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により製造された銅前駆体は、銅粉末の製造に用いられることができる。
【００５９】
銅粉末の製造は特に制限されず、一般に湿式還元法により製造されることができる。
【００６０】
具体的には、本発明の一実施形態により製造された銅前駆体を含む反応溶液を準備した後、上記反応溶液を２２０から３５０℃の温度に加熱して上記銅前駆体物質を熱分解させることにより、銅粉末を製造することができる。
【００６１】
上記熱分解による銅ナノ粒子の製造時、上記銅前駆体物質を２２０から３５０℃の温度に加熱して反応させることにより、銅ナノ粒子を合成することができる。
【００６２】
他の方法として、上記銅前駆体を含む反応溶液にアミン類を添加し上記反応溶液を２１０から３５０℃に昇温させて銅ナノ粒子を得ることもできる。
【００６３】
上記アミン類は、脂肪族アミンとして炭素数３から１８の１次脂肪族アミンを含むことができる。
【００６４】
具体的には、上記アミンは、例えば、オレイルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン等であることができ、これに限定されるものではない。
【００６５】
一方、上記脂肪族アミンは、銅前駆体物質に対して０．５から１０モルの比で添加されることができる。
【００６６】
上記脂肪族アミンを添加した後に反応溶液を２１０から３５０℃に昇温させて銅ナノ粒子を得ることができる。
【００６７】
製造された銅ナノ粒子は一般の濾過、洗浄及び乾燥過程を経て粉末状で収得することができる。
【００６８】
この場合、用いられる溶媒は特に制限されず、例えば、メタノール、アセトン、トルエン又はこれらの混合物を投入することができ、以後、遠心分離によって銅粉末を収得することができる。
【００６９】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明がこれによって制限されるものではない。
【００７０】
実施例
銅の硝酸塩形態である硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）１から１６Ｋｇを常温状態の水に溶かした後、水溶液を製造した。
【００７１】
次に、上記硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）を溶かした水溶液に常温状態で尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）２から１０Ｋｇを混合した。
【００７２】
上記混合された混合溶液を１００から１２０℃に加熱して銅前駆体であるＣｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３を合成した。
【００７３】
比較例
銅の硫酸塩形態である硫酸銅５水和物（ＣｕＳＯ４）・５Ｈ２Ｏ）１から１６Ｋｇを常温状態の水に溶かした後、水溶液を製造した。
【００７４】
次に、上記硫酸銅５水和物（ＣｕＳＯ４）・５Ｈ２Ｏ）を溶かした水溶液に常温状態で水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）２から１０Ｋｇを混合して銅前駆体である水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）を合成した。
【００７５】
下記の表１は、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により製造された銅前駆体及び比較例として水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）を各成分別に測定して重量％で示したものであり、表２は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３の各成分別理論値を示したものである。
【００７６】
【表１】
2013224243.tif 000003
【００７７】
【表２】
2013224243.tif 000004
【００７８】
上記表１を参照すると、本発明の一実施例により製造された銅前駆体の各成分別の重量％において、水素（Ｈ）の含量は１．２ｗｔ％、窒素（Ｎ）の含量は６．０ｗｔ％、酸素（Ｏ）の含量は３８．５ｗｔ％であることが分かる。
【００７９】
これに対し、比較例による銅前駆体である水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）の各成分別の重量％において、水素（Ｈ）の含量は２．０ｗｔ％、窒素（Ｎ）の含量は０．３ｗｔ％未満、酸素（Ｏ）の含量は３１．２ｗｔ％であることが分かる。
【００８０】
一方、上記表２によるＣｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３の各成分別の重量％の理論値を参照すると、本発明の一実施例による銅前駆体の各成分別の重量％とほぼ一致していることが分かる。
【００８１】
したがって、上記表１及び表２を参照すると、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により合成された銅前駆体は、Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３であることが分かる。
【００８２】
また、本発明の一実施形態による銅前駆体の製造方法により合成された銅前駆体は、炭素（Ｃ）の含量が、検出基準である０．３ｗｔ％以下であり、一般の製造方法により製造された銅前駆体に比べて有機物の含量が非常に少ないことが分かる。
【００８３】
これに対し、比較例による銅前駆体である水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）は、炭素（Ｃ）の含量が０．５ｗｔ％であり、有機物の含量が多いことが分かる。
【００８４】
したがって、本発明の一実施形態によると、有機物の含量が少ない優れた品質の銅前駆体を大量に生産することが可能となる。
【００８５】
上記実施例による銅前駆体（Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３）の生産量比較のために、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）及び尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）の合成比率、銅前駆体の生産量、及び上記原料物質の投入量に対する銅前駆体の生産量の比を測定して下記の表３に示した。
【００８６】
【表３】
2013224243.tif 000005
【００８７】
上記表３を参照すると、本発明の実施例による銅前駆体（Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３）は、上記硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）１００重量部に対して上記尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）１２から２００重量部を混合する場合に合成されることができ、上記数値範囲を外れる場合は合成されなかった。
【００８８】
図３は、本発明の実施例による投入量に対する生産量を示すグラフである。
【００８９】
上記表３及び図３を参照すると、硝酸第二銅３水和物（Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ）及び尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）の投入量に対する銅前駆体（Ｃｕ２（ＮＯ３）（ＯＨ）３）の生産量の比が分かる。
【００９０】
以上のことから、本発明の一実施形態によると、銅前駆体の製造過程において中間体を用いることなく銅前駆体を製造することができる。
【００９１】
また、本発明の一実施形態によると、銅前駆体の合成時、１００から１２０℃内外の比較的低い温度で反応が行われるため、既存の反応工程時の１６０から２００℃の温度より相対的に低い温度で合成がなされることができる。
【００９２】
これにより、銅前駆体の大量合成が可能となる。
【００９３】
また、本発明の一実施形態によると、従来の工程とは異なり、工程過程において脂肪酸等を用いないため、合成した銅前駆体には有機物が非常に少なく、優れた品質の銅前駆体の生産が可能となる。
【００９４】
本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されず、添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００９５】
１０  銅前駆体
【図１】
2013224243.tif 000006
【図２ａ】
2013224243.tif 000007
【図２ｂ】
2013224243.tif 000008
【図３】
2013224243.tif 000009