氧化亚铜微粒子的制造方法、氧化亚铜微粒子、和导体膜的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用热等离子体火焰的氧化亚铜（Cu20)微粒子的制造方法及氧化亚 铜微粒子、和导体膜的制造方法。特别涉及能够在船底涂料（防污涂料）用的防腐剂、杀菌 剂、农药、触媒、太阳能电池及发光元件等的各种设备、导电涂料、积层陶瓷电容器等的电子 部件的电极、印刷电路基板的配线、触控面板的配线、以及可挠式电子纸等中使用的氧化亚 铜微粒子的制造方法及氧化亚铜微粒子、和导体膜的制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，各种微粒子被使用于各种用途。例如金属微粒子、氧化物微粒子、氮化物微 粒子、碳化物微粒子等的微粒子被应用于：半导体基板、印刷基板、各种电气绝缘部件等的 电气绝缘材料、切削工具、模具、轴承等高硬度高精度的机械工作材料、粒界电容器、湿度感 测器等功能性材料、精密烧结成形材料等烧结体的制造；引擎阀等要求高温耐磨耗性的材 料等的熔射部件的制造；燃料电池的电极、电解质材料及各种触媒等领域。
[0003] 针对微粒子中的氧化亚铜的微粒子，己知能够以固相法、液相法及气相法来形成。 具体而言，例如专利文献1、2中公开了氧化亚铜的粒子的制造方法。
[0004] 在专利文献1中公开了：在将碱溶液与还原剂溶液添加至含有2价铜离子的水溶 液中，进而使氧化亚铜微粒子还原析出的氧化亚铜粉末的制造方法中，使用不含有碳及氯 的碱的溶液作为碱溶液，并使用不含有碳及氯的还原剂的溶液作为还原剂溶液，藉此，制造 50 %粒径为0. 05~1. 0 μ m，碳含量为0. 1质量％以下，氯含量不足0. 01质量％，且为球状、 大致球状、以及六面体状和鳞片状中的至少一种的混合形状的氧化亚铜粉末。
[0005] 在专利文献1中，使用选自于由硫酸羟胺、硝酸羟胺、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二硫 亚磺酸钠、硫酸肼、磷酸肼、联胺、次亚磷酸及次亚磷酸钠所构成的群组的1种以上的还原 剂来作为不含有碳及氯的还原剂。
[0006] 在专利文献2中，作为含有1价的铜的铜化合物，例如使用醋酸钠（I)，且将此添加 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，进而制作铜原料溶液。接下来，在使界面活性剂与水分散于疏水性溶媒例如环己烷、 苯中的W/0型的微乳化溶液中，使铜原料溶液进行水解反应而生成Cu20纳米粒子。在专利 文献2中，不需要还原剂，即可得到平均粒径为10nm以下的分散性良好且高纯度的Cu20纳 米粒子。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] [专利文献1]日本特开2010-59001号公报 [0010][专利文献2]日本特开2011-1213号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 在专利文献1中，将碱溶液、硫酸羟胺等还原剂溶液添加于含有2价的铜离子的水 溶液中。存在该还原剂难以调整同时还原剂作为氧化亚铜粉末的杂质残留的问题。
[0013] 在专利文献2中，使用含有1价的铜的烷氧化物原料，而有成本增加的问题。
[0014] 并且，在专利文献1、2中，均为在液相中的合成，因此，可以使用的溶媒会受到限 制，目在使用所制作的微粒子时，也存在需要进行溶媒置换等繁杂处理的情形。
[0015] 本发明的目的在于，消除基于前述己知技术的问题，提供一种可以轻易且确实地 制造氧化亚铜微粒子的氧化亚铜微粒子的制造方法及氧化亚铜微粒子、和导体膜的制造方 法。
[0016] 用于解决尚题的手段
[0017] 为了达成上述目的，本发明提供一种氧化亚铜微粒子的制造方法，其特征是：具有 使用铜化合物的粉末与热等离子体火焰来生成氧化亚铜微粒子的生成步骤，热等离子体火 焰来自于惰性气体。
[0018] 优选地，生成步骤具有使用载气来使铜化合物的粉末分散，且将铜化合物的粉末 供给至热等离子体火焰中的步骤。
[0019] 并且，优选地，生成步骤具有使铜化合物的粉末分散于水而成为浆料，且使浆料液 滴化并供给至热等离子体火焰中的步骤。
[0020] 并且，例如，铜化合物的粉末为氧化第二铜的粉末。
[0021] 进一步，优选地，生成步骤具有将冷却气体供给至热等离子体火焰的终端部的步 骤。
[0022] 例如，惰性气体为氦气、氩气及氮气中的至少一种。
