KR101548538B1 - Cu-S-METAL COMPOSITE, AND PREPARING MEHTOD OF THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
Cu-S-금속 복합체, 및 상기 Cu-S-금속 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.
Cu-S-metal composite, and a method for producing the Cu-S-metal composite.
최근 다중통신 기술의 발달, 이동물체의 전파 유도기술의 고도화, 소형전자제품의 대중화, 전기자동차의 상용화 등으로 인한 무선 주파수(radio frequency, RF)의 이용 범위와 빈도가 급격히 증가하고 있다. 사용되는 전자파의 주파수는 점차 높아지고 있지만, 기기의 설치 간격이 좁아지면서 전자기기에서 발생하는 전자파의 간섭에 의한 문제가 발생하고 있다. 초기에는 전자파가 인체에 미치는 VDT 증후군(visual display terminal syndrome)과 같은 유해성이 큰 사회적 문제로 대두되었으나, 최근에는 전자파가 전자장비에 대한 간섭이나 잡음을 일으킬 수 있다는 사실이 알려지면서 전자기기의 간섭현상으로 인한 기기의 오작동, 고장, 안전사고 발생 우려가 높아지고 있다. Recently, the frequency and frequency of use of radio frequency (RF) due to the development of multi-communication technology, the advancement of mobile object induction technology, the popularization of small electronic products, and the commercialization of electric vehicles are rapidly increasing. The frequency of electromagnetic waves used is gradually increasing, but as the installation interval of the apparatus becomes narrower, there arises a problem due to the interference of electromagnetic waves generated in the electronic device. In the early days, electromagnetic waves have become a serious harmful social problem such as visual display terminal syndrome. However, recently, it is known that electromagnetic waves can cause interference or noise to electronic equipment. There is a growing concern about malfunction, malfunction, and safety accidents caused by equipment.
전자파를 차단하는 메커니즘은 주로 차폐와 흡수를 포함한다. 상기 차폐는 차폐재를 이용하여 전자파의 투과를 억제하는 방법이다. 상기 차폐재 표면에 전자파가 도달하는 순간 반대 방향으로 전류가 형성되면서 외부로 전자파를 반사시키고, 일부 흡수된 전자파는 접지를 통해 전류로 배출되는데, 주로 금속 차폐재가 이에 해당한다. 상기 흡수는 흡수 유전체, 저항체, 자성체 등의 복합 재료로 이루어진 흡수체를 이용한다. 흡수된 전자파의 에너지를 열로 변환시켜서 전자파의 통과를 억제하는 방법이다. 무선기기의 대부분은 30 MHz 내지 3,000 MHz의 무선 주파수 자계를 사용하고 있는데 무선전화기, 라디오 및 TV 방송국, 위성통신 시스템 등이 이에 해당한다. Mechanisms to block electromagnetic waves mainly include shielding and absorption. The shielding is a method of suppressing the transmission of electromagnetic waves by using a shielding material. As soon as the electromagnetic wave reaches the surface of the shielding material, a current is generated in the opposite direction to reflect the electromagnetic wave to the outside, and a part of the absorbed electromagnetic wave is discharged as a current through the ground. The absorption uses an absorber made of a composite material such as an absorbing dielectric, a resistor, and a magnetic material. And the energy of the absorbed electromagnetic wave is converted into heat to suppress the passage of the electromagnetic wave. Most of the wireless devices use a radio frequency magnetic field of 30 MHz to 3,000 MHz, including wireless telephones, radio and TV broadcasting stations, and satellite communication systems.
전자파 차단 소재에 대한 연구는 2,000 년대 초반부터 활발하게 진행되었다. 대한민국 공개특허 제10-2005-0032843호에서는 니켈로 도금된 철 분말 및 소프트 페라이트 분말을 제조하여 전자파 차폐재로서 사용하였다. 상기 대한민국 공개특허 제10-2005-0032843호에서는 전자기적 성질이 좋은 금속물질을 사용하여 전자파 차폐재를 제조하였으며, 특히 구리, 철, 니켈, 크롬, 코발트, 아연, 알루미늄, 텅스텐, 금, 은, 및 티타늄 등이 이에 해당하였다. 그러나 이러한 금속물질은 단독으로 적용하는 경우, 요구수준을 달성하기 위하여 많은 양을 사용해야 하기 때문에 두 종 이상의 복합 성분을 사용하여 복층구조 형태로 차페재를 제조하고 있는 추세이다. 그러나 이러한 선행기술은 복잡한 공정과 단계를 요구하기 때문에 가격상승에 따른 시장 경쟁력이 떨어지는 단점이 있다. 금속을 이용한 차페재는 일반적으로 무겁고 가공성이 떨어지며 부식이 쉽게 일어나기 때문에 적용되는 제품의 내구성이 떨어진다는 문제가 있다. 금속 차폐재의 단점을 보완하기 위하여 전도성 고분자소재의 적용도 연구되고 있으나, 전도성 고분자를 차폐재로 사용하는 경우 열적 안정성이 떨어지고 전자파 차폐성 및 내구성, 내마모성 등이 금속에 비해 떨어진다는 단점이 있다. Research on electromagnetic shielding materials has been active since the early 2000s. In Korean Patent Laid-Open No. 10-2005-0032843, iron powder and soft ferrite powder plated with nickel were prepared and used as an electromagnetic wave shielding material. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0032843 discloses an electromagnetic wave shielding material using a metal material having good electromagnetic properties. Specifically, copper, iron, nickel, chromium, cobalt, zinc, aluminum, tungsten, Titanium and the like. However, when these metal materials are applied alone, it is necessary to use a large amount of them in order to achieve the required level. However, these prior arts require complicated processes and steps, and thus have a disadvantage in that they are less competitive in the market due to price increases. The metal material used is generally heavy, has poor processability, and is susceptible to corrosion. Therefore, there is a problem in that the durability of the applied product is low. In order to compensate for the disadvantages of metal shielding materials, application of conductive polymer materials has been studied. However, when conductive polymer is used as a shielding material, thermal stability is poor, electromagnetic shielding property, durability and abrasion resistance are lower than metal.
대한민국 공개특허 제10-2004-0078002호에서는 전이금속을 도금한 탄소나노소재를 고분자 수지 중에 분산시켜 전자파 차폐재를 제조하였다. 이와 같이, 기계적, 전기적 특성이 우수한 탄소나노섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등과 같이 탄소화합물을 충진제 또는 코팅제로 사용하여 전자파 차폐재를 제조하였으나 탄소 결정체의 특성상 액상으로 가공하는 경우 분산성이 불량하여 고농도 생산이 어려우며 상대적으로 다른 소재에 비해 고비용/저효율이라는 단점을 가지고 있다. In Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0078002, a carbon nanomaterial plated with a transition metal is dispersed in a polymer resin to prepare an electromagnetic wave shielding material. As described above, electromagnetic wave shielding materials were prepared using carbon compounds such as carbon nanofibers, carbon nanotubes, and graphene, which have excellent mechanical and electrical properties, as fillers or coating agents. However, It is difficult to produce and has a disadvantage of high cost / low efficiency compared with other materials.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1362467호에서는 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화갈륨에서 선택된 적어도 1 종의 물질을 유리판에 고정시켜 투명 전자파 차폐재를 제조하였다. 이와 같이 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화갈륨을 유리표면에 스퍼터링 공정을 통하여 전자파 차폐성을 부여하는 것도 가능하나 생산성과 경제성을 고려해 볼 때 범용적으로 사용하는데 한계가 있다.
