KR102249422B1 - Porous silver powders and method for preparing the same. - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to porous silver powder and a manufacturing method of the same. More specifically, the present invention is easily manufactured, easily controls a specific surface area and porosity to improve sterilization properties, and improves electric conductivity when the powder is formed in a sintered body at the same time. Therefore, the present invention can reduce a use amount of expensive silver when the present invention is applied to various industrial fields to secure price competitiveness and controls a grain size to prevent absorption to a body to be not harmful to the human body.

Description

다공성 은 분말 및 이의 제조방법{Porous silver powders and method for preparing the same.}Porous silver powders and method for preparing the same.}

본 발명은 다공성 은 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제조가 간단하고, 비표면적 및 공극률의 조절이 용이하여 살균효과를 향상시킬 수 있는 동시에 소결체 등으로 성형되는 경우 전기전도성을 향상시킬 수 있는 등 다양한 산업 분야에 적용시 고가인 은의 사용량을 저감시킬 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있고, 체내에 흡수되지 않도록 입경을 조절할 수 있어 인체에 무해한 다공성 은 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous silver powder and a method for producing the same. More specifically, the present invention is expensive when applied to various industrial fields, such as simple manufacturing, easy control of specific surface area and porosity, improving sterilization effect, and improving electrical conductivity when molded into a sintered body. It is possible to reduce the amount of phosphorus silver to secure price competitiveness, and to adjust the particle size so as not to be absorbed into the body, and thus to a porous silver powder that is harmless to the human body and a method of manufacturing the same.

은(Ag) 분말은 다양한 산업 분야, 예를 들면 태양전지, 반도체 칩 패키지의 접착 소재, 터치 패널 패턴, 자동차 제품 등의 필러 소재, 의료 및 바이오 소재 등으로 각광받고 있다.Silver (Ag) powder is in the spotlight in various industrial fields, for example, as a solar cell, an adhesive material for a semiconductor chip package, a touch panel pattern, a filler material such as automobile products, and a medical and bio material.

특히, 미세 형상의 전자회로를 인쇄하기 위해 은나노 분말이 적용된 나노 잉크의 수요가 크게 증가하고 있는 추세이다. 나노 잉크는 태양광전지, 센서, 터치 스크린, 플렉시블 디스플레이 등의 다양한 용도로 응용되고 있으며, 전도성 잉크, 유전체 잉크(dielectric ink) 등의 형태로 사용된다.In particular, the demand for nano-inks to which silver nano-powder is applied to print microscopic electronic circuits is increasing significantly. Nano ink is used in various applications such as photovoltaic cells, sensors, touch screens, and flexible displays, and is used in the form of conductive ink and dielectric ink.

그러나, 은(Ag)이 포함된 잉크는 여전히 고가의 가격이며, 목표로 하는 성능을 나타내기에는 한계점이 있다. 이에 따라, 은 대신에 저가의 구리를 이용하는 연구가 진행되어 왔으나, 소결 과정에서 구리의 산화를 방지하기 위해 불활성 기체 환경을 유지해야 하는 등 추가적인 공정이 필요하여 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.However, the ink containing silver (Ag) is still a high price, and there is a limit to the target performance. Accordingly, research using low-cost copper instead of silver has been conducted, but there is a problem in that an additional process is required, such as maintaining an inert gas environment to prevent oxidation of copper during sintering, resulting in an increase in manufacturing cost.

한편, 저융점 금속을 이용한 Ag(은)-Sn(주석) 계열의 합금을 이용하여 전도성 페이스트 또는 잉크에 적용시켰으나, Ag-Sn으로 이루어진 금속간 화합물(intermetallic compound)이 형성됨에 따라 전기 전도도를 크게 하락시키는 문제점이 있다.On the other hand, it was applied to a conductive paste or ink using an Ag (silver)-Sn (tin)-based alloy using a low melting point metal, but the electrical conductivity was greatly increased as an intermetallic compound made of Ag-Sn was formed. There is a downside problem.

또한, 은 나노 분말은 공기 중 산소 원자가 은 분말의 표면에 결합하고, 이는 세균의 세포막에 결합하여 세포막을 산화시킴으로써 살균작용을 수행할 수 있다. 그러나, 고가인 은 함량을 높이게 되면 제조 비용이 증가하게 되어 이를 해결하고자 단위 질량 당 은 분말의 표면적을 증가시켜 살균 효과를 효과적으로 증진시키기 위한 연구가 지속되고 있으나 제조공정상 기술적 한계가 있다.In addition, in the silver nano-powder, oxygen atoms in the air bind to the surface of the silver powder, which binds to the cell membrane of bacteria and oxidizes the cell membrane, thereby performing sterilization. However, increasing the expensive silver content increases the manufacturing cost. In order to solve this problem, research to effectively improve the sterilization effect by increasing the surface area of the silver powder per unit mass is ongoing, but there is a technical limitation in the manufacturing process.

한편, 종래 은 나노 분말의 크기는 100나노미터(nm) 미만으로 그 크기가 매우 작게 형성되므로 피부 내 침투시 건강에 악영향을 초래할 수 있으며, 이와 같은 분말 크기로 인해 체내로 흡수된 후 배출되지 않을 가능성이 있어, 은 나노 분말이 특히 의료 또는 바이오 분야에 적용되는 경우 인체 유해성이 문제될 수 있다.On the other hand, since the size of the conventional silver nano powder is less than 100 nanometers (nm), its size is very small, so when it penetrates into the skin, it may adversely affect health. Possibly, when silver nano-powder is applied in medical or bio-fields in particular, human toxicity can be a problem.

따라서, 제조가 간단하고, 비표면적 및 공극률의 조절이 용이하여 살균효과를 향상시킬 수 있는 동시에 소결체 등으로 성형되는 경우 전기전도성을 향상시킬 수 있는 등 다양한 산업 분야에 적용시 고가인 은의 사용량을 저감시킬 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있고, 체내에 흡수되지 않도록 입경을 조절할 수 있어 인체에 무해한 다공성 은 분말 및 이의 제조방법이 요구되고 있다.Therefore, manufacturing is simple, and the sterilization effect can be improved by easy control of the specific surface area and porosity, and the use of expensive silver can be reduced when applied to various industrial fields, such as improving electrical conductivity when molded into a sintered body. It is possible to secure price competitiveness, and because the particle size can be adjusted so that it is not absorbed into the body, there is a demand for a porous silver powder that is harmless to the human body and a method of manufacturing the same.

