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KR100818195B1 - 금속 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속나노입자 - Google Patents

금속 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속나노입자 Download PDF

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KR100818195B1
KR100818195B1 KR20060127697A KR20060127697A KR100818195B1 KR 100818195 B1 KR100818195 B1 KR 100818195B1 KR 20060127697 A KR20060127697 A KR 20060127697A KR 20060127697 A KR20060127697 A KR 20060127697A KR 100818195 B1 KR100818195 B1 KR 100818195B1
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KR
South Korea
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acid
metal nanoparticles
amine
parts
producing
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KR20060127697A
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김태훈
정재우
조성남
박창성
이귀종
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

본 발명은 본 발명은 금속 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속 나노입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a) 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하는 단계; (b) 유기용매 내에 상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자 및 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 제1아민을 혼합한 혼합물을 가열하여 지방산의 일부를 제1아민으로 치환하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물에 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 제2아민을 첨가한 후 가열하여 상기 제1아민을 제2아민으로 재치환하는 단계;를 포함하는 잉크젯용 금속 나노입자의 제조방법 및 그 금속 나노입자에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 2종의 분산제로 캐핑된 금속 나노입자를 간단하게 대량생산할 수 있으며, 잉크젯용 잉크에 적용되어 잉크의 소성온도를 낮출 수 있다.
금속 나노입자, 분산제, 캐핑, 지방산, 아민

Description

금속 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속 나노입자{Method for producing metal nanoparticles and metal nanoparticles produced thereby}
도 1은 본 발명의 제조예에서 제조된 은 나노입자의 TEM 사진이고,
도 2는 본 발명의 제조예에서 제조된 은 나노입자의 TGA 분석결과이고,
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 은 나노입자의 말디토프 질량분석(Maldi-TOF MS spectrum) 결과이고,
도 4는 비교예 1에서 제조된 은 나노입자의 말디토프 질량분석 결과이다.
본 발명은 금속 나노입자의 제조방법 및 이에 따라 제조된 금속 나노입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2종의 분산제를 표면에 포함하는 금속 나노입자의 제조방법 및 그 금속 나노입자에 관한 것이다.
잉크젯을 통한 비접촉식 직접 인쇄(noncontact direct writing technology)는 정확한 위치에 정량의 잉크를 토출할 수 있기 때문에 재료비 절감 뿐만 아니라 제조 시간을 단축할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 이러한 잉크젯의 산업적 응용을 위해서는 그에 맞는 잉크가 개발되어야 하며, 잉크젯용 재료의 개발을 위하여 금속 입자를 저가로 대량 생산할 수 있는 방법에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
기상법으로 입자를 만드는 방법은 나노 입자의 제조가 용이하나, 제조방법이 복잡하며, 균일한 품질로 제조하기 어려우며, 또한 환경오염의 염려가 있거나 제조공정상 폭발의 위험성이 높아 안전한 작업환경을 이루기 어려운 문제점을 가지고 있다.
반면 습식 입자 합성법은 특히 귀금속에 대하여 수율이 높다는 장점을 가지고 있는 대신, 잉크의 소성 온도를 낮추기 위해서 입자의 표면을 여러 가지 종류의 분산제로 캐핑시킬 필요가 있다. 이와 관련하여 일본공개특허공보 제2005-81501호는 금속 주위에 지방산의 유기 금속 화합물 및/또는 아민 금속착물이 부착되어 구성되는 금속 나노입자 및 그 제조방법에 대하여 개시하고 있으나, 이는 수율이 매우 낮고 저가 재료를 만드는데 적합하지 않다.