In Korean Patent No. 10-1362467, at least one kind of material selected from zinc oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide and gallium oxide is fixed on a glass plate to prepare a transparent electromagnetic wave shielding material. In this way, it is possible to impart electromagnetic shielding properties to glass surfaces by sputtering zinc oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, and gallium oxide on the glass surface. However, considering productivity and economical efficiency, there is a limit to general use.
본원은, Cu-S-금속 복합체, 및 상기 Cu-S-금속 복합체의 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a Cu-S-metal composite and a method for producing the Cu-S-metal composite.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본원의 제 1 측면은, CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자, 상기 Cu-S계 입자 표면에 형성된 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층, 및 상기 Cu-S계 층에 형성된 금속층을 포함하는, Cu-S-금속 복합체를 제공한다.The first aspect of the present invention relates to a Cu-S-based particle including Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition, Cu a S b (1.5 <a / b ? And a metal layer formed on the Cu-S-based layer. The present invention also provides a Cu-S-metal composite comprising the Cu-S-
본원의 제 2 측면은, 구리이온염 및 황화염을 포함하는 수용액을 반응시켜 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자를 합성하는 단계, 상기 Cu-S계 입자를 열처리하여, 상기 Cu-S계 입자 표면에 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층을 형성하는 단계, 및 상기 Cu-S계 층에 금속층을 형성하여 Cu-S-금속 복합체를 수득하는 단계를 포함하는, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법을 제공한다.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a process for producing Cu-S-based particles, comprising the steps of reacting an aqueous solution containing a copper ion salt and a sulfur flame to synthesize Cu-S type particles containing Cu x S y (0.8? X / S-based layer containing a composition of Cu a S b (1.5 < a / b < / = 2.5) on the surface of the Cu-S based particles by heat treating the Cu- To obtain a Cu-S-metal composite.
본원의 일 구현예에 의하면, 수용액에서 구리이온염과 황화염을 반응시켜 Cu-S계 무기 입자를 합성하였으며, 상기 Cu-S계 무기 입자에 금속을 화학적으로 결합시킴으로써 Cu-S-금속 복합체를 제조하였다. 상기와 같이, Cu-S-금속 복합체를 제조함으로써 설비 투자비가 낮아 저비용으로 대량 생산이 가능한 Cu-S-금속 복합체를 제조할 수 있다. 상기와 같이 제조된, 상기 Cu-S-금속 복합체는 30 MHz 내지 3,000 MHz 범위의 무선주파수에서의 전자파 차단성이 우수하고, 800 nm 내지 1,500 nm 범위의 파장을 포함하는 근적외선(near infrared ray, NIR)영역에서의 열 차단성이 우수하다.According to one embodiment of the present invention, a Cu-S-based inorganic particle is synthesized by reacting a copper ion salt with a sulfur flame in an aqueous solution, and a Cu-S-based inorganic particle is chemically bonded to the Cu- . As described above, Cu-S-metal composites can be manufactured, and Cu-S-metal composites that can be mass-produced at low cost can be manufactured with low facility investment costs. The Cu-S-metal composite prepared as described above has excellent electromagnetic wave shielding property at a radio frequency in the range of 30 MHz to 3,000 MHz and has a near infrared ray (NIR) wave length in the range of 800 nm to 1,500 nm ) Area.
본원의 일 구현예에 의하면, 상기 Cu-S-금속 복합체를 이용하여 플라스틱 기재 및 종이 기재에 대한 표면 코팅제 및 컴파운딩 첨가제로서 사용할 수 있으며, 전자 제품 소재, 의료기기 소재, 자동차 내장재, 및 건축 내장재 등에 적용할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the Cu-S-metal composite can be used as a surface coating agent and a compounding additive for a plastic substrate and a paper substrate, and can be used as an electronic product material, a medical device material, And the like.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 Cu-S-금속 복합체의 모식도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 Cu-S-금속 복합체의 구조체이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 있어서, Cu-S-금속 복합체의 분쇄 후 평균 크기를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 있어서, Cu-S-금속 복합체의 SEM 이미지이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 있어서, Cu-S-금속 복합체의 결정구조를 측정한 결과이다.1 is a schematic diagram of a Cu-S-metal composite according to one embodiment of the present invention.
2 is a structural view of a Cu-S-metal composite according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the average size after grinding of the Cu-S-metal composite in one embodiment of the present invention. FIG.
4 is an SEM image of a Cu-S-metal composite in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows the result of measuring the crystal structure of the Cu-S-metal composite in one embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) " or " step " used to the extent that it is used throughout the specification does not mean " step for.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term " combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.
Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.