본 발명은 제조가 간단하고, 비표면적 및 공극률의 조절이 용이하여 살균효과를 향상시킬 수 있는 동시에 소결체 등으로 성형되는 경우 전기전도성을 향상시킬 수 있는 등 다양한 산업 분야에 적용시 고가인 은의 사용량을 저감시킬 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있고, 체내에 흡수되지 않도록 입경을 조절할 수 있어 인체에 무해한 다공성 은 분말 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. The present invention is simple to manufacture, and it is easy to control the specific surface area and porosity, thereby improving the sterilization effect, and at the same time improving the electrical conductivity when it is molded into a sintered body. It is a task to solve the problem of providing a porous silver powder and a method of manufacturing the same, which can be reduced, thereby securing price competitiveness, and adjusting the particle size so that it is not absorbed into the body.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다공성 은 분말로서, 상기 다공성 은 분말의 기공은 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 합금분말을 산 또는 염기성 용액으로 에칭 처리하여 상기 합금원소를 적어도 부분적으로 제거함으로써 형성되는 다공성 은 분말을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a porous silver powder, wherein the pores of the porous silver powder are obtained by etching an alloy powder containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag) with an acid or basic solution. It provides a porous silver powder formed by at least partially removing alloying elements.

여기서, 잔존하는 상기 합금원소의 함량은 상기 다공성 은 분말의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3 중량% 일 수 있다.Here, the content of the alloying element remaining may be 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the porous silver powder.

또한, 상기 합금원소는 규소(Si), 비스무트(Bi), 저마늄(Ge), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 코발트(Co)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the alloying element is from the group consisting of silicon (Si), bismuth (Bi), germanium (Ge), copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr) and cobalt (Co). It may include at least one selected.

그리고, 상기 합금원소는 전이금속원소 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the alloy element may further include one or more of the transition metal elements.

또한, 상기 염기성 용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 암모니아수, 염화아연, 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드 (TMAH, Tetramethylammonium Hydroxide) 및 에틸트리메틸암모늄 하이드로옥사이드 (ETMAH, Ethyltrimethylammonium hydroxide)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, the basic solution is one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, aqueous ammonia, zinc chloride, tetramethylammonium hydroxide (TMAH, Tetramethylammonium Hydroxide) and ethyltrimethylammonium hydroxide (ETMAH, Ethyltrimethylammonium hydroxide). It may include more than one.

한편, 상기 다공성 은 분말의 평균입경(D50)은 100 내지 20,000 나노미터(nm)일 수 있다.Meanwhile, the average particle diameter (D 50 ) of the porous silver powder may be 100 to 20,000 nanometers (nm).

또한, 상기 다공성 은 분말의 공극률이 5 내지 50%이고, 비표면적(BET)이 4.0 내지 8.0m2/g 일 수 있다.In addition, the porous silver powder may have a porosity of 5 to 50% and a specific surface area (BET) of 4.0 to 8.0 m 2 /g.

그리고, 상기 합금분말에 포함된 상기 은(Ag) 및 상기 합금원소의 원자비는 1:9 내지 8:2 일 수 있다.In addition, the atomic ratio of the silver (Ag) and the alloy element contained in the alloy powder may be 1:9 to 8:2.

나아가, 본 발명에 따른 다공성 은 분말을 제조하기 위하여, 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 모합금을 제조하는 단계, 상기 모합금을 용해한 후 급냉 주조하여 합금주물을 제조하는 단계, 상기 합금주물을 합금분말로 분쇄하는 단계, 상기 합금분말을 산 또는 염기성 용액으로 에칭 처리하여 상기 합금원소를 적어도 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 상기 다공성 은 분말의 제조방법을 제공할 수 있다.Further, in order to prepare the porous silver powder according to the present invention, the step of preparing a master alloy containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag), and quenching casting after dissolving the master alloy to produce an alloy casting It is possible to provide a method for producing the porous silver powder comprising the step of, pulverizing the alloy casting into alloy powder, and at least partially removing the alloy element by etching the alloy powder with an acid or basic solution. have.

여기서, 상기 급냉 주조는 용융 방사법(melt spinning)으로 수행되고, 상기 용융 방사법은 평균 냉각 속도가 106 내지 108 °C/sec 일 수 있다.Here, the quenching casting is performed by melt spinning, and the melt spinning method may have an average cooling rate of 10 6 to 10 8 °C/sec.

본 발명에 따른 다공성 은 분말은 특정 합금원소와의 합금 제조가 간단하고, 비표면적 및 공극률의 조절이 용이하여 살균효과를 향상시킬 수 있는 동시에 소결체 등으로 낮은 온도와 낮은 압력에서 성형되는 경우 전기전도성이 향상되는 등 다양한 산업 분야에 적용시 고가인 은의 사용량을 저감시킬 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있고, 체내에 흡수되지 않도록 입경을 조절할 수 있어 인체에 무해한 장점을 지닌다.The porous silver powder according to the present invention is simple to manufacture an alloy with a specific alloying element, and it is easy to control the specific surface area and porosity to improve the sterilization effect, and at the same time, it has electrical conductivity when it is molded into a sintered body at low temperature and low pressure. When applied to various industrial fields such as this improvement, it is possible to reduce the use of expensive silver, thereby securing price competitiveness, and it has the advantage of being harmless to the human body because the particle size can be adjusted so that it is not absorbed into the body.

도 1은 본 발명에 따른 다공성 은 분말의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공성 은 분말을 용융 방사법으로 급냉 주조하기 위한 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 다공성 은 분말을 가스 분무법으로 급냉 주조하기 위한 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 FE-SEM을 이용하여 본 발명에 따른 실시예 1의 다공성 은 분말의 에칭 처리 전후 표면을 관찰한 것이다.
도 5는 FE-SEM을 이용하여 본 발명에 따른 실시예 2의 다공성 은 분말의 에칭 처리 후 표면을 관찰한 것이다.
도 6은 FE-SEM을 이용하여 본 발명에 따른 실시예 3의 다공성 은 분말의 에칭 처리 후 표면을 관찰한 것이다.
도 7은는 FE-SEM을 이용하여 본 발명에 따른 실시예 1의 다공성 은 분말의 에칭 처리 후 단면을 관찰한 것이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a porous silver powder according to the present invention.
2 shows an apparatus for quenching and casting a porous silver powder according to the present invention by a melt spinning method.
3 shows an apparatus for quenching and casting a porous silver powder according to the present invention by a gas spray method.
4 is an observation of the surface before and after etching treatment of the porous silver powder of Example 1 according to the present invention using FE-SEM.
5 is an observation of the surface after etching treatment of the porous silver powder of Example 2 according to the present invention using FE-SEM.
6 is an observation of the surface after etching treatment of the porous silver powder of Example 3 according to the present invention using FE-SEM.
7 is a cross-sectional view of the porous silver powder of Example 1 according to the present invention after etching treatment using FE-SEM.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 발명에 따른 다공성 은(Ag) 분말은 화학적 방법을 이용하여 다공구조를 형성할 수 있다. 즉, 상기 다공성 은 분말은 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 2원계(binary system) 이상의 합금분말로부터 형성되며, 구체적으로 산 용매 또는 염기성 용매, 바람직하게는 염기성 용매 같은 극성 용매를 사용한 상기 합금분말의 에칭(etching) 처리를 통해 상기 합금원소를 적어도 부분적으로 제거하는 방법으로 은 분말의 표면 및 내부에 다수의 기공(pore)을 형성할 수 있다.The porous silver (Ag) powder according to the present invention may form a porous structure using a chemical method. That is, the porous silver powder is formed from a binary system or more alloy powder containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag), and specifically, such as an acid solvent or a basic solvent, preferably a basic solvent. By at least partially removing the alloying element through the etching treatment of the alloy powder using a polar solvent, a plurality of pores can be formed on the surface and inside of the silver powder.

