氧化亞銅微粒子的制造方法、氧化亞銅微粒子、和導體膜的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及使用熱等離子體火焰的氧化亞銅（Cu20)微粒子的制造方法及氧化亞 銅微粒子、和導體膜的制造方法。特別涉及能夠在船底涂料（防污涂料）用的防腐劑、殺菌 劑、農藥、觸媒、太陽能電池及發光元件等的各種設備、導電涂料、積層陶瓷電容器等的電子 部件的電極、印刷電路基板的配線、觸控面板的配線、以及可撓式電子紙等中使用的氧化亞 銅微粒子的制造方法及氧化亞銅微粒子、和導體膜的制造方法。
【背景技術】
[0002] 目前，各種微粒子被使用于各種用途。例如金屬微粒子、氧化物微粒子、氮化物微 粒子、碳化物微粒子等的微粒子被應用于：半導體基板、印刷基板、各種電氣絕緣部件等的 電氣絕緣材料、切削工具、模具、軸承等高硬度高精度的機械工作材料、粒界電容器、濕度感 測器等功能性材料、精密燒結成形材料等燒結體的制造；引擎閥等要求高溫耐磨耗性的材 料等的熔射部件的制造；燃料電池的電極、電解質材料及各種觸媒等領域。
[0003] 針對微粒子中的氧化亞銅的微粒子，己知能夠以固相法、液相法及氣相法來形成。 具體而言，例如專利文獻1、2中公開了氧化亞銅的粒子的制造方法。
[0004] 在專利文獻1中公開了：在將堿溶液與還原劑溶液添加至含有2價銅離子的水溶 液中，進而使氧化亞銅微粒子還原析出的氧化亞銅粉末的制造方法中，使用不含有碳及氯 的堿的溶液作為堿溶液，并使用不含有碳及氯的還原劑的溶液作為還原劑溶液，藉此，制造 50 %粒徑為0. 05~1. 0 μ m，碳含量為0. 1質量％以下，氯含量不足0. 01質量％，且為球狀、 大致球狀、以及六面體狀和鱗片狀中的至少一種的混合形狀的氧化亞銅粉末。
[0005] 在專利文獻1中，使用選自于由硫酸羥胺、硝酸羥胺、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二硫 亞磺酸鈉、硫酸肼、磷酸肼、聯胺、次亞磷酸及次亞磷酸鈉所構成的群組的1種以上的還原 劑來作為不含有碳及氯的還原劑。
[0006] 在專利文獻2中，作為含有1價的銅的銅化合物，例如使用醋酸鈉（I)，且將此添加 至特定的胺例如苯甲胺、N-丙胺中，且使其溶解于溶媒例如乙醇、2-甲氧基乙醇、甲醇、苯 甲醇，進而制作銅原料溶液。接下來，在使界面活性劑與水分散于疏水性溶媒例如環己烷、 苯中的W/0型的微乳化溶液中，使銅原料溶液進行水解反應而生成Cu20納米粒子。在專利 文獻2中，不需要還原劑，即可得到平均粒徑為10nm以下的分散性良好且高純度的Cu20納 米粒子。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] [專利文獻1]日本特開2010-59001號公報 [0010][專利文獻2]日本特開2011-1213號公報
【發明內容】
[0011] 發明要解決的問題
[0012] 在專利文獻1中，將堿溶液、硫酸羥胺等還原劑溶液添加于含有2價的銅離子的水 溶液中。存在該還原劑難以調整同時還原劑作為氧化亞銅粉末的雜質殘留的問題。
[0013] 在專利文獻2中，使用含有1價的銅的烷氧化物原料，而有成本增加的問題。
[0014] 并且，在專利文獻1、2中，均為在液相中的合成，因此，可以使用的溶媒會受到限 制，目在使用所制作的微粒子時，也存在需要進行溶媒置換等繁雜處理的情形。
[0015] 本發明的目的在于，消除基于前述己知技術的問題，提供一種可以輕易且確實地 制造氧化亞銅微粒子的氧化亞銅微粒子的制造方法及氧化亞銅微粒子、和導體膜的制造方 法。
[0016] 用于解決尚題的手段
[0017] 為了達成上述目的，本發明提供一種氧化亞銅微粒子的制造方法，其特征是：具有 使用銅化合物的粉末與熱等離子體火焰來生成氧化亞銅微粒子的生成步驟，熱等離子體火 焰來自于惰性氣體。
[0018] 優選地，生成步驟具有使用載氣來使銅化合物的粉末分散，且將銅化合物的粉末 供給至熱等離子體火焰中的步驟。
[0019] 并且，優選地，生成步驟具有使銅化合物的粉末分散于水而成為漿料，且使漿料液 滴化并供給至熱等離子體火焰中的步驟。
[0020] 并且，例如，銅化合物的粉末為氧化第二銅的粉末。
[0021] 進一步，優選地，生成步驟具有將冷卻氣體供給至熱等離子體火焰的終端部的步 驟。
[0022] 例如，惰性氣體為氦氣、氬氣及氮氣中的至少一種。
[0023] 并且，本發明提供一種氧化亞銅微粒子，其特征是：粒徑為1~100nm，且在將粒徑 設為Dp而將結晶子徑設為Dc時，(λ 5Dp < Dc < (λ 8Dp。