본원의 제 1 측면은, CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자, 상기 Cu-S계 입자 표면에 형성된 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층, 및 상기 Cu-S계 층에 형성된 금속층을 포함하는, Cu-S-금속 복합체를 제공한다.The first aspect of the present invention relates to a Cu-S-based particle including Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition, Cu a S b (1.5 <a / b ? And a metal layer formed on the Cu-S-based layer. The present invention also provides a Cu-S-metal composite comprising the Cu-S-
이와 관련하여, 도 1은 상기 Cu-S-금속 복합체의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 상기 Cu-S-금속 복합체는, CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자(100), 상기 Cu-S계 입자 표면에 형성된 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층(200), 및 상기 Cu-S계 층에 형성된 금속층(300)을 포함한다. In this regard, Figure 1 is a schematic diagram of the Cu-S-metal composite. 1, the Cu-S-metal composite comprises a Cu-S-based particle (100) having a Cu x S y (0.8 x / y ? 1.5) composition, a Cu It includes a S b (1.5 <a / b≤2.5) Cu-S -based layer containing the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자(100)에 상기 금속층(300)을 형성하기 위해서는 Cu-S계 입자(100) 표면에 존재하는 황 성분을 충분히 제거하는 것이 필요하다. 예를 들어, 황 성분이 Cu-S계 입자(100) 표면에 잔류하는 경우, 금속과 황 성분이 먼저 합성되어 Cu와 금속 간의 결합을 억제할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S계 입자(100) 표면에 황 성분의 함량을 감소시킨 Cu-S계 층(200)을 형성함으로써 Cu와 금속층(300) 간의 결합이 용이해진다.In one embodiment of the present invention, in order to form the
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S계 입자(100)는 비구형인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자(100)를 비구형으로 형성할 경우, 구형으로 형성할 경우보다 전자파 차폐성이 우수해질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Cu-S-based
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S계 입자(100)는 약 0.01 nm 내지 약 0.5 nm의 크기를 가지는 기공을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S계 입자(100)는 약 0.01 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.01 nm 내지 약 0.4 nm, 약 0.01 nm 내지 약 0.3 nm, 약 0.01 nm 내지 약 0.2 nm, 약 0.01 nm 내지 약 0.1 nm, 약 0.01 nm 내지 약 0.05 nm, 약 0.05 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.05 nm 내지 약 0.4 nm, 약 0.05 nm 내지 약 0.3 nm, 약 0.05 nm 내지 약 0.2 nm, 또는 약 0.05 nm 내지 약 0.1 nm의 크기를 가지는 기공을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자(100) 내에 기공이 다량 포함되는 경우, 후속하는 Cu-S-금속 복합체의 밀도가 낮아지고 침강 속도가 떨어지기 때문에, 이를 코팅액으로서 제조하는 경우 장기간 사용이 가능하다. 더불어, 상기 Cu-S-금속 복합체 내부에 기공이 있는 경우, 후속하는 Cu-S-금속 복합체의 전자파 차폐효과가 상승된다.According to an embodiment of the present invention, the Cu-S-based
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속층(300)은 도금, 증착, 흡착 등과 같은 화학 공정을 통하여 약 100 Å 내지 약 1,000 Å 정도로 얇은 금속층을 형성할 수 있는 당해 분야에 공지된 금속이 모두 사용 가능하다. 특히, 상기 금속층은 Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(300)은 약 100 Å 내지 약 1,000 Å, 약 100 Å 내지 약 900 Å, 약 100 Å 내지 약 800 Å, 약 100 Å 내지 약 700 Å, 약 100 Å 내지 약 600 Å, 약 100 Å 내지 약 500 Å, 약 100 Å 내지 약 400 Å, 약 100 Å 내지 약 300 Å, 약 100 Å 내지 약 200 Å, 약 200 Å 내지 약 1,000 Å, 약 300 Å 내지 약 1,000 Å, 약 400 Å 내지 약 1,000 Å, 약 500 Å 내지 약 1,000 Å, 약 600 Å 내지 약 1,000 Å, 약 700 Å 내지 약 1,000 Å, 약 800 Å 내지 약 1,000 Å, 또는 약 900 Å 내지 약 1,000 Å일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S-금속 복합체의 크기는 약 0.1 ㎛ 내지 약 1 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S-금속 복합체의 크기는 약 0.1 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.9 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.8 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.7 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.6 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.5 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.4 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.3 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.2 ㎛, 약 0.2 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.3 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.6 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.7 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.8 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 또는 약 0.9 ㎛ 내지 약 1 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the size of the Cu-S-metal composite may be from about 0.1 microns to about 1 microns, but is not limited thereto. For example, the size of the Cu-S-metal complex may range from about 0.1 microns to about 1 microns, from about 0.1 microns to about 0.9 microns, from about 0.1 microns to about 0.8 microns, from about 0.1 microns to about 0.7 microns, From about 0.1 microns to about 0.5 microns, from about 0.1 microns to about 0.5 microns, from about 0.1 microns to about 0.4 microns, from about 0.1 microns to about 0.3 microns, from about 0.1 microns to about 0.2 microns, from about 0.2 microns to about 1 microns, From about 0.4 microns to about 1 micron, from about 0.5 microns to about 1 micron, from about 0.6 microns to about 1 micron, from about 0.7 microns to about 1 micron, from about 0.8 microns to about 1 micron, or from about 0.9 microns to about 1 micron But may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S-금속 복합체는 반도체인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S-금속 복합체가 밴드갭 에너지가 존재하지 않는 금속 형태의 도전체 특성을 나타낼 경우, 전자파를 반사하거나 또는 전자파를 전류로 변환하는 능력은 우수하나, 가격이 비싸고 가공이 용이하지 않다. 예를 들어, 상기 Cu-S-금속 복합체가 밴드갭 에너지가 너무 커서 전자의 이동이 어려운 부도체 특성을 나타낼 경우, 전자파 차단 효율이 낮기 때문에 보조재와 혼합하는 형태로 사용해야 한다.In one embodiment of the present invention, the Cu-S-metal composite may be a semiconductor, but the present invention is not limited thereto. For example, when the Cu-S-metal composite exhibits a metal-type conductor characteristic in which there is no band gap energy, the ability to reflect electromagnetic waves or convert electromagnetic waves into electric current is excellent. However, It is not easy. For example, when the Cu-S-metal composite exhibits an insulator having a band gap energy which is too large to transfer electrons, the Cu-S-metal composite should be used in a form mixed with an auxiliary material since the electromagnetic wave shielding efficiency is low.
본원의 일 구현예에 의하면, 상기 Cu-S-금속 복합체는 약 1.0 eV 내지 약 1.5 eV의 밴드갭 에너지를 가지는 반도체 특성을 나타낸다. 상기 반도체 특성을 나타내는 Cu-S-금속 복합체의 전자 이동을 위해 약 800 nm 내지 약 1,500 nm 파장의 에너지 흡수가 필요하다. 예를 들어, 상기 밴드갭 에너지가 약 1.0 eV 이하일 경우, 약 1,500 nm 이상의 파장에서 흡수가 일어날 수 있고, 상기 밴드갭 에너지가 약 1.5 eV 이상일 경우, 약 800 nm 이하의 파장에서 흡수가 일어날 수 있다. 열선은 주로 약 800 nm 내지 약 1,500 nm의 파장을 가지기 때문에, 상기 범위 내에서 흡수율이 높을수록 열차단성이 높아질 수 있다. 상기와 같이, 상기 Cu-S-금속 복합체는 전자파의 반사 및 흡수가 동시에 일어나기 때문에 상대적으로 전자파 차단성 및 근적외선 영역(NIR)에서의 열차단성을 동시에 달성할 수 있다. According to one embodiment of the present application, the Cu-S-metal composite exhibits semiconductor characteristics having a band gap energy of about 1.0 eV to about 1.5 eV. An energy absorption of about 800 nm to about 1,500 nm wavelength is required for the electron transfer of the Cu-S-metal complex exhibiting the semiconductor characteristics. For example, if the band gap energy is less than about 1.0 eV, absorption may occur at a wavelength of about 1,500 nm or more, and if the band gap energy is about 1.5 eV or more, absorption at a wavelength of about 800 nm or less may occur . Since the heat ray mainly has a wavelength of about 800 nm to about 1,500 nm, the higher the absorptivity within the above range, the higher the thermal conductivity can be. As described above, since the electromagnetic wave is simultaneously reflected and absorbed by the Cu-S-metal composite, the electromagnetic wave shielding property and the heat shielding in the near infrared region (NIR) can be achieved at the same time.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S-금속 복합체 중 Cu:S의 원자비는 약 1.0 내지 약 2.0인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu:S의 원자비가 약 1.0 이하일 경우, 황 성분이 지나치게 많기 때문에 상기 Cu-S계 층에 상기 금속층의 형성이 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu:S의 원자비가 약 2.0 이상일 경우, 상기 Cu-S-금속 복합체의 반도체 특성이 부도체 특성으로 변화할 수 있다. 이에 따라, 상기 Cu-S-금속 복합체의 전자파 차단성 및 열 차단성이 감소될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the atomic ratio of Cu: S in the Cu-S-metal composite may be about 1.0 to about 2.0, but is not limited thereto. For example, when the atomic ratio of Cu: S is less than about 1.0, it may be difficult to form the metal layer in the Cu-S layer because the sulfur content is excessive. For example, when the atomic ratio of Cu: S is about 2.0 or more, the semiconductor characteristics of the Cu-S-metal composite may be changed to non-conductive properties. Accordingly, the electromagnetic wave shielding property and heat shielding property of the Cu-S-metal composite can be reduced.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S-금속 복합체 중 금속:S의 원자비는 약 0.5 내지 약 2.0인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 금속:S의 원자비가 약 0.5 이하일 경우, 상기 Cu-S계 층에 상기 금속층의 형성이 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 금속:S의 원자비가 약 2.0 이상일 경우, 상기 Cu-S-금속 복합체의 밀도가 높아지고, 금속층이 두꺼워져서 상기 Cu-S-금속 복합체의 분쇄 및 절단 등의 가공이 어려울 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the atomic ratio of metal to S in the Cu-S-metal composite may be about 0.5 to about 2.0, but may not be limited thereto. For example, when the atomic ratio of the metal: S is about 0.5 or less, it may be difficult to form the metal layer in the Cu-S-based layer. For example, when the atomic ratio of the metal: S is about 2.0 or more, the density of the Cu-S-metal composite becomes high and the metal layer becomes thick, so that processing such as crushing and cutting of the Cu-S- .