여기서, 상기 다공성 은 분말의 기공 형성 시 수행하는 에칭(etching) 처리는 상기 합금분말에 포함된 합금원소가 산성 용액 또는 염기성 용액에 용해되어 용매로 추출됨에 따라 상기 합금원소가 제거된 부분에 기공이 형성되도록 하는 작업을 의미한다.Here, in the etching treatment performed when forming pores of the porous silver powder, as the alloying element contained in the alloy powder is dissolved in an acidic solution or a basic solution and extracted with a solvent, pores are formed in the portion from which the alloying element is removed. It means the work to be formed.

따라서, 본 발명에 따른 다공성 은(Ag) 분말은 상기 합금분말의 제조시 상기 합금분말에 포함되는 은(Ag) 이외의 합금원소의 함량을 조절하거나 상기 합금분말의 제조를 위한 합금용탕의 냉각시 냉각속도를 조절함으로써 공극률, 즉 상기 다공성 은(Ag) 분말의 전체 체적을 기준으로 공극들이 차지하는 총 체적의 비율을 용이하게 조절할 수 있다.Therefore, the porous silver (Ag) powder according to the present invention controls the content of alloy elements other than silver (Ag) contained in the alloy powder during the manufacture of the alloy powder, or when cooling the molten alloy for the manufacture of the alloy powder. By controlling the cooling rate, it is possible to easily adjust the porosity, that is, the ratio of the total volume occupied by the pores based on the total volume of the porous silver (Ag) powder.

즉, 상기 합금분말에 포함되는 은(Ag) 이외의 합금원소, 즉 에칭 처리에서 용매로 추출됨으로써 제거된 부분에 기공이 형성되는 합금원소의 함량이 클수록 공극률이 증가하고, 또는 상기 합금용탕의 냉각시 냉각속도가 낮을수록 상기 은(Ag) 이외의 합금원소에 의한 결정립이 성장하여 에칭 처리시 이러한 합금원소가 제거됨에 따라 공극률이 증가하게 된다.That is, as the content of alloying elements other than silver (Ag) contained in the alloy powder, that is, alloying elements in which pores are formed in portions removed by extraction with a solvent in etching treatment, increases, the porosity increases, or cooling of the molten alloy When the cooling rate is lowered, grains of alloy elements other than silver (Ag) grow, and the porosity increases as these alloy elements are removed during etching.

구체적으로, 본 발명에 따른 다공성 은(Ag) 분말은 공극률이 5 내지 50%이고, 특히 이에 따라 비표면적(BET)이 4.0 내지 8.0m2/g, 바람직하게는 5.0 내지 6.0 m2/g일 수 있다. 여기서, 상기 공극률이 5% 미만인 경우 상기 다공성 은(Ag) 분말의 표면적이 불충분하여 살균, 항균, 항곰팡이, 항바이러스 효능 등이 불충분할 수 있는 동시에 상기 다공성 은(Ag) 분말로부터 소결체 등을 형성하는 경우 다공성 은 분말의 표면적 감소에 따른 표면 에너지 감소로 금속의 융점이 증가하여 상대적으로 고압 및 고온, 예를 들어 300°C 초과 온도에서의 소결 공정이 요구되어 제조시간 및 제조비용이 증가하는 문제가 있다.Specifically, the porosity according to the present invention (Ag) powder, and porosity of 5 to 50%, especially Accordingly a specific surface area (BET) is from 4.0 to 8.0m 2 / g, preferably 5.0 to 6.0 m 2 / g one I can. Here, when the porosity is less than 5%, the surface area of the porous silver (Ag) powder is insufficient, so that sterilization, antibacterial, antifungal, and antiviral efficacy may be insufficient, and at the same time, a sintered body or the like is formed from the porous silver (Ag) powder In this case, the melting point of the metal increases due to the decrease in surface energy due to the decrease in the surface area of the porous silver powder, requiring a sintering process at a relatively high pressure and high temperature, for example, at a temperature exceeding 300°C, which increases the manufacturing time and manufacturing cost. There is.

또한, 상기 공극률이 50% 초과인 경우 상기 다공성 은(Ag) 분말의 형상을 유지하기 어렵고, 오히려 은(Ag) 함량의 저하로 살균효능, 전기전도성 등이 저하되는 문제가 있다.In addition, when the porosity is more than 50%, it is difficult to maintain the shape of the porous silver (Ag) powder, and rather, there is a problem in that sterilization efficiency and electrical conductivity are lowered due to a decrease in the silver (Ag) content.

한편, 본 발명에 따른 다공성 은 분말은 에칭 처리시 상기 합금원소가 일부 잔존할 수 있고, 이렇게 잔존하는 합금원소는 상기 다공성 은 분말의 일부 물성을 향상시킬 수 있으며, 이의 함량은 상기 다공성 은 분말의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3 중량%가 되도록 구성할 수 있다.Meanwhile, in the porous silver powder according to the present invention, some of the alloying elements may remain during the etching treatment, and the remaining alloying elements may improve some physical properties of the porous silver powder. It can be configured to be 0.5 to 3% by weight based on the total weight.