따라서, 낮은 온도에서 잉크를 소성시킬 수 있도록 금속 나노입자의 표면을 적절한 분산제로 캐핑시킴과 동시에 이를 간단한 방법으로 대량 생산할 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 분해온도가 낮은 유기물을 사용함으로써 잉크의 소성온도를 낮출 수 있는 금속 나노입자를 높은 수율로 얻을 수 있는 금속 나노입자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의하여 제조되어 이종의 분산제로 캐핑되어 있는 제조된 금속 나노입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에서는,
(a) 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하는 단계;
(b) 유기용매 내에 상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자 및 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 제1아민을 혼합한 혼합물을 가열하여 지방산의 일부를 제1아민으로 치환하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물에 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 제2아민을 첨가한 후 가열하여 상기 제1아민을 제2아민으로 재치환하는 단계;
를 포함하는 잉크젯용 금속 나노입자의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 금속 나노입자는 은, 금, 동, 니켈, 코발트, 백금, 팔라듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지방산은 탄소수 3 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 지방산은 헥산산, 헵탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀산, 리놀레산 및 리놀렌산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기용매는 헥산, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라데칸, 옥타데센, 클로로벤조산, 1-헥사데신, 1-테트라데신 및 1-옥타데신로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 비수계 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1아민은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 아릴아민 및 N,N-디이소프로필아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하고, 상기 제2아민은 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 올레일아민, 2-에틸헥실아민 및 헥사데실아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b)단계에서 금속 나노입자 100중량부에 대하여 제1아민은 50 내지 200중량부, 유기용매는 100 내지 300중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (b)단계는 상기 혼합물을 60 내지 90℃ 온도에서 수분에서 수시간 동안 가열하여 제1아민으로 치환된 입자를 얻는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (c)단계에서 상기 제2아민은 금속 나노입자 100중량부에 대하여 50 내지 100 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (c)단계는 100 내지 120℃ 온도에서 수분에서 수시간 동안 가열하여 제1아민을 제거하고 제2아민으로 치환된 입자를 얻는다.
본 발명의 다른 측면에서는,
금속 나노입자 표면에 분산제로서 지방산 및 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 아민을 포함하는 잉크젯용 금속 나노입자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지방산은 탄소수 3 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 지방산은 헥산산, 헵탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀산, 리놀레산 및 리놀렌산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아민은 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 올레일아민, 2-에틸헥실아민 및 헥사데실아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이다.
이하, 본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조방법 및 그에 따른 금속 나노입자에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 비수계 용매 하에서 금속 나노입자를 이종의 분산제로 캐핑시킴으로써 별도의 계면활성제의 치환 없이도 유성잉크로 쉽게 제조할 수 있고, 고농도의 금속 나노입자를 친환경적으로 합성하고, 이를 이용하여 잉크 소성시 소성 온도를 낮출 수 있는 금속 나노입자를 제공하고자 한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 잉크젯용 금속 나노입자의 제조방법은, (a) 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하는 단계; (b) 유기용매 내에 상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자 및 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 제1아민을 혼합한 혼합물을 가열하여 지방산의 일부를 제1아민으로 치환하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물에 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 제2아민을 첨가한 후 가열하여 상기 제1아민을 제2아민으로 재치환하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조방법은, 우선 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비한다. (a단계)
여기서, 상기 금속 나노입자는 은, 금, 동, 니켈, 코발트, 백금, 팔라듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 나노입자를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 지방산은 분산안정화제 또는 캐핑분자(capping molecule)로 작용하는 성분으로서, 지방산에 의하여 금속 나노입자의 크기를 결정하고 분산안정성을 확보할 수 있다. 본 발명에서는 상기 지방산으로 포화지방산 계열(CnH2nO2), 올레산 계열(CnH2n-2O2), 리놀레산 계열(CnH2n-4O2), 리놀렌산 계열(CnH2n-6O2) 또는 고도 불포화산 계열(CnH2n-8O2, CnH2n-10O2, CnH2n-12O2) 등의 화합물을 사용할 수 있다. 여기서 상기 지방산은 탄소수 3 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산인 것이 바람직한데, 구체적으로 헥산산, 헵탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀산, 리놀레산, 리놀렌산 등을 예로 들 수 있으며, 이로부터 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하는 단계(a단계)는 본 출원인이 먼저 출원한 다양한 제조방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 국내특허출원 제2005-72478호에 의하면, 환원제 역할을 하는 구리 화합물을 이용하여 알카노익 에시드, 즉 라우린산, 올레산, 데칸산, 팔미트산과 같은 지방산으로 캐핑시킨 금속 나노입자를 얻을 수 있다. 국내특허출원 제2005-66936호에 의하면, 금속 알카노에이트를 열처리함으로써 금속 나노입자 주위에 지방산을 캐핑시킬 수 있다. 국내특허출원 제2006-64481호에 의하면, 금속 전구체를 지방산에 해리시킨 다음, 주석, 마그네슘, 철과 같은 금속의 금속염을 금속 촉매로 사용하여 지방산으로 캐핑시킨 금속 나노입자를 얻을 수 있다. 또한, 국내특허출원 제2006-98315호에 의하면, 구리 전구체 물질을 지방산에 넣고 해리시킨 후 가열시키거나, 환원제를 더 투입하여 지방산에 캐핑된 구리 나노입자를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 방법들은 예시에 불과한 것이므로, 이에 한정되지 아니하고, 본 발명에서 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하기 위하여 다양한 방법을 사용할 수 있음은 자명한 사실이다.