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S-금속 복합체의 비표면저항값은 약 10-1 Ω·cm 내지 약 102 Ω·cm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S-금속 복합체의 비표면저항값이 약 102 Ω·cm 이상일 경우, 도전성이 떨어지기 때문에 반사에 의한 차폐성이 떨어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the specific surface resistance value of the Cu-S-metal composite may be about 10 < -1 > to about 10 < 2 > For example, when the specific surface resistance of the Cu-S-metal composite is about 10 < 2 > OMEGA .cm or more, the conductivity may be deteriorated and the shielding property due to reflection may be deteriorated.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S-금속 복합체의 밀도는 약 2.0 g/cm3 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S-금속 복합체의 밀도가 약 2.0 g/cm3 보다 클 경우, 이를 코팅액으로서 적용 시 침강 속도가 빨라져서 사용이 어려우며, 다른 첨가제와 혼합하는 경우에도 층 분리에 의해 균일한 분산이 어려워진다.
According to one embodiment of the present invention, the Cu-S-metal composite may have a density of about 2.0 g / cm 3 or less, but the present invention is not limited thereto. In an embodiment of the present invention, when the density of the Cu-S-metal composite is greater than about 2.0 g / cm 3 , it is difficult to use the coating liquid as the coating solution is used because of its high sedimentation rate. Thereby making uniform dispersion difficult.
본원의 제 2 측면은, 구리이온염 및 황화염을 포함하는 수용액을 반응시켜 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자를 합성하는 단계, 상기 Cu-S계 입자를 열처리하여, 상기 Cu-S계 입자 표면에 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층을 형성하는 단계, 및 상기 Cu-S계 층에 금속층을 형성하여 Cu-S-금속 복합체를 수득하는 단계를 포함하는, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법을 제공한다. 본원의 제 2 측면은 본원의 제 1 측면에 따른 Cu-S-금속 복합체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a process for producing Cu-S-based particles, comprising the steps of reacting an aqueous solution containing a copper ion salt and a sulfur flame to synthesize Cu-S type particles containing Cu x S y (0.8? X / S-based layer containing a composition of Cu a S b (1.5 < a / b < / = 2.5) on the surface of the Cu-S based particles by heat treating the Cu- To obtain a Cu-S-metal composite. The second aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a Cu-S-metal composite according to the first aspect of the present invention, and a detailed description thereof is omitted for the parts overlapping with the first aspect of the present invention. However, May be applied equally to the second aspect of the present invention even though the description thereof is omitted.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자에 상기 금속층을 형성하기 위해서는 Cu-S계 입자 표면에 존재하는 황 성분을 충분히 제거하는 것이 필요하다. 예를 들어, 황 성분이 Cu-S계 입자 표면에 잔류하는 경우, 금속과 황 성분이 먼저 합성되어 Cu와 금속 간의 결합을 억제할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S계 입자 표면에 황 성분의 함량을 감소시킨 Cu-S계 층을 형성함으로써 Cu와 금속층 간의 결합이 용이해진다.In one embodiment of the present invention, in order to form the metal layer on the Cu-S-based particles, it is necessary to sufficiently remove the sulfur component present on the surface of the Cu-S-based particles. For example, when the sulfur component remains on the surface of the Cu-S-based particles, the metal and the sulfur component may be first synthesized to inhibit the bonding between Cu and the metal. According to an embodiment of the present invention, a Cu-S-based layer having a reduced sulfur content on the surface of the Cu-S-based particles is formed, thereby facilitating bonding between Cu and the metal layer.
본원의 일 구현예에 따른 Cu-S-금속 복합체를 제조하기 위해, 먼저 구리이온염 및 황화염을 포함하는 수용액을 반응시켜 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자를 합성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자는 주로 CS3 및 CS4 구조체로 구성된 육방정계일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 도 2의 CS3 및 CS4는 각각 삼각평면 및 삼면체 형태로 되어 있어 온도, 압력, 파장 등 외부 변수에 따라 변형이 용이하고 도전성 및 전자파 차폐성을 위한 소재로서 사용이 가능하다.In order to prepare a Cu-S-metal composite according to an embodiment of the present invention, an aqueous solution containing a copper ion salt and a sulfur flame is firstly reacted to form a Cu-S-metal composite containing Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) S-based particles are synthesized. As shown in FIG. 2, the Cu-S-based particles including the Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition may be a hexagonal system mainly composed of CS 3 and CS 4 structures, . CS 3 and CS 4 in FIG. 2 have triangular planes and triplets, respectively, and are easily deformed according to external variables such as temperature, pressure and wavelength, and can be used as materials for conductivity and electromagnetic shielding.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 구리이온염은 황화구리, 염화제2구리, 질산제2구리, 초산구리, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the invention, the copper ion salt may be selected from the group consisting of copper sulphide, cupric chloride, cupric nitrate, copper acetate, and combinations thereof. .