구체적으로, 잔존하는 상기 합금원소는 상기 다공성 은 분말의 전위밀도를 향상시켜 상기 다공성 은 분말의 강도, 내구성 등의 기계적 특성을 전체적으로 향상시켜 상기 다공성 은 분말의 형상을 장기간 유지시키는 효과를 나타낼 수 있어, 잔존하는 상기 합금원소의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우 상기 합금원소에 의한 추가적인 기계적 특성의 향상을 기대하기 어려운 반면, 3 중량% 초과인 경우 상기 다공성 은 분말의 전기전도도 특성을 저해하고 융점이 상승하여 소결 공정 비용이 상승한다.Specifically, the remaining alloying element can exhibit an effect of maintaining the shape of the porous silver powder for a long time by improving the dislocation density of the porous silver powder as a whole to improve mechanical properties such as strength and durability of the porous silver powder. , When the content of the remaining alloying element is less than 0.5% by weight, it is difficult to expect additional mechanical properties to be improved by the alloying element, whereas when it is more than 3% by weight, the porous silver powder impairs the electrical conductivity characteristics and increases the melting point. This increases the cost of the sintering process.

상기 다공성 은 분말을 형성하는 에칭 처리 전의 합금분말에 포함된 상기 은(Ag)과 상기 합금원소는 1 : 9 내지 8 : 2 원자비(atom percent, at%)로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 은(Ag)과 상기 합금원소가 2 : 8 내지 6 : 4 원자비로 구성될 수 있다.The silver (Ag) and the alloying element contained in the alloy powder before the etching treatment to form the porous silver powder may be composed of an atomic ratio (atom percent, at%) of 1: 9 to 8: 2, preferably The silver (Ag) and the alloy element may be composed of an atomic ratio of 2:8 to 6:4.

상기 합금분말의 총 원자량을 10으로 가정하였을 때 상기 은(Ag)의 원자량이 1 미만인 경우, 합금원소의 함량이 은 함량에 비해 높아지면서 에칭에 의해 제거되는 합금원소의 양이 증가함에 따라 에칭 처리 이후의 다공성 은 분말의 형상 유지가 어렵다는 문제가 있는 반면, 상기 합금분말의 총 원자량을 10으로 가정하였을 때 상기 은(Ag)의 원자량이 8을 초과하는 경우, 에칭에 의해 제거되는 합금원소의 양이 감소함에 따라 다공성 은 분말에 형성되는 기공의 공극률이 감소하여 상기 다공성 은 분말의 살균효과 및 이로부터 제조되는 소결체 등의 전기전도도 등이 불충분하게 발현될 수 있는 문제가 있다.When the total atomic weight of the alloy powder is assumed to be 10, when the atomic weight of silver (Ag) is less than 1, the content of the alloying element increases compared to the silver content, and the etching treatment increases as the amount of alloying elements removed by etching increases. While there is a problem that it is difficult to maintain the shape of the porous silver powder afterwards, when the atomic weight of the silver (Ag) exceeds 8 assuming that the total atomic weight of the alloy powder is 10, the amount of alloying elements removed by etching As this decreases, the porosity of the pores formed in the porous silver powder decreases, so that the sterilizing effect of the porous silver powder and the electrical conductivity of the sintered body manufactured therefrom may be insufficiently expressed.

상기 합금분말을 구성하는 상기 합금원소는 은(Ag)과 결합 반응하여 금속간 화합물(intermetallic compound)을 형성하지 않는 원소로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 합금원소는 규소(Si), 비스무트(Bi), 저마늄(Ge), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 코발트(Co)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 제조시 분쇄의 용이성을 위해 취성(brittleness)이 우수한 규소(Si), 비스무트(Bi), 저마늄(Ge) 등을 선택하여 사용할 수 있다. The alloying element constituting the alloy powder may be formed of an element that does not form an intermetallic compound by bonding reaction with silver (Ag). Specifically, the alloying element is a group consisting of silicon (Si), bismuth (Bi), germanium (Ge), copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr) and cobalt (Co) It may include at least one selected from, and preferably, silicon (Si), bismuth (Bi), germanium (Ge), and the like having excellent brittleness may be selected and used for ease of pulverization during manufacture.

또한, 상기 합금원소는 전이금속원소 중 하나 이상이 추가로 포함될 수 있고, 상기 전이금속원소는 원소 주기율표에서 4~7 주기 및 3~12족 원소로부터 선택 가능하며, 바람직하게는 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 크로뮴(Cr) 등이 사용될 수 있다. 상기 전이금속원소는 상기 은(Ag)의 살균효능, 전기전도성 등을 추가로 향상시킬 수 있다.In addition, the alloy element may further include one or more of the transition metal elements, the transition metal element can be selected from 4 to 7 periods and 3 to 12 elements in the periodic table of elements, preferably scandium (Sc), Titanium (Ti), chromium (Cr), or the like may be used. The transition metal element may further improve the sterilizing effect and electrical conductivity of the silver (Ag).

상기 극성 용매로서 산 용매는 인산(H3PO4) 용액, 황산(H2SO4) 용액, 초산(CH3COOH) 용액 및 불산(HF) 용액 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 극성 용매로서 염기성 용매는 수산화나트륨(NaOH) 용액, 수산화칼륨(KOH) 용액, 수산화리튬(LiOH) 용액, 사이안화나트륨(NaCN) 용액, 황화나트륨(Na2S) 용액, 수산화암모늄(NH4OH) 용액, 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드 용액(TMAH), 에틸트리메틸암모늄 하이드로옥사이드(ETMAH)용액, 암모니아(NH3)수 용액 및 염화아연(ZnCl) 용액 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상대적으로 독성이 적고 잔류성이 낮은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 산 용매 또는 염기성 용매는 효율적인 용매 추출을 위해 증류수에 희석된 상태로 사용될 수 있다.As the polar solvent, the acid solvent may include at least one of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution, acetic acid (CH 3 COOH) solution, and hydrofluoric acid (HF) solution. In addition, the basic solvent as the polar solvent is sodium hydroxide (NaOH) solution, potassium hydroxide (KOH) solution, lithium hydroxide (LiOH) solution, sodium cyanide (NaCN) solution, sodium sulfide (Na 2 S) solution, ammonium hydroxide ( NH 4 OH) solution, tetramethyl ammonium hydroxide solution (TMAH), ethyl trimethyl ammonium hydroxide (ETMAH) solution, ammonia (NH 3 ) aqueous solution, and zinc chloride (ZnCl) solution, Preferably, sodium hydroxide or potassium hydroxide having relatively low toxicity and low persistence may be selected and used. The acid solvent or basic solvent may be used in a diluted state in distilled water for efficient solvent extraction.

본 발명에 따른 다공성 은 분말의 평균 입경(D50)은 100 내지 20,000 나노미터(nm), 바람직하게는 300 내지 3,000 나노미터(nm)로 이루어짐으로써, 특히 전자 잉크 소재에 적용하기가 적합하도록 구성될 수 있다. The average particle diameter (D 50 ) of the porous silver powder according to the present invention is composed of 100 to 20,000 nanometers (nm), preferably 300 to 3,000 nanometers (nm), so that it is particularly suitable for application to electronic ink materials. Can be.