금속 나노입자 표면에 흡착되어 캐핑되는 지방산은 금속 나노입자 전체 100중량부에 대하여 10 내지 25 중량부인 것이 바람직하다.
다음으로, 유기용매 내에 상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자 및 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 제1아민을 혼합한 혼합물을 가열하여 지방산의 일부를 제1아민으로 치환한다. (b단계)
본 발명에 사용될 수 있는 유기용매는 비수계 용매로서, 예를 들면 헥산, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라데칸, 옥타데센, 클로로벤조산, 1-헥사데신, 1-테트라데신 및 1-옥타데신 등을 들 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기유기용매는 이들로부터 선택된 하나를 단독으로 사용하거나 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, (a)단계에서 지방산에 캐핑된 금속 나노입자를 준비하 는 과정에서 금속 입자를 추출하여 분리시키지 않고, 이에 사용된 유기용매를 그대로 사용하는 것도 무방하다. 상기 유기용매는 금속 나노입자 100중량부에 대하여 100 내지 300중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 유기용매의 함량이 100중량부 미만이면 입자가 완전 용해 되지 못하여 안정적 반응의 효과를 얻을 수 없고, 함량이 300중량부를 초과하면 생산성 측면에서 바람직하지 못하다.
상기 제1아민은 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 아민 화합물이고, 1차 아민 또는 2차 아민이어도 무방하다. 제1아민은 짧은 체인의 탄소 사슬을 가지고 있고, 지방산보다 금속 입자 표면에의 부착력이 더 좋기 때문에, 금속 나노입자 표면에 캐핑된 지방산의 일부에 치환되어 부착될 수 있다. 상기 제1아민의 구체적인 예로는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 아릴아민, N,N-디이소프로필아민 등을 들 수 있으며, 이로부터 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 제1아민의 함량은 금속 나노입자 100중량부에 대하여 50 내지 200중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 제1아민의 함량이 50중량부 미만이면 치환되는 입자의 양이 적고, 함량이 200 중량부를 초과하면 비용의 증가로 바람직하지 못하다.
금속 나노입자와 제1아민을 유기용매에 혼합시킨 혼합물은 소정의 온도에서 가열시킴으로써 금속 나노입자 표면의 지방산 일부를 제1아민으로 치환시키게 된다. 이러한 (b)단계는 상기 혼합물을 60 내지 90℃ 온도에서 아민의 치환이 용이할 수 있게 수시간 정도 가열하여 수행되는 것이 바람직하다. 가열온도가 60℃ 미만이면 치환력이 떨어지고, 온도가 90℃를 초과하면 사용된 제1아민의 끓는점을 넘 길 우려가 있으므로 바람직하지 못하다. 상기 과정은 제1아민이 치환될 수 있도록 수시간 정도 가열한다. 치환 작용을 최적화하기 위해 이 과정을 수회 반복하는 것도 도움이 된다.
제1아민으로 치환하는 단계가 끝나면, 다음으로 상기 혼합물에 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 제2아민을 첨가한 후 가열하여 상기 제1아민을 제2아민으로 재치환한다. (c단계)
여기서, 상기 제2아민은 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 아민 화합물로서, 1차 아민 또는 2차 아민이어도 무방하다. 제2차 아민은 상기 제1차 아민보다 더 긴 체인의 탄소 사슬을 가지고 있으며, 이를 넣고 반응을 시킬 경우 체인이 짧은 제1아민 자리에 치환되어 금속 입자 표면에 흡착될 수 있다. 이러한 제2아민의 구체적인 예로는 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 올레일아민, 2-에틸헥실아민 및 헥사데실아민 등을 들 수 있으나, 이로부터 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 제2아민은 금속 나노입자 100중량부에 대하여 50 내지 200중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 제2아민의 함량이 50중량부 미만이면 치환되는 입자의 양이 적고, 함량이 200중량부를 초과하면 비용의 증가로 바람직하지 못하다.