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 황화염은 황화나트륨, 황화칼륨, 황화아연, 황화철, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the sulfur flame may include but is not limited to those selected from the group consisting of sodium sulfide, potassium sulfide, zinc sulfide, iron sulfide, and combinations thereof.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 수용액은 증류수 및 유기 용매의 중량비가 약 95:5 내지 약 50:50인 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 증류수는 상기 수용액에 약 50 중량% 내지 약 95 중량% 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 용매는 상기 수용액에 약 5 중량% 내지 약 50 중량% 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 용매가 약 5 중량% 이하일 경우, 상기 입자의 밀도가 약 2.0 g/cm3 이상으로 높아질 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 용매가 약 50 중량% 이상일 경우, 고형화된 입자의 수율이 떨어질 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수용액 조건에서 Cu-S계 입자를 합성할 경우, 상기 수용액이 상기 구리이온염 및 황화염의 용해도에 영향을 주기 때문에 합성된 Cu-S계 입자는 경량화되고, 비구형으로 합성된다. 이에 따라, 전자파 차단성이 효율적으로 개선될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the aqueous solution may include, but is not limited to, a weight ratio of distilled water and an organic solvent of about 95: 5 to about 50:50. In one embodiment of the invention, the distilled water may comprise, but is not limited to, about 50% to about 95% by weight of the aqueous solution. In one embodiment of the present invention, the organic solvent may be included in the aqueous solution in an amount of about 5 wt% to about 50 wt%, but is not limited thereto. For example, when the organic solvent is about 5 wt.% Or less, the density of the particles can be increased to about 2.0 g / cm 3 or more. For example, when the organic solvent is at least about 50% by weight, the yield of solidified particles may be lowered. In one embodiment of the present invention, when the Cu-S-based particles are synthesized under the aqueous solution conditions, since the aqueous solution affects the solubility of the copper ion salt and the sulfur flame, the synthesized Cu-S- And is synthesized as a non-spherical shape. Thus, the electromagnetic wave shielding property can be efficiently improved.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 옥탄올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the organic solvent may include, but is not limited to, ethanol, methanol, isopropanol, ethylene glycol, octanol, and combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자는 비구형인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S계 입자를 비구형으로 제조하는 것은, 알코올류를 포함하는 유기용매를 사용하는 것에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 순수한 물을 용매로서 사용할 경우, 상기 Cu-S계 입자는 주로 구형으로 형성될 수 있다. 상기 Cu-S계 입자의 형태는 Cu 이온 및 S 이온의 용매에 대한 용해도 특성으로 제어가 가능하다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비구형 Cu-S계 입자를 사용할 경우, Cu-S계 입자보다 전자파 차폐성이 우수해진다.In one embodiment of the present invention, the Cu-S-based particles may be non-spherical, but the present invention is not limited thereto. For example, the non-spherical Cu-S-based particles can be produced by using an organic solvent including alcohols, but the present invention is not limited thereto. For example, when pure water is used as a solvent, the Cu-S-based particles can be mainly formed into a spherical shape. The shape of the Cu-S-based particles can be controlled by solubility characteristics of Cu ion and S ion in a solvent. In one embodiment of the present invention, when the non-spherical Cu-S-based particles are used, electromagnetic wave shielding properties are superior to Cu-S-based particles.
이어서, 상기 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자를 열처리하여, 상기 Cu-S계 입자 표면에 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층을 형성한다. Subsequently, the Cu-S-based particles containing the Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition is heat-treated to form Cu a S b (1.5? A / b ? 2.5) To form a Cu-S-based layer.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자에 후속하는 금속층을 형성하기 위해서는, 상기 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자 표면에 존재하는 황 성분을 충분히 제거하는 것이 필요하다. 예를 들어, 황 성분이 Cu-S계 입자 표면에 잔류하는 경우, 금속과 황 성분이 먼저 합성되어 Cu와 금속 간의 결합을 억제할 수 있다. In one embodiment of the present invention, in order to form a metal layer subsequent to the Cu-S-based particles, sulfur existing on the surface of the Cu-S-based particles containing the Cu x S y (0.8 x / y ? 1.5) It is necessary to sufficiently remove the components. For example, when the sulfur component remains on the surface of the Cu-S-based particles, the metal and the sulfur component may be first synthesized to inhibit the bonding between Cu and the metal.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 CuxSy(0.8≤x/y≤1.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 입자는, 고온 열처리 단계를 거치면서 표면 근처에 잔존하고 있던 황(S)이 이산화황(SO2) 가스 형태로 배출된다. 이에 따라, 내열성이 높고 밀도가 높은 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 안정된 결정체로 변화하여 상기 Cu-S계 입자의 표면에 얇은 막을 형성하게 된다. 예를 들어, 상기 내열성이 높고 밀도가 높은 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 안정된 결정체는 사방정계 구조를 갖는 Cu2S일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자 표면에 황 성분의 함량을 감소시킨 Cu-S계 층을 형성함으로써 Cu와 금속층 간의 결합이 용이해진다.In one embodiment of the present invention, the Cu-S-based particles containing the composition Cu x S y (0.8 x / y ? 1.5) have a sulfur (S) (SO 2 ) gas. As a result, a stable crystal containing a Cu a S b (1.5 <a / b ? 2.5) composition having a high heat resistance and a high density is formed and a thin film is formed on the surface of the Cu-S type particle. For example, the stable crystal including the high heat resistance and high density Cu a S b (1.5 <a / b ? 2.5) composition may be Cu 2 S having an orthorhombic structure, but may not be limited thereto. In one embodiment of the present invention, the formation of a Cu-S-based layer in which the content of the sulfur component is reduced on the surface of the Cu-S-based particles facilitates bonding between Cu and the metal layer.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 열처리는 약 300℃ 내지 약 800℃의 온도 범위에서 약 1 시간 내지 약 5 시간 동안 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S계 입자의 분해온도보다 낮은 약 300℃ 이하에서 열처리를 수행할 경우, 상기 Cu-S계 입자 내부에 잔존하고 있는 황(S) 성분의 이탈이 충분히 발생되지 않기 때문에 상기 황 성분의 이산화황(SO2)으로의 전환 속도 또한 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 열처리가 약 800℃ 이상에서 수행될 경우, 황 성분뿐만 아니라 상기 Cu-S계 입자의 결정 구조 또한 파괴될 수 있고, 입자 간의 급격한 응집이 발생될 수 있다.According to one embodiment of the disclosure, the heat treatment may be performed in a temperature range of from about 300 ° C to about 800 ° C for about 1 hour to about 5 hours, but may not be limited thereto. For example, when the heat treatment is performed at a temperature lower than the decomposition temperature of the Cu-S-based particles at about 300 ° C or less, the sulfur (S) component remaining in the Cu-S- The rate of conversion of the sulfur component to sulfur dioxide (SO 2 ) may also be reduced. For example, when the heat treatment is performed at a temperature of about 800 ° C or higher, not only the sulfur component but also the crystal structure of the Cu-S-based particles may be destroyed, and sudden aggregation may occur between the particles.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열처리 시, 상기 Cu-S계 입자를 흔들어주면서 상기 열처리를 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S계 입자의 열처리 시 고온에서 장시간 동안 정치될 경우, 입자 간 응착 현상이 발생할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heat treatment may be performed while shaking the Cu-S-based particles during the heat treatment, but the present invention is not limited thereto. For example, when the Cu-S based particles are left standing at a high temperature for a long time during the heat treatment, intergranular adhesion may occur.