여기서, 상기 평균 입경(D50)은 다공성 은 분말의 체적을 기준으로, 분말의 입경(직경) 분포의 50% 기준에서의 입경으로 정의된 것으로, 상기 다공성 분말의 평균 입경은 예를 들어 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정될 수 있다.Here, the average particle diameter (D 50 ) is defined as a particle diameter based on 50% of the particle diameter (diameter) distribution of the powder, based on the volume of the porous silver powder, and the average particle diameter of the porous powder is, for example, laser diffraction. It can be measured using the laser diffraction method.

한편, 종래의 은 분말은 입경이 주로 100nm 미만으로 형성되었으나, 이와 같은 작은 입경으로 인해 은 분말이 피부 세포 내부로 흡수 시 배출되기가 어렵고, 혈소판의 응집을 촉진하여 심혈관 질환을 발생시키는 등 인체에 유해하게 작용하여 바이오 산업 및 의료 분야에 활용되기가 어려운 문제가 있었다.On the other hand, the conventional silver powder was mainly formed with a particle diameter of less than 100 nm, but due to such a small particle diameter, it is difficult to discharge when the silver powder is absorbed into the skin cells, and it promotes the aggregation of platelets to cause cardiovascular disease. Since it acts harmfully, there is a problem that it is difficult to be used in the bio industry and medical fields.

그러나, 본 발명에 따른 다공성 분말은 평균 입경이 100nm 이상, 바람직하게는 1,000nm 이상이 되도록 분말 크기를 조절 가능함으로써 상기 다공성 은 분말이 피부를 통해 흡수되는 현상을 방지하고, 또한 은 분말이 호흡기를 통해 체내로 흡수되더라도 인체 외부로 배출이 용이하여 인체에 무해하게 작용할 만큼의 안전성이 확보될 수 있다.However, the porous powder according to the present invention prevents the phenomenon that the porous silver powder is absorbed through the skin by adjusting the powder size so that the average particle diameter is 100 nm or more, preferably 1,000 nm or more, and the silver powder Even if it is absorbed into the body, it can be easily discharged to the outside of the body, and thus safety enough to act harmlessly to the human body can be secured.

본 발명에 따른 다공성 은 분말의 평균 기공 크기는 10 내지 1,000nm, 바람직하게는 1 내지 500nm인 기공이 형성될 수 있으며, 에칭 처리된 상기 다공성 은 분말은 대부분 평균 입경이 100nm 이하의 노나기공이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 여기서, 상기 다공성 은 분말에 형성된 기공의 평균 입경은 에칭에 의해 제거된 상기 합금원소의 평균 입경과 동일하거나 극히 유사할 수 있다.The average pore size of the porous silver powder according to the present invention may be 10 to 1,000 nm, preferably 1 to 500 nm, and most of the etched porous silver powders have nona pores having an average particle diameter of 100 nm or less. I was able to confirm it. Here, the average particle diameter of the pores formed in the porous silver powder may be the same as or extremely similar to the average particle diameter of the alloy element removed by etching.

도 1은 본 발명에 따른 다공성 은 분말의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a porous silver powder according to the present invention.

본 발명의 다공성 은 분말의 제조 방법은 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 모합금을 제조하는 단계(S110), 상기 모합금을 용해한 후 급냉 주조하여 합금주물을 제조하는 단계(S120), 상기 합금주물을 합금분말로 분쇄하는 단계(S130) 및 상기 합금분말을 산 또는 염기성 용매로 에칭 처리하여 상기 합금원소를 적어도 부분적으로 제거하는 단계(S140)를 포함한다.The manufacturing method of the porous silver powder of the present invention comprises the steps of preparing a master alloy containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag) (S110), dissolving the master alloy and then quenching casting to produce an alloy casting. Step (S120), the step of pulverizing the alloy cast into an alloy powder (S130), and a step (S140) of at least partially removing the alloy element by etching the alloy powder with an acid or a basic solvent.

상기 모합금을 제조하는 단계(S110)에서 은(Ag) 및 상기 합금원소를 혼합 후 용해하여 모합금을 제조할 수 있다. 상기 혼합하는 과정에서 은(Ag)과 상기 합금원소는 전술한 바와 같이 원자비가 1 : 9 내지 8 : 2가 되도록 전자 저울로 칭량된 이후에 용해하여 균일한 조성의 모합금을 주조할 수 있다.In the step of preparing the master alloy (S110), silver (Ag) and the alloy element may be mixed and dissolved to prepare a master alloy. In the mixing process, silver (Ag) and the alloy element are weighed with an electronic balance such that the atomic ratio is 1:9 to 8:2 as described above, and then dissolved to cast a master alloy having a uniform composition.

상기 모합금을 제조하는 단계(S110)에서 은(Ag)과 혼합되는 상기 합금원소로서 규소(Si)를 선택할 수 있다. 한편, 은(Ag)의 융점(melting point)은 약 961도(°C)이고, 상기 규소(Si)의 융점은 약 1,414도(°C)로, 은(Ag) 및 규소(Si)은 약 450도(°C)의 융점 차이가 존재한다.Silicon (Si) may be selected as the alloying element mixed with silver (Ag) in the step S110 of manufacturing the master alloy. Meanwhile, the melting point of silver (Ag) is about 961 degrees (°C), the melting point of silicon (Si) is about 1,414 degrees (°C), and silver (Ag) and silicon (Si) are about There is a difference in melting point of 450 degrees (°C).

따라서, 은(Ag)과 규소(Si)를 단일 용기에 동시에 투입하여 용해를 수행하는 경우, 상대적으로 융점이 낮은 은(Ag)은 용이하게 용해되는 반면 상대적으로 융점이 높은 규소(Si)는 완전히 용해되기까지 많은 에너지가 소요된다. 이로 인해, 먼저 용해되는 은(Ag)이 휘발 또는 승화함에 따라 상기 합금원소를 구성하는 은(Ag) 및 규소(Si)의 원자비가 변화하므로 균일한 조성을 지닌 모합금을 제조하기가 어렵다는 문제가 있다.Therefore, when dissolution is performed by simultaneously adding silver (Ag) and silicon (Si) to a single container, silver (Ag) having a relatively low melting point is easily dissolved, while silicon (Si) having a relatively high melting point is completely It takes a lot of energy to dissolve. Therefore, there is a problem that it is difficult to manufacture a master alloy having a uniform composition because the atomic ratio of silver (Ag) and silicon (Si) constituting the alloy element changes as the first dissolved silver (Ag) volatilizes or sublimates. .