제2아민을 첨가시킨 혼합물은 100 내지 120℃ 온도에서 수분에서 수시간 동안 가열하여 제1아민을 탈착시키고, 제2아민을 재부착시키는 재치환 과정을 수행한다. 반응온도가 100℃ 미만이면 제2아민의 재부착이 원활히 이뤄질 수 없고, 반응온도가 120℃를 초과하면 제2아민이 열분해될 수 있어 바람직하지 못하다. 또한, 반응시간은 치환과정을 고려하여 수시간을 유지시키는 것이 바람직하다. 치환 작용을 최적화 하기 위해 이 과정을 수회 반복하는 것도 도움이 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조방법은 고수율로 얻어진 금속 나노입자에서 입자 표면에 부착된 지방산 일부를 짧은 체인의 아민으로 치환시킨 후, 다시 긴 체인의 아민으로 다시 치환시키는 단계를 통하여 2종의 분산제로 캐핑된 금속 나노입자를 간단한 공정으로 대량생산할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는, 금속 나노입자 표면에 분산제로서 지방산 및 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 아민을 포함하는 금속 나노입자를 제공한다.
본 발명에 따른 금속 나노입자는 위에서 설명한 제조방법에 의하여 제조될 수 있으며, 여기서 상기 지방산은 탄소수 3 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 지방산은 헥산산, 헵탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀산, 리놀레산 및 리놀렌산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 아민은 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 올레일아민, 2-에틸헥실아민 및 헥사데실아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
이와 같은 구조의 금속 나노입자는 금속 입자의 표면이 지방산과 아민의 두 가지 분산제로 캐핑되어 있고, 비수계에서 제조되어 비수계의 탄화수소계 유기용매와의 혼합성이 우수하여 별도의 계면활성제 없이도 고농도의 금속 잉크를 쉽게 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 지방산에 비하여 상대적으로 분해온도가 낮은 아민과 함께 부착되어 있어 잉크젯으로 토출된 뒤 잉크의 소성온도를 낮출 수 있다는 이점을 갖는다.
이하에서, 본 발명을 하기 실시예를 들어 예시하기로 하되, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
<제조예>
지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 제조하기 위하여, 톨루엔 용매 300g에 AgNO3 170g과 Cu(acac)2 화합물 20g을 혼합한 후, 여기에 부틸아민을 100g을 더 첨가한 후 교반하였다. 이 혼합용액에 올레산 50g을 첨가하고, 이 혼합된 화합물들을 110℃ 온도로 높인 후 1시간 교반하여 유지시키고 실온(28℃)으로 온도를 낮춘다. 형성된 Ag 나노입자를 메탄올을 넣어 원심분리하여 Ag 나노입자만 침전시켜 분리한다. 올레산으로 캐핑되고, 도 1과 같이 균일한 입자분포를 가지는 5nm의 Ag 나노입자 90g을 얻었다. 이 Ag 나노입자를 도 2에 도시한 바와 같이 TGA분석 한 결과 Ag의 함유비율이 85중량%인 것을 알았다.
<실시예 1>
톨루엔 50g에 상기 제조예에서 수득한 은 나노입자 50g 및 부틸아민 100g을 넣고 혼합한 뒤 80℃에서 1시간 동안 반응시켜, 일부 지방산을 부틸아민으로 치환시켰다. 이어서, 도데실아민 100g을 상기 혼합물에 넣고 120℃에서 다시 1시간 동 안 반응시켜 부틸아민을 도데실아민으로 재치환시켜 올레산과 도데실아민의 2종의 분산제로 캐핑된 은 나노입자250g을 제조하였다.
<실시예 2 내지 9>
상기 실시예 1에서 은 나노입자와 제1아민, 제2아민을 하기 표 1에 표시된 화합물 및 함량으로 사용한 것을 제외하고는 동일한 과정을 실시하여 2종의 분산제로 캐핑된 은 나노입자를 제조하였다.