마지막으로, 상기 Cu-S계 층에 금속층을 형성하여 Cu-S-금속 복합체를 수득한다.Finally, a metal layer is formed on the Cu-S-based layer to obtain a Cu-S-metal composite.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자를 금속과 화학반응시켜 상기 Cu-S계 층에 약 100 Å 내지 약 1,000 Å 정도로 얇은 금속층이 고정된 형태의 Cu-S-금속 복합체를 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Cu-S계 입자를 상기 금속과 화학반응시키는 것은, 액상 또는 기상에서 상기 금속을 Cu-S 입자 표면에 고정시킬 수 있는 당해 분야에 공지된 방법을 모두 사용할 수 있으며, 특히 도금, 증착, 흡착 공정을 적용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Cu-S-based particles are chemically reacted with a metal to form a Cu-S-metal composite in which a thin metal layer of about 100 Å to about 1,000 Å is fixed to the Cu- But may not be limited thereto. In one embodiment of the invention, the chemical reaction of the Cu-S-based particles with the metal can be accomplished by any of the methods known in the art that can fix the metal to the surface of Cu-S particles in a liquid or vapor phase In particular, plating, deposition, and adsorption processes can be applied.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the metal may include a metal selected from the group consisting of Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au, But may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Cu-S계 입자에 금속층을 형성시켜 수득된 상기 Cu-S-금속 복합체를 분쇄하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 분쇄는 건식 공정 및/또는 습식공정을 통하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 Cu-S-금속 복합체는 볼밀(ball mill)을 이용하여 약 0.1 ㎛ 내지 약 1 ㎛의 크기로 분쇄하는 것일 수 있다. 상기 볼(ball)의 재질은 상기 Cu-S-금속 복합체의 경도를 고려하여 유리 볼 또는 질리코늄 볼을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the step of grinding the Cu-S-metal composite obtained by forming a metal layer on the Cu-S-based particles may be further included but may not be limited thereto. For example, the pulverization may be performed through a dry process and / or a wet process, but may not be limited thereto. For example, the Cu-S-metal composite may be milled to a size of about 0.1 μm to about 1 μm using a ball mill. The material of the ball may be a glass ball or a zirconium ball in consideration of the hardness of the Cu-S-metal composite, but may not be limited thereto.
이하, 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto.
[특성 평가][Characteristic evaluation]
1. 평균 입자 크기1. Average particle size
Cu-S-금속 복합체의 평균 크기는 입도분석기(ELS-Z2, Otsuka Electronics Co., 일본)를 사용하여 측정하였다. The average size of the Cu-S-metal composite was measured using a particle size analyzer (ELS-Z2, Otsuka Electronics Co., Japan).
2. 2. 원자비Atomic ratio
Cu-S-금속 복합체를 완전히 연소시켜 재를 수득한 후, 수득된 재를 에너지 분산 분광분석기(energy dispersive spectrometer, EDS)(Agilent 7500, Aglient Technologies Inc., 미국)를 사용하여 Cu, S, 및 M의 조성을 측정하였다. 상기 측정값을 이용하여 Cu:S, 금속:S의 원자비를 계산하였다.After the Cu-S-metal complex was completely burned to obtain a material, the obtained material was subjected to Cu, S, and Fe by using an energy dispersive spectrometer (EDS) (Agilent 7500, Aglient Technologies Inc., USA) M was measured. The atomic ratios of Cu: S and metal: S were calculated using the above measured values.
3. 결정 구조3. Crystal structure
X-선 회절 분석기(X-Ray Diffraction, XRD)(Smart ApexⅡ, Bruker Co., 미국)를 사용하여 Cu-S-금속 복합체의 결정구조를 평가하였다. The crystal structure of the Cu-S-metal complex was evaluated using an X-ray diffraction (XRD) (Smart Apex II, Bruker Co., USA).
αhv=B(hv-Eg)1/2 α hv = B ( hv -E g ) 1/2
여기에서, α: 흡수 계수, hv: 광자에너지, B: 비례상수, Eg: 밴드갭 에너지임.Here, α: absorption coefficient, hv : photon energy, B: proportional constant, and E g : band gap energy.
4. 4. 밴드갭Band gap 에너지 측정 Energy measurement
X-선 광전자 분광기(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)(PHI Quantera Ⅱ, Ulvac-PHI, 일본)를 사용하여 밴드갭 에너지를 측정하였다. The band gap energy was measured using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (PHI Quantera II, Ulvac-PHI, Japan).
5. 밀도 측정5. Density measurement
Cu-S-금속 복합체의 밀도는 Tap Density Meter(Jolting Volumeter Type STAVⅡ, Engeismann Co., 독일)를 사용하여 측정하였다.The density of Cu-S-metal composites was measured using Tap Density Meter (Jolting Volumeter Type STAV II, Engeismann Co., Germany).
6. 6. 비표면저항Non-surface resistance
Cu-S-금속 복합체의 비표면저항은, 비표면저항 측정기(휴레트-펙카드 사, 미국)를 사용하여 23℃, 상대습도 60%, 인가전압 500 V의 조건 하에서 측정하였다.The specific surface resistance of the Cu-S-metal composite was measured using a specific surface resistance meter (Hewlett-Packard Co., USA) at 23 캜, a relative humidity of 60%, and an applied voltage of 500 V.
7. 전자파 7. Electromagnetic waves 차단성Barrier property 평가 evaluation
일정한 규격으로 시편을 제작하여 Network Analyzer(E5061B, Agilent Technologies Inc., 미국)를 이용하여 30 MHz 내지 3,000 MHz 주파수 범위에서의 차단성을 dB 단위로 측정하여 전자파 차단성을 우수(○), 보통(△), 불량(×)으로 평가하였다:The specimens were fabricated to a uniform size and measured in terms of the shielding properties in the frequency range of 30 MHz to 3,000 MHz in dB units using Network Analyzer (E5061B, Agilent Technologies Inc., USA) △), and defective (×):
우수(○): 30 dB 이상(차단율 97% 이상), 보통(△): 25dB 내지 30 dB 사이(차단율 95% 내지 97%), 불량(×): 25 dB 이하(차단율 95% 이하) .Excellent: 30 dB or more (cut-off rate: 97% or more), normal (△): 25 to 30 dB (cut-off rate: 95% to 97%);
8. 열 8. Column 차단성Barrier property 평가 evaluation
근적외선 분광분석기(Cary 5000, Agilent Technologies Inc., 미국)를 이용하여 800 nm 내지 1,500 nm 파장범위에서의 흡수율을 측정하여 열차단성을 우수(○), 보통(△), 불량(×)으로 평가하였다:Absorbance was measured in a wavelength range of 800 nm to 1,500 nm using a near infrared ray spectroscopic analyzer (Cary 5000, Agilent Technologies Inc., USA), and the heat resistance was evaluated as excellent (?), Normal (?) And poor (x) :
우수(○): 70% 이상, 보통(△): 60% 내지 70% 사이, 불량(×): 60% 이하.