따라서, 상기 모합금을 제조하는 단계(S110)에서 상기 합금원소를 균일하고 산화가 되지 않는 용해를 위하여 진공 후 아르곤(Ar) 등의 비활성 기체를 주입하여 불활성 분위기를 조성한 후, 진공 아크(Vacuum Arc) 또는 진공 유도 용해로(VIM; Vacuum Induction Melting) 등의 주조 장비를 사용하여 모합금 주조를 수행할 수 있다. 또한 에너지 절감을 위해 용해된 합금을 모합금 상태로 응고시키지 않고 다음 단계(S120)에 직접 투입할 수 있다.Therefore, in the step of manufacturing the master alloy (S110), for uniform and non-oxidizing dissolution of the alloy element, after vacuum, an inert gas such as argon (Ar) is injected to create an inert atmosphere, and then vacuum arc (Vacuum Arc). ) Or using a casting equipment such as a vacuum induction melting furnace (VIM; Vacuum Induction Melting) to perform the master alloy casting. In addition, for energy saving, the molten alloy may be directly injected into the next step (S120) without solidifying it into a master alloy state.

이어, 상기 합금주물을 제조하는 단계(S120)는 상기 모합금을 제조하는 단계(S110)에서 제조된 모합금을 용해한 후 급냉 주조(rapid solidification)하여 합금주물을 제조하는 단계이다. 여기서 상기 급냉 주조는 평균 냉각 속도가 빠르기 때문에, 합금 용탕이 급속 냉각됨에 따라 일부 합금원소의 결정이 성장하는 현상을 최대한 억제함으로써 나노복합 구조의 다공성 은 분말을 제조하는데 효과적이다.Subsequently, the step of manufacturing the alloy casting (S120) is a step of dissolving the mother alloy prepared in the step of manufacturing the mother alloy (S110) and then rapid solidification to produce an alloy casting. Here, since the quenching casting has a high average cooling rate, it is effective to manufacture a porous silver powder having a nanocomposite structure by suppressing the growth of crystals of some alloying elements as much as possible as the molten alloy is rapidly cooled.

상기 합금주물을 제조하는 단계(S120)에서 급냉 주조는 평균 냉각 속도가 106~108 °C/sec인 용융 방사법(melting spinning)으로 수행되거나, 또는 평균 냉각 속도가 103~106 °C/sec인 가스 분무법(gas atomization)으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 용탕상태의 합금이 응고되는 과정에서 결정 성장을 효과적으로 억제하기 위하여 냉각 속도가 더욱 빠른 용융 방사법(melting spinning)으로 수행될 수 있다.In the step of manufacturing the alloy casting (S120), the quenching casting is performed by melting spinning with an average cooling rate of 10 6 ~10 8 °C/sec, or an average cooling rate of 10 3 ~10 6 °C. /sec may be performed by gas atomization, and preferably, in order to effectively suppress crystal growth in the process of solidifying the molten alloy, it may be performed by melting spinning with a faster cooling rate. .

도 2는 본 발명에 따른 다공성 은 분말을 용융 방사법으로 급냉 주조하기 위한 장치를 나타낸 것이다.2 shows an apparatus for quenching and casting a porous silver powder according to the present invention by a melt spinning method.

상기 용융 방사법은 일반적인 금속 주조법과 달리 액상에서 고상으로의 냉각 속도가 106~108 °C/sec로 매우 빠른 것이 특징이며, 이 경우, 급냉 주조과정에서 고상의 핵 생성이 촉진되어 고상으로 상변화가 신속하게 완료된다.The melt spinning method is characterized in that the cooling rate from the liquid phase to the solid phase is very fast, 10 6 ~10 8 °C/sec, unlike the general metal casting method.In this case, the solid phase nucleation is promoted during the quenching casting process and The change is completed quickly.

상기 용융 방사법으로 제조된 합금주물은 두께가 극히 얇고 일정한 폭을 지닌 리본 형태로 제조될 수 있으며, 상기 합금주물의 미세구조는 나노 구조이거나 비정질 구조일 수 있다. The alloy casting manufactured by the melt spinning method may be manufactured in the form of a ribbon having an extremely thin thickness and a constant width, and the microstructure of the alloy casting may be a nano structure or an amorphous structure.

도 3은 본 발명에 따른 다공성 은 분말을 가스 분무법으로 급냉 주조하기 위한 장치를 나타낸 것이다.3 shows an apparatus for quenching and casting a porous silver powder according to the present invention by a gas spray method.

상기 가스 분무법은 가스 압축기에서 압축된 가스를 노즐을 통해 분사함으로써, 오리피스(orifice)를 통과하는 합금 용탕이 분말화 되는 공정이다. 가스 분무법에 의해 제조된 분말은 균일한 입도(ex; 평균 입경 1~50㎛)를 갖는 구형의 분말일 수 있으며, 유동성이 우수하며 다른 소재의 분말 및 수지(resin)와의 혼합이 용이하고, 상기 용융 방사법과는 달리 분말화 공정을 통하여 상기 합금분말로 분쇄하는 단계(S130)가 생략될 수 있다.The gas atomization method is a process in which a molten alloy passing through an orifice is pulverized by injecting a gas compressed by a gas compressor through a nozzle. The powder produced by the gas atomization method may be a spherical powder having a uniform particle size (ex; average particle diameter 1 to 50 μm), has excellent fluidity, and is easy to mix with powders and resins of other materials. Unlike the melt spinning method, the step of pulverizing into the alloy powder through a powdering process (S130) may be omitted.

상기 합금분말로 분쇄하는 단계(S130)는 상기 합금주물을 제조하는 단계(S120)에서 상기 용융 방사법을 통해 급냉 주조된 합금주물을 기계적 분쇄하여 합금분말로 제조하는 단계이다.The step of pulverizing the alloy powder (S130) is a step of mechanically pulverizing the alloy casting cast through the melt spinning method in the step of manufacturing the alloy casting (S120) to produce an alloy powder.

상기 합금분말로 분쇄하는 단계(S130)는 상기 합금주물을 페인트 쉐이커(paint shaker) 또는 핀 크러쉬(pin crush) 등을 이용하여 1차 분쇄하여 5 내지 50㎛의 평균 입경을 갖는 합금분말을 제조할 수 있다.In the step of pulverizing the alloy powder (S130), the alloy casting is first pulverized using a paint shaker or pin crush to prepare an alloy powder having an average particle diameter of 5 to 50 μm. I can.