[0023] 并且，本发明提供一种氧化亚铜微粒子，其特征是：粒径为1~100nm，且在将粒径 设为Dp而将结晶子径设为Dc时，(λ 5Dp < Dc < (λ 8Dp。
[0024] 并且，本发明提供一种导体膜的制造方法，其特征是：具有下述步骤：使氧化亚铜 微粒子分散于溶媒中进而得到分散液的步骤，该氧化亚铜微粒子的粒径为1~l〇〇nm，且在 将粒径设为Dp而将结晶子径设为Dc时，0. 5Dp彡Dc彡0. 8Dp ;将分散液涂布于基板上，使 其干燥而形成涂膜的步骤；及在还原环境下以预定时间加热涂膜进而得到导体膜的步骤。
[0025] 优选地，导体膜形成为配线图案状。例如，导体膜可以至少使用于印刷基板、触控 面板及可挠式基板中的至少一个。导体膜可以使用于电子部件的内部电极或外部电极。
[0026] 发明的效果
[0027] 根据本发明，可以轻易且确实地制造氧化亚铜微粒子。
[0028] 并且，根据本发明，可以使用氧化亚铜微粒子来确实地制造铜的导体膜。
【附图说明】
[0029] 图1表示使用于本发明的实施形态的氧化亚铜微粒子的制造方法的微粒子制造 装置的示意图。
[0030] 图2(a)表示使用氮气作为等离子体气体且使用氮气作为冷却气体，对氧化铜粉 末进行处理所得到的粒子通过X射线绕射法得到的解析结果的图表。（b)表示使用氧气作 为等离子体气体且使用氮气作为冷却气体，对氧化铜粉末进行处理所得到的粒子通过X射 线绕射法得到的解析结果的图表。
[0031] 图3(a)表示使用氧气作为等离子体气体且使用空气作为冷却气体，对氧化铜粉 末进行处理所得到的粒子通过X射线绕射法得到的解析结果的图表。（b)表示使用氧气为 等离子体气体且使用氮气作为冷却气体，对氧化铜粉末进行处理所得到的粒子通过X射线 绕射法得到的解析结果的图表。
[0032] 图4(a)表示使用冷却气体所制造的氧化亚铜微粒子通过X射线绕射法得到的解 析结果的图表。（b)表示不使用冷却气体所制造的氧化亚铜微粒子通过X射线绕射法得到 的解析结果的图表。
[0033] 图5(a)、（b)分别对应于图4(a)、（b)所示的氧化亚铜微粒子的图面代用照片。
[0034] 图6表不样品No. 1~4的质量变化的图表。
[0035] 图7表示对样品No. 4的粒子进行热处理前通过X射线绕射法得到的解析结果；以 及以温度200°C对样品No. 4的粒子进行热处理2小时所得到的粒子通过X射线绕射法得到 的解析结果的图表。
[0036] 图8(a)表示进行热处理前的样品No. 4的粒子的图面代用照片，（b)表示以温度 200°C进行热处理2小时后的样品No. 4的粒子的图面代用照片。
[0037] 图9表示使用本发明的氧化亚铜微粒子的导体膜的制造方法的流程图。
[0038] 附图标记
[0039] 10微粒子制造装置12等离子体炬14材料供给装置15 1次微粒子16腔室
[0040] 18微粒子（2次微粒子）19旋风分离器20回收管22等离子体气体供给源
[0041] 24热等离子体火焰28气体供给装置
【具体实施方式】
[0042] 以下基于附图所示的较佳实施形态，详细说明本发明的氧化亚铜微粒子的制造方 法及氧化亚铜微粒子、和导体膜的制造方法。
[0043] 图1表示本发明的实施形态涉及的氧化亚铜微粒子的制造方法中所使用的微粒 子制造装置的示意图。
[0044] 图1所示的微粒子制造装置10 (以下仅称作制造装置10)为用于制造氧化亚铜 (Cu20、氧化第一铜）微粒子的装置。
[0045] 制造装置10具有：等离子体炬12,用以产生热等离子体；材料供给装置14,用以 将氧化亚铜微粒子的制造用材料（粉末材料）供给至等离子体炬12内；腔室16,具有作为 用于使氧化亚铜的1次微粒子15生成的冷却槽的功能；旋风分离器19,从所生成的1次微 粒子15去除具有所任意规定的粒径以上的粒径的粗大粒子；及回收部20,用以回收具有由 旋风分离器19所分级的所期望的粒径的氧化亚铜的2次微粒子18。
[0046] 关于材料供给装置14、腔室16、旋风分离器19、回收部20,例如可以使用日本特开 2007-138287号公报的各种装置。
[0047] 在本实施形态中，进行氧化亚铜微粒子的制造时使用铜化合物的粉末。可以铜化 合物的粉末在热等离子体火焰中轻易蒸发的方式适当地设定其平均粒径，平均粒径例如为 100 μπι以下，优选为10 μπι以下，更优选为3 μπι以下。作为该铜化合物的粉末，例如可以使 用氧化第二铜（CuO)、氢氧化第二铜（Cu(0H)2)、硫酸第二铜（CuS04)、硝酸第二铜（Cu(N0 3)2) 及过氧化铜（Cu203、Cu02、Cu03)的粉末。
[0048] 等离子体炬12由石英管12a