Good: 70% or more, Normal: 60% to 70%, Bad: 60% or less.
[ [ 실시예Example 1] One]
40℃의 온도 조건에서 황화구리 100 g과 황화 나트륨(Na2S) 70 g을 각각 500 mL 수용액에 용해한 다음 1 시간 동안 천천히 혼합 및 교반하면서 Cu:S의 당량비가 0.7인 조건에서 Cu-S계 입자를 합성하였다. 이 때 사용한 수용액은 증류수 80 중량%와 에틸렌글리콜 20 중량%을 혼합하여 제조하였다. 이어서, 상기 Cu-S계 입자는 증류수를 사용하여 3 회 반복 세척하여 입자 표면에 잔존하고 있는 미반응물과 오염물질을 제거하였다. 세척된 입자는 다시 40℃ 온도에서 24 시간 동안 열풍으로 교반하면서 건조시킨 다음 700℃ 온도에서 2 시간 동안 열처리를 실시하였다. 100 g of copper sulfide and 70 g of sodium sulfide (Na 2 S) were dissolved in 500 mL of an aqueous solution under the temperature condition of 40 ° C., and then slowly mixed and stirred for 1 hour to prepare a Cu-S system Particles were synthesized. The aqueous solution used herein was prepared by mixing 80% by weight of distilled water and 20% by weight of ethylene glycol. Subsequently, the Cu-S-based particles were washed three times using distilled water to remove unreacted materials and contaminants remaining on the surface of the particles. The washed particles were again dried at 40 ° C for 24 hours with hot air, and then heat-treated at 700 ° C for 2 hours.
Cu-S-Ag 계 입자를 합성하기 위하여 Cu-S계 입자가 포함된 수용액과 은이 포함된 수용액을 먼저 제조하였다. 열처리를 거친 Cu-S계 입자 46 g을 증류수 500 mL에 넣고 온도 40℃, pH 4의 조건에서 10 분 동안 충분히 교반하여 Cu-S계 입자가 포함된 수용액을 제조하였다. 이어서, 은(Ag) 분체 0.47 g을 질산에 녹인 다음 증류수로 희석하여 pH 4의 500 mL 부피를 갖는 은 수용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 두 종류의 수용액을 천천히 혼합하고 1 시간 동안 교반하면서 은이온과 Cu-S계 입자 간의 반응을 진행하였다. In order to synthesize Cu-S-Ag-based particles, an aqueous solution containing Cu-S-based particles and silver was first prepared. 46 g of Cu-S-based particles subjected to heat treatment were placed in 500 mL of distilled water and sufficiently stirred for 10 minutes at a temperature of 40 캜 and a pH of 4 to prepare an aqueous solution containing Cu-S-based particles. Then, 0.47 g of silver (Ag) powder was dissolved in nitric acid and then diluted with distilled water to prepare a silver solution having a pH of 4 and a volume of 500 mL. The two kinds of aqueous solutions thus prepared were slowly mixed and stirred for 1 hour to allow the reaction between silver ions and Cu-S particles.
반응된 Cu-S-Ag 계 입자는 증류수를 사용하여 3 회 반복적으로 세척하였다. 세척된 입자는 40℃ 온도에서 1 시간 동안 열풍으로 먼저 건조한 다음, 500℃ 온도에서 2 시간 동안 열처리를 하였다. 열처리를 거친 Cu-S-Ag 입자를 질리코늄 비드: 톨루엔: 입자의 중량비율 80: 10: 10의 조건에서 1 시간 동안 습식 분쇄하여 도 3과 같이 평균 218 nm의 크기를 가지는 Cu-S-Ag 복합체를 제조하였다. 도 4는 상기 실시예 1에 의해 제조된 Cu-S-Ag의 주사전자현미경(SEM, JSM-6390A, JEOL, 미국) 이미지로서, 비구형 Cu-S-Ag 복합체가 형성된 것을 알 수 있었다. 도 5는 상기 실시예 1에 따라 제조된 Cu-S-Ag 복합체의 결정구조를 측정한 결과이다. Cu-S계 입자는 28°, 40°, 55°, 및 60°에서 고유 피크를 가지며, 상기 Cu-S계 입자와 결합한 Ag의 결정구조는 10°, 28°, 35°, 및 50°에서 고유 피크를 가진다.The reacted Cu-S-Ag particles were washed three times using distilled water. The washed particles were first dried in hot air at 40 ° C for 1 hour and then heat-treated at 500 ° C for 2 hours. The heat-treated Cu-S-Ag particles were wet pulverized for 1 hour at a weight ratio of zirconium beads: toluene: particles of 80: 10: 10 to obtain Cu-S-Ag having an average size of 218 nm Complex. FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM, JSM-6390A, JEOL, USA) image of Cu-S-Ag prepared by Example 1, showing that an irregular Cu-S-Ag composite was formed. 5 shows the results of measurement of the crystal structure of the Cu-S-Ag composite prepared according to Example 1. FIG. Cu-S-based particles have inherent peaks at 28 °, 40 °, 55 ° and 60 °, and the crystal structure of Ag bonded with the Cu-S-based particles is 10 °, 28 °, 35 °, and 50 ° And has a unique peak.
상기 실시예 1에 따른 Cu-S-Ag 복합체의 밀도는 1.8 g/cm3 이며, Cu:S의 원자비는 1.6, Ag:S의 원자비는 1.7이었다. 또한, 비표면저항값은 0.9 Ω·cm이었고, 밴드갭 에너지는 1.3 eV인 것으로 계산되었다. 더불어, 전자파 차단성은 32 dB, 800 nm 내지 1,500 nm 파장에서의 열 흡수율은 73%로서, 전자파 차단성 및 열 차단성이 우수한 것으로 나타났다.
The Cu-S-Ag composite according to Example 1 had a density of 1.8 g / cm 3 , an atomic ratio of Cu: S of 1.6, and an atomic ratio of Ag: S of 1.7. In addition, the specific surface resistance value was 0.9 Ω · cm, and the band gap energy was calculated to be 1.3 eV. In addition, the electromagnetic wave shielding property was 32 dB, and the heat absorption rate at a wavelength of 800 nm to 1,500 nm was 73%, which showed excellent electromagnetic shielding property and heat shielding property.
[[ 실시예Example 2 내지 5] 2 to 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 Cu-S-금속 복합체를 합성하였으며, 합성 조건에 대하여 [표 1]에 나타냈다. The Cu-S-metal complex was synthesized in the same manner as in Example 1, and the synthesis conditions were shown in Table 1.