또한, 상기 1차 분쇄된 상기 합금분말은 다시 건식 또는 습식 방식으로 2차 분쇄되어 더욱 미세한 분말로 제조될 수 있다. 여기서, 건식 방식은 충격식 기류분금 분쇄기(Air Classifier Mill) 등을 이용하여 상기 합금분말을 고속의 기체 기류에 공급하여 블레이드 등에 충돌시켜 분쇄하는 방법이고, 상기 습식 방법은 비드밀(Bead Mill) 등을 이용하여 물 또는 유기성 용매에 0.1~0.5Φ 세라믹 볼을 용기에 투입하고 회전부의 기동 시 전단력을 이용하여 상기 합금분말을 분쇄하는 방법이다.In addition, the first pulverized alloy powder may be further pulverized in a dry or wet method to obtain a finer powder. Here, the dry method is a method in which the alloy powder is supplied to a high-speed gas stream using an impact type air classifier mill, etc., and crushed by colliding with a blade, etc., and the wet method is a bead mill, etc. This is a method of pulverizing the alloy powder by using the shear force when the rotating part is started by putting 0.1~0.5Φ ceramic balls in water or organic solvent into the container.

다음으로, 상기 합금분말로 분쇄하는 단계(S130)를 통해 최종적으로 분쇄된 합금분말은 상기 합금원소를 제거하는 단계(S140)에서 산 또는 염기성 용매로 에칭 처리되는 동안 상기 합금원소가 적어도 부분적으로 제거된다. 상기 에칭 처리는 약 30분 내지 5시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Next, the alloy powder finally pulverized through the pulverization step (S130) into the alloy powder is at least partially removed during the etching treatment with an acid or a basic solvent in the step (S140) of removing the alloy element. do. The etching treatment may be performed for about 30 minutes to 5 hours, but is not limited thereto.

상기 합금원소를 제거하는 단계(S140)에서 상기 합금원소가 제거된 부분에 기공이 형성되어 본 발명에 따른 다공성 은 분말이 제조될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 최종 제조되는 상기 다공성 은 분말은 평균 입경(D50)이 100 내지 20,000 나노미터(nm)로, 상기 범위 내에서 적용되는 분야에 따라 입경이 자유롭게 조절될 수 있고, 공극률이 5 내지 50%이며, 비표면적(BET)이 4.0 내지 8.0 m2/g일 수 있다.In the step of removing the alloying element (S140), pores are formed in the portion from which the alloying element is removed, so that the porous silver powder according to the present invention can be prepared. The particle diameter (D 50 ) is 100 to 20,000 nanometers (nm), the particle diameter can be freely adjusted according to the field applied within the above range, the porosity is 5 to 50%, and the specific surface area (BET) is 4.0 to 8.0 It may be m 2 /g.

이와 같이 상기 다공성 은 분말 및 이의 제조방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.As described above, a detailed example of the porous silver powder and its manufacturing method is as follows.

1. 다공성 은 분말의 제조예1. Preparation Example of Porous Silver Powder

실시예 1Example 1

은(Ag) : 실리콘(Si) = 0.67 : 1의 원자비로 혼합한 후 대략 1500℃에서 용해하여 모합금을 제조하였다. 용융 방사법(melt spinning)을 이용하여 상기 모합금을 용해한 후 급냉 주조하고, 합금주물을 제조하였다. 다음으로, 페인트 쉐이커(paint shaker)를 이용하여 기계적 분쇄를 수행한 후 평균 입경(D50) 10㎛인 합금분말을 제조하였다.After mixing at an atomic ratio of silver (Ag): silicon (Si) = 0.67:1, it was dissolved at approximately 1500°C to prepare a master alloy. After dissolving the master alloy using melt spinning, it was quenched and cast to prepare an alloy casting. Next, after mechanical pulverization was performed using a paint shaker , an alloy powder having an average particle diameter (D 50 ) of 10 μm was prepared.

증류수 100mL와 NaOH 25g을 혼합한 후 60℃에서 가열하였다. 가열된 염기성 용액에 상기 합금분말을 첨가하고 실리콘(Si)을 제거함으로써 다공성 은 분말을 제조하였다.After mixing 100 mL of distilled water and 25 g of NaOH, it was heated at 60°C. Porous silver powder was prepared by adding the alloy powder to the heated basic solution and removing silicon (Si).

실시예 2Example 2

은(Ag) : 실리콘(Si) = 0.43 : 1의 원자비로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 다공성 은 분말을 제조하였다. A porous silver powder was prepared under the same conditions as in Example 1, except that silver (Ag): silicon (Si) = 0.43: 1 was mixed at an atomic ratio of 1.

실시예 3Example 3

은(Ag) : 실리콘(Si) = 0.25 : 1의 원자비로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 다공성 은 분말을 제조하였다.A porous silver powder was prepared under the same conditions as in Example 1, except for mixing at an atomic ratio of silver (Ag): silicon (Si) = 0.25:1.

2. 물성 평가 방법 및 그 결과2. Physical property evaluation method and results

도 4(a) 및 (b)는 FE-SEM을 이용하여 실시예 1의 에칭 처리 전후 분말 표면을 관찰한 것이고, 도 5(a) 및 (b)는 실시예 2의 에칭 처리 후 분말 표면을 관찰한 것이고, 도 6(a) 및 (b)는 실시예 3의 에칭 처리 후 분말 표면을 관찰한 것이고, 도 7(a) 및 (b)는 실시예 1의 에칭 처리 후 분말 단면을 관찰한 것이다.4(a) and (b) are observations of the powder surface before and after the etching treatment of Example 1 using FE-SEM, and FIGS. 5(a) and (b) show the powder surface after the etching treatment of Example 2 6 (a) and (b) are observations of the powder surface after the etching treatment of Example 3, and Figures 7 (a) and (b) are observations of the powder cross-section after the etching treatment of Example 1. will be.

도 4 내지 5를 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2에서 수산화나트륨 용액으로 합금분말을 에칭 및 세척함으로써, Si는 거의 제거되고 Ag만 남아있는 다공성 은 분말을 확인할 수 있다.4 to 5, by etching and washing the alloy powder with sodium hydroxide solution in Examples 1 and 2, it is possible to confirm the porous silver powder in which Si is almost removed and only Ag remains.

도 6은 FE-SEM을 이용하여, 본 발명에 따른 실시예 3의 다공성 은 분말의 표면을 관찰한 사진이다. 도 6을 참조하면, 실시예 3에서 수산화칼륨 용액으로 분말을 에칭 및 세척함으로써, 규소(Si)는 적어도 일부 제거되고 은(Ag)만 남아있는 다공성 은 분말을 확인할 수 있다.6 is a photograph of observing the surface of the porous silver powder of Example 3 according to the present invention using FE-SEM. Referring to FIG. 6, by etching and washing the powder with a potassium hydroxide solution in Example 3, at least a part of silicon (Si) is removed and only silver (Ag) remains, it is possible to confirm the porous silver powder.