[0024] 并且，本發明提供一種導體膜的制造方法，其特征是：具有下述步驟：使氧化亞銅 微粒子分散于溶媒中進而得到分散液的步驟，該氧化亞銅微粒子的粒徑為1~l〇〇nm，且在 將粒徑設為Dp而將結晶子徑設為Dc時，0. 5Dp彡Dc彡0. 8Dp ;將分散液涂布于基板上，使 其干燥而形成涂膜的步驟；及在還原環境下以預定時間加熱涂膜進而得到導體膜的步驟。
[0025] 優選地，導體膜形成為配線圖案狀。例如，導體膜可以至少使用于印刷基板、觸控 面板及可撓式基板中的至少一個。導體膜可以使用于電子部件的內部電極或外部電極。
[0026] 發明的效果
[0027] 根據本發明，可以輕易且確實地制造氧化亞銅微粒子。
[0028] 并且，根據本發明，可以使用氧化亞銅微粒子來確實地制造銅的導體膜。
【附圖說明】
[0029] 圖1表示使用于本發明的實施形態的氧化亞銅微粒子的制造方法的微粒子制造 裝置的示意圖。
[0030] 圖2(a)表示使用氮氣作為等離子體氣體且使用氮氣作為冷卻氣體，對氧化銅粉 末進行處理所得到的粒子通過X射線繞射法得到的解析結果的圖表。（b)表示使用氧氣作 為等離子體氣體且使用氮氣作為冷卻氣體，對氧化銅粉末進行處理所得到的粒子通過X射 線繞射法得到的解析結果的圖表。
[0031] 圖3(a)表示使用氧氣作為等離子體氣體且使用空氣作為冷卻氣體，對氧化銅粉 末進行處理所得到的粒子通過X射線繞射法得到的解析結果的圖表。（b)表示使用氧氣為 等離子體氣體且使用氮氣作為冷卻氣體，對氧化銅粉末進行處理所得到的粒子通過X射線 繞射法得到的解析結果的圖表。
[0032] 圖4(a)表示使用冷卻氣體所制造的氧化亞銅微粒子通過X射線繞射法得到的解 析結果的圖表。（b)表示不使用冷卻氣體所制造的氧化亞銅微粒子通過X射線繞射法得到 的解析結果的圖表。
[0033] 圖5(a)、（b)分別對應于圖4(a)、（b)所示的氧化亞銅微粒子的圖面代用照片。
[0034] 圖6表不樣品No. 1~4的質量變化的圖表。
[0035] 圖7表示對樣品No. 4的粒子進行熱處理前通過X射線繞射法得到的解析結果；以 及以溫度200°C對樣品No. 4的粒子進行熱處理2小時所得到的粒子通過X射線繞射法得到 的解析結果的圖表。
[0036] 圖8(a)表示進行熱處理前的樣品No. 4的粒子的圖面代用照片，（b)表示以溫度 200°C進行熱處理2小時后的樣品No. 4的粒子的圖面代用照片。
[0037] 圖9表示使用本發明的氧化亞銅微粒子的導體膜的制造方法的流程圖。
[0038] 附圖標記
[0039] 10微粒子制造裝置12等離子體炬14材料供給裝置15 1次微粒子16腔室
[0040] 18微粒子（2次微粒子）19旋風分離器20回收管22等離子體氣體供給源
[0041] 24熱等離子體火焰28氣體供給裝置
【具體實施方式】
[0042] 以下基于附圖所示的較佳實施形態，詳細說明本發明的氧化亞銅微粒子的制造方 法及氧化亞銅微粒子、和導體膜的制造方法。
[0043] 圖1表示本發明的實施形態涉及的氧化亞銅微粒子的制造方法中所使用的微粒 子制造裝置的示意圖。
[0044] 圖1所示的微粒子制造裝置10 (以下僅稱作制造裝置10)為用于制造氧化亞銅 (Cu20、氧化第一銅）微粒子的裝置。
[0045] 制造裝置10具有：等離子體炬12,用以產生熱等離子體；材料供給裝置14,用以 將氧化亞銅微粒子的制造用材料（粉末材料）供給至等離子體炬12內；腔室16,具有作為 用于使氧化亞銅的1次微粒子15生成的冷卻槽的功能；旋風分離器19,從所生成的1次微 粒子15去除具有所任意規定的粒徑以上的粒徑的粗大粒子；及回收部20,用以回收具有由 旋風分離器19所分級的所期望的粒徑的氧化亞銅的2次微粒子18。
[0046] 關于材料供給裝置14、腔室16、旋風分離器19、回收部20,例如可以使用日本特開 2007-138287號公報的各種裝置。
[0047] 在本實施形態中，進行氧化亞銅微粒子的制造時使用銅化合物的粉末。可以銅化 合物的粉末在熱等離子體火焰中輕易蒸發的方式適當地設定其平均粒徑，平均粒徑例如為 100 μπι以下，優選為10 μπι以下，更優選為3 μπι以下。作為該銅化合物的粉末，例如可以使 用氧化第二銅（CuO)、氫氧化第二銅（Cu(0H)2)、硫酸第二銅（CuS04)、硝酸第二銅（Cu(N0 3)2) 及過氧化銅（Cu203、Cu02、Cu03)的粉末。
[0048] 等離子體炬12由石英管12a