실시예 2, 3, 4, 및 5의 전자파 차단성은 각각 31 dB, 30 dB, 31 dB, 및 30 dB로서 우수한 특성을 나타냈으며, 800 nm 내지 1,500 nm 파장에서의 열 흡수율은 각각 74%, 72%, 71%, 및 70%로서 우수한 열 차단성을 나타냈다.The electromagnetic wave shielding properties of Examples 2, 3, 4 and 5 were excellent at 31 dB, 30 dB, 31 dB, and 30 dB, respectively, and the heat absorption rates at wavelengths of 800 nm to 1,500 nm were 74% and 72% %, 71%, and 70%, respectively.
[[ 비교예Comparative Example 1 내지 5] 1 to 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 Cu-S-금속 복합체를 합성하였으며, 본원의 일 구현예에 따른 유기 용매의 농도, Cu-S계 입자의 열처리 온도 및 시간, Cu:S 및 금속:S의 원자비, 및 Cu-S-금속 복합체의 밀도 및 크기 등을 달리하여 실험을 수행하였다. 상기 비교예 1 내지 5의 합성 조건에 대하여 [표 2]에 나타냈다.The Cu-S-metal composite was synthesized in the same manner as in Example 1. The concentration of the organic solvent, the heat treatment temperature and time of Cu-S-based particles, the atomic ratio of Cu: S and metal: S , And the density and size of the Cu-S-metal complex. The synthesis conditions of Comparative Examples 1 to 5 are shown in [Table 2].
비교예 1, 2, 3, 4, 및 5의 전자파 차단성은 각각 20 dB, 18 dB, 18 dB, 18 dB, 및 27 dB로 나타났으며, 800 nm 내지 1,500 nm 파장에서의 흡수율은 각각 52%, 55%, 50%, 51%, 및 65%로 나타났다.The electromagnetic wave shielding properties of Comparative Examples 1, 2, 3, 4 and 5 were 20 dB, 18 dB, 18 dB, 18 dB and 27 dB, respectively. Absorption rates at wavelengths of 800 nm to 1,500 nm were 52% , 55%, 50%, 51%, and 65%, respectively.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100: Cu-S계 입자
200: Cu-S계 층
300: 금속층100: Cu-S-based particles
200: Cu-S-based layer
300: metal layer
Claims (17)
상기 Cu-S계 입자 표면에 형성된 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층; 및,
상기 Cu-S계 층의 외부 표면에 형성된 금속층을 포함하며,
상기 Cu-S계 층은 상기 Cu-S계 입자가 열처리에 의해 변환된 것인,
Cu-S-금속 복합체.
Cu-S-based particles containing Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition;
A Cu-S-based layer having a Cu a S b (1.5 < a / b ? 2.5) composition formed on the surface of the Cu-S based particle; And
And a metal layer formed on an outer surface of the Cu-S-based layer,
Wherein the Cu-S-based layer is formed by converting the Cu-S-based particles by heat treatment,
Cu-S-metal complex.
상기 Cu-S계 입자는 비구형인 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the Cu-S-based particles are non-spherical.
상기 Cu-S계 입자는 0.01 nm 내지 0.5 nm의 크기를 가지는 기공을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the Cu-S-based particles comprise pores having a size of 0.01 nm to 0.5 nm.
상기 금속층은 Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the metal layer comprises a material selected from the group consisting of Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au and combinations thereof.
상기 Cu-S-금속 복합체의 크기는 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the Cu-S-metal composite has a size of 0.1 mu m to 1 mu m.
상기 Cu-S-금속 복합체 중 Cu:S의 원자비는 1.0 내지 2.0인 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the atomic ratio of Cu: S in the Cu-S-metal composite is 1.0 to 2.0.
상기 Cu-S-금속 복합체 중 금속:S의 원자비는 0.5 내지 2.0인 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the atomic ratio of metal to S in the Cu-S-metal composite is 0.5 to 2.0.
상기 Cu-S-금속 복합체의 비표면저항값은 10-1 Ω·cm 내지 102 Ω·cm인 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the specific surface resistance value of the Cu-S-metal composite is 10 < -1 > to 10 < 2 >
상기 Cu-S-금속 복합체의 밀도는 2.0 g/cm3 이하인 것인, Cu-S-금속 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the Cu-S-metal composite has a density of 2.0 g / cm < 3 > or less.
상기 Cu-S계 입자를 열처리하여, 상기 Cu-S계 입자 표면에 CuaSb(1.5<a/b≤2.5) 조성을 포함하는 Cu-S계 층을 형성하는 단계; 및,
상기 Cu-S계 층의 외부 표면에 금속층을 형성하여 Cu-S-금속 복합체를 수득하는 단계
를 포함하며,
상기 Cu-S계 입자 표면의 황은 상기 열처리에 의해 이산화황으로 배출되어 상기 Cu-S계 입자가 상기 Cu-S계 층으로 변환되는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
Reacting an aqueous solution containing a copper ion salt and a sulfur flame to synthesize Cu-S type particles containing Cu x S y (0.8? X / y ? 1.5) composition;
Forming a Cu-S-based layer containing Cu a S b (1.5 < a / b ? 2.5) composition on the surface of the Cu-S based particles by heat treating the Cu-S based particles; And
Forming a metal layer on the outer surface of the Cu-S-based layer to obtain a Cu-S-metal composite
/ RTI >
Wherein the surface of the Cu-S-based particles is discharged to sulfur dioxide by the heat treatment to convert the Cu-S-based particles into the Cu-S-based layer.
상기 구리이온염은 황화구리, 염화제2구리, 질산제2구리, 초산구리, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the copper ion salt is selected from the group consisting of copper sulphide, cupric chloride, cupric nitrate, copper acetate, and combinations thereof.
상기 황화염은 황화나트륨, 황화칼륨, 황화아연, 황화철, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the sulfur flame includes one selected from the group consisting of sodium sulfide, potassium sulfide, zinc sulfide, iron sulfide, and combinations thereof.
상기 금속은 Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the metal comprises a metal selected from the group consisting of Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ag, Pt, Au and combinations thereof. .
상기 수용액은 증류수 및 유기 용매의 중량비가 95:5 내지 50:50인 것을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the aqueous solution comprises distilled water and an organic solvent in a weight ratio of 95: 5 to 50:50.
상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 옥탄올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the organic solvent comprises one selected from the group consisting of ethanol, methanol, isopropanol, ethylene glycol, octanol, and combinations thereof.
상기 열처리는 300℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 수행하는 것인, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the heat treatment is performed in a temperature range of 300 ° C to 800 ° C.
상기 Cu-S계 층의 외부 표면에 금속층을 형성시켜 수득된, 상기 Cu-S-금속 복합체를 분쇄하는 단계를 추가 포함하는, Cu-S-금속 복합체의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising the step of pulverizing the Cu-S-metal composite obtained by forming a metal layer on the outer surface of the Cu-S-based layer.
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|---|---|---|---|---|
| JP2006240900A (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Nagoya Institute Of Technology | Synthetic method for copper sulfide nanoparticle |
| KR101406779B1 (en) | 2013-01-22 | 2014-06-17 | (주)비에스써포트 | Thermoplastic resin fiber having nano particle of conductive copper compound and method of manufacturing the fiber |
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