도 7은 FE-SEM을 이용하여, 본 발명에 따른 실시예 1의 다공성 은 분말의 단면을 관찰한 사진이다. 도 7을 참조하면, 실시예 1에서 수산화나트륨 용액으로 분말을 에칭 및 세척함으로써, 은(Ag) 분말 내부에서도 규소(Si)가 거의 제거되고 은(Ag)만 남아있는 다공성 은 분말을 확인할 수 있다.7 is a photograph of observing the cross section of the porous silver powder of Example 1 according to the present invention using FE-SEM. Referring to FIG. 7, by etching and washing the powder with sodium hydroxide solution in Example 1, it is possible to confirm a porous silver powder in which silicon (Si) is almost removed and only silver (Ag) remains in the silver (Ag) powder. .

도 4 내지 7에 따른 결과를 통해, 본 발명에 따른 다공성 은 분말의 제조방법은 급냉 주조 및 에칭 처리 단계를 통해 제조되는 다공성 은 분말이 비교적 넓은 비표면적 및 공극률을 지니게 되어 적은 함량만으로 우수한 살균효능 및 소결체 등으로 제조시 우수한 전기 전도성을 나타내는 것으로 기대된다.From the results shown in Figs. 4 to 7, the method of manufacturing the porous silver powder according to the present invention has a relatively large specific surface area and porosity, so that the porous silver powder produced through the rapid cooling casting and etching treatment steps has excellent sterilization effect with only a small content. And it is expected to exhibit excellent electrical conductivity when manufactured with a sintered body or the like.

구체적으로, 종래 은나노 분말은 도전성 페이스트, 접착제 또는 잉크에 60% 이상 포함되어 전자파차폐 특성이 나타내었으나, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 다공성 은 분말은 35%만 포함되어도 60db의 높은 전자파차폐 특성을 나타낼 것으로 기대되므로 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 나타낼 수 있다. Specifically, the conventional silver nano powder was contained in a conductive paste, adhesive, or ink at least 60% to exhibit electromagnetic wave shielding properties, but the porous silver powder of Examples 1 to 3 according to the present invention had a high electromagnetic wave shielding of 60db even if only 35% was included. Since it is expected to exhibit characteristics, it can exhibit the effect of reducing manufacturing cost.

이와 더불어, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 다공성 은 분말은 대장균 및 황색포도상구균에 대하여 약 1시간 동안 진행한 살균 테스트 결과 상기 두 균이 모두 99.9% 이상 제거되었으며, 이를 통해 상기 다공성 은 분말의 살균, 항균, 항곰팡이, 항바이러스 효능을 확인할 수 있었다.In addition, as a result of a sterilization test conducted for about 1 hour for E. coli and Staphylococcus aureus, the porous silver powders of Examples 1 to 3 according to the present invention were both removed by 99.9% or more, through which the porous silver powder Sterilization, antibacterial, antifungal, and antiviral efficacy of

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims described below. You will be able to do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be seen that all are included in the technical scope of the present invention.

Claims (10)

다공성 은 분말로서,
상기 다공성 은 분말의 기공은 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 합금분말을 산 또는 염기성 용액으로 에칭 처리하여 상기 합금원소를 부분적으로 제거함으로써 형성되고,
잔존하는 상기 합금원소의 함량은 상기 다공성 은 분말의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3 중량%이며,
상기 다공성 은 분말의 공극률은 5 내지 50%이며, 비표면적(BET)은 4.0 내지 8.0 m2/g인 것을 특징으로 하는 다공성 은 분말.As a porous silver powder,
The pores of the porous silver powder are formed by partially removing the alloying elements by etching an alloy powder containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag) with an acid or basic solution,
The content of the alloying element remaining is 0.5 to 3% by weight based on the total weight of the porous silver powder,
The porous silver powder has a porosity of 5 to 50%, and a specific surface area (BET) of 4.0 to 8.0 m 2 /g. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 합금원소는 규소(Si), 비스무트(Bi), 저마늄(Ge), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 코발트(Co)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다공성 은 분말.The method of claim 1,
The alloying element is 1 selected from the group consisting of silicon (Si), bismuth (Bi), germanium (Ge), copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr) and cobalt (Co). It characterized in that it contains more than a species, porous silver powder. 제3항에 있어서,
상기 합금원소는 전이금속원소 중 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 다공성 은 분말.The method of claim 3,
The alloying element is characterized in that it further comprises at least one of the transition metal elements, porous silver powder. 제1항에 있어서,
상기 염기성 용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 암모니아수, 염화아연 및 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드(TMAH), 에틸트리메틸암모늄 하이드로옥사이드(ETMAH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다공성 은 분말.The method of claim 1,
The basic solution comprises at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, aqueous ammonia, zinc chloride and tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and ethyltrimethylammonium hydroxide (ETMAH). , Porous silver powder. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 합금분말에 포함된 상기 은(Ag) 및 상기 합금원소의 원자비는 1 : 9 내지 8 : 2 인 것을 특징으로 하는, 다공성 은 분말.The method of claim 1,
The atomic ratio of the silver (Ag) and the alloy element contained in the alloy powder is 1: 9 to 8: 2, characterized in that, porous silver powder. 은(Ag) 및 은(Ag) 이외의 합금원소를 포함하는 모합금을 제조하는 단계;
상기 모합금을 용해한 후 급냉 주조하여 합금주물을 제조하는 단계;
상기 합금주물을 합금분말로 분쇄하는 단계;
상기 합금분말을 산 또는 염기성 용액으로 에칭 처리하여 상기 합금원소를 부분적으로 제거하는 단계;를 포함하는,
제1항의 다공성 은 분말의 제조방법.Preparing a master alloy containing alloy elements other than silver (Ag) and silver (Ag);
Dissolving the master alloy and then quenching casting to produce an alloy casting;
Pulverizing the alloy casting into alloy powder;
Etching the alloy powder with an acid or basic solution to partially remove the alloying element; Containing,
The method of manufacturing the porous silver powder of claim 1. 제9항에 있어서,
상기 급냉 주조는 용융 방사법(melt spinning)으로 수행되고, 상기 용융 방사법의 평균 냉각 속도는 106 내지 108 °C/sec인 것을 특징으로 하는, 다공성 은 분말의 제조방법.The method of claim 9,
The quenching casting is performed by melt spinning, and the average cooling rate of the melt spinning method is 10 6 to 10 8 °C/sec.
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