[표 1]
구분 Ag 나노 입자 제1 아민 제2 아민 최종분산제(2종)
실시예2 올레산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 부틸 아민 100g 도데실아민 100g 올레산 도데실아민
실시예3 올레산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 부틸아민 200g 노닐아민 200g 올레산 노닐아민
실시예4 올레산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 부틸아민 25g 데실아민 25g 올레산 데실아민
실시예5 올레산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 부틸아민 50g 이스테아릴아민 100g 올레산 이스테아릴아민
실시예6 팔미틱산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 아릴아민 100g 도데실아민 50g 팔미틱산 도데실아민
실시예7 올레산으로 캐핑된Ag나노입자 50g 아릴아민 100g 노닐아민 50g 올레산 노닐아민
실시예8 올레산으로 캐핑된Ag나노입자 50g 아릴아민 100g 비스2에틸 헥실아민 100g 올레산 데실아민
실시예9 팔미틱산으로 캐핑된 Ag나노입자 50g 아릴아민 50g 이스테아릴아민 50g 팔미틱산 이스테아릴아민
<비교예 1>
Ag 아세테이트 6.5g, 올레일아민 13g, 올레산 13g을 혼합하여 110℃, 2시간 동안 반응시켜 은 나노입자를 제조하였으며, Ag 전구체 6.5g에 대하여 5nm 크기의 은 나노입자 1g을 얻을 수 있었다. 이와 같이 올레일아민과 올레산을 동시에 혼합하여 사용한 경우에는 올레산 만으로 제조된 입자를 얻을 수 있었다.
상기 실시예 1에서 얻은 은 나노입자의 입자 분석을 위하여 말디토프 질량분석기를 이용한 결과 그래프를 도 3에 나타내었다. 도 3에서, 각 수치는 다음의 것을 나타낸다.
1. 168.5 =>[THAP + H+]
2. 187.2 =>[도데실아민 + H+]
3. 292.1 =>[도데실아민 + Ag107 +]
4. 389.2 =>[올레산 + Ag107 +]
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따르면 금속 나노입자 표면에 지방산과 아민이 동시에 분산제로서 캐핑되어 있는 것을 알 수 있으며, 잉크 제조시 적용되면 잉크의 소성 온도를 낮출 수 있을 것으로 보인다.
반면, 상기 비교예 1에서 얻은 은 나노입자의 말디토프 질량분석 결과 올레산만으로 합성된 입자를 얻을 수 있었다. 그래프는 도 4에 나타내었다. 도 4에서, 각 수치는 다음의 것을 나타낸다
1. 168.5 =>[THAP + H+]
2. 389.2 =>[올레산 + Ag107 +]
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조방법은 금속 나노입자 표면에 캐핑된 지방산 일부를 짧은 체인의 아민으로 치환시킨 후, 다시 긴 체인의 아민으로 다시 치환시킴으로써 2종의 분산제로 캐핑된 금속 나노입자를 간단하게 대량생산할 수 있으며, 잉크젯용 잉크에 적용되어 잉크의 소성온도를 낮출 수 있다.

Claims (15)

  1. (a) 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자를 준비하는 단계;
    (b) 유기용매 내에 상기 지방산으로 캐핑된 금속 나노입자 및 탄소수 1 내지 7의 선형 또는 분지형의 제1아민을 혼합한 혼합물을 가열하여 지방산의 일부를 제1아민으로 치환하는 단계; 및
    (c) 상기 혼합물에 탄소수 8 내지 20의 선형 또는 분지형의 제2아민을 첨가한 후 가열하여 상기 제1아민을 제2아민으로 재치환하는 단계;
    를 포함하는 잉크젯용 금속 나노입자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자는 은, 금, 동, 니켈, 코발트, 백금, 팔라듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 나노입자의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지방산은 탄소수 3 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산인 금속 나노입자의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 지방산은 헥산산, 헵탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀산, 리놀레산 및 리놀렌산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 금속 나노입자의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유기용매는 헥산, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라데칸, 옥타데센, 클로로벤조산, 1-헥사데신, 1-테트라데신 및 1-옥타데신로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 비수계 용매인 금속 나노입자의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1아민은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 아릴아민 및 N,N-디이소프로필아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 금속 나노입자의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2아민은 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 올레일아민, 2-에틸헥실아민 및 헥사데실아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 금속 나노입자의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 금속 나노입자 100중량부에 대하여, 상기 제1아민은 50 내지 200중량부, 상기 유기용매는 100 내지 300중량부로 혼합되는 금속 나노입자의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 (b)단계는 상기 혼합물을 60 내지 90℃ 온도에서 가열하여 수행되는 금속 나노입자의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2아민은 상기 금속 나노입자 100중량부에 대하여 50 내지 200중량부로 첨가되는 금속 나노입자의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계는 100 내지 120℃ 온도에서 가열하여 수행되는 금속 나노입자의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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