JP2010209366A - 金属ナノ粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 金属コロイド用保護剤(1)と金属化合物を含む混合物と、金属コロイド用保護剤(2)と還元剤を含む混合物を混合、還元させる金属ナノ粒子の製造方法。前記還元剤はヒドラジン及びヒドロキシルアミンから選ばれる少なくとも1つの無機還元剤か、またはヒドロキシルアミン系化合物類、ヒドラジン系化合物類、フェノール類、ヒドロキシケトン類、及びエンジオール類から成る群から選ばれる少なくとも1つの有機還元剤であることが好ましい。
【選択図】 なし
Description
導電性材料用途向け金属ナノ粒子には、低温での焼結性と高導電性の発揮が求められる為、専ら100 nm以下の粒子サイズが求められているが、これを達成する為には、従来のビルドダウン式製造手法では限界があり、液相還元法によるビルドアップ式製造法の開発が盛んに行われている。具体的には、例えば、キャピング分子、金属触媒、還元剤及び有機溶媒を含む混合液に、金属前駆体を投入して所定の温度に昇温させて撹拌させ、前記混合液の温度を低めてナノ粒子を得る金属ナノ粒子の製造方法(特許文献1参照)や、分散安定剤および極性溶媒を含む第1溶液に、金属前駆体および極性溶媒を含む第2溶液を少なくとも2回以上分けて注入する金属ナノ粒子の製造方法(特許文献2参照)等が知られている
本発明で使用する金属コロイド用保護剤は、使用する溶媒中で、生成する金属ナノ粒子の凝集を防止して分散性を良好に維持する作用を有するものであれば、特に制限されるものではない。
このような金属コロイド用保護剤が金属ナノ粒子を分散させるメカニズムは完全に解明されているものではないが、例えば金属コロイド用保護剤に存在する官能基の非共有電子対を有する原子部分が金属への親和点として働き金属ナノ粒子の表面に吸着して、高分子の分子層を形成し、互いに金属ナノ粒子同士の接近をさせない、斥力が発生していることが予想される。
(メタ)アクリル系共重合体としては、特に限定されないが、水酸基、カルボキシル基、1級、2級、3級アミノ基、4級アンモニウム塩等の金属との相互作用が強い官能基と金属ナノ粒子を生成させる溶剤に溶解する構造を有するものが好ましく、金属ナノ粒子の安定性から、ブロック構造あるいはグラフト構造を有するものがより好ましい。例えば、有機溶剤系においては、前記の金属等の相互作用が強い官能基とポリオキシプロピレン系(メタ)アクリレートあるいはシリコーン系(メタ)アクリレート等を有する(メタ)アクリル系グラフト共重合体、水系においては、前記の金属等の相互作用が強い官能基とポリオキシエチレン系(メタ)アクリレートを有する(メタ)アクリル系グラフト共重合体などが挙げられる。ポリウレタンとしては、特に限定されないが、ジオール化合物とジイソシアネート化合物の反応において、ジメチロールプロピオン酸の様なカルボキシル基含有ジオール化合物を一部反応させたものあるいは、ジアミン化合物の鎖伸長反応により末端にアミノ基を導入したポリウレタン、複数個のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物にウレタン結合によりポリオキシアルキレングリコール鎖および/またはポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン等のポリエステル鎖を反応させ、さらに第3級アミノ基又は塩基性環式窒素原子を有する化合物を反応したもの等が挙げられる。
ポリエチレンイミン系共重合体としては、特に限定されないが、直鎖あるいは分岐のポリエチレンイミンの1級あるいは2級のアミノ基にポリカプロラクトンあるいはポリバレロラクトン等のカルボキシル基をアミド結合により反応させた構造のもの、マイケル付加等でポリオキシアルキレン系(メタ)アクリレートを反応させた構造のものなどが挙げられる。
ポリアリルアミン系共重合体としては、特に限定されないが、ポリアリルアミンの1級アミノ基にポリカプロラクトンあるいはポリバレロラクトン等のカルボキシル基をアミド結合により反応させた構造のもの、マイケル付加等でポリオキシアルキレン系(メタ)アクリレートを反応させた構造のものなどが挙げられる。
前記金属コロイド用保護剤(1)および前記金属コロイド用保護剤(2)の組み合わせとしては、たとえば、金属への親和性基の種類や含量および/または溶媒親和性基の導入量の異なる金属コロイド用保護剤、または、分子量分布の異なった金属コロイド用保護剤をそれぞれ用意するなど、金属ナノ粒子に期待される用途特性に応じて変更することが可能である。特に金属コロイド溶液から薄膜を調製する用途の場合は、金属コロイド用保護剤(1)に金属分散特性の優れたものを用い、薄膜の平滑特性を与えるものを金属コロイド用保護剤(2)に用いることで所望の特性を得るなどの調整を施すことが出来る。
本発明で使用する金属化合物は、溶媒に対する溶解性を有することが好ましく、具体的には金属塩が好ましく、金属の酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、アセチルアセトナート等が挙げられる。中でも酢酸塩または硝酸塩が好ましい。また、不溶性の塩であっても、錯化剤としてアンモニア、アミン類、また還元剤と兼用になるヒドラジン類、ヒドロキシルアミン類を添加することで溶解度を付与することができ、この場合には上記に加えて金属酸化物も使用することができる。
金属化合物として、例えば金属種が金、白金の場合は、テトラクロロ金酸、テトラクロロ白金を用いることが出来る。
また例えば金属種が銅の場合は、Cu(OAc)2、Cu(NO3)2、CuCl2、Cu(HCOO)2、Cu(CH3COO)2、Cu(CH3CH2COO)2、CuCO3、CuSO4 及び C5H7CuO2のほか、カルボン酸塩を加熱して得られる塩基性塩、たとえばCu(OAc)2・CuOも同様に用いることができる。
また例えば金属種が銀の場合は、硝酸銀、酸化銀、酢酸銀、塩化銀などを用いることができる。水溶液として取り扱う場合には硝酸銀はその溶解度の点で好ましい。
本発明で使用する還元剤は、特に限定はなく金属を還元させる能力を有する公知の還元剤を使用することができるが、本発明の効果を発揮するためには、還元能力の高い還元剤を使用することが好ましい。そのような還元剤としては、無機還元剤としては、ヒドラジン及びヒドロキシルアミンが挙げられる。また有機還元剤としてはN,N−ジアルキルヒドロキシルアミン等のヒドロキシルアミン系化合物類、N,N−ジアルキルヒドラジン等のヒドラジン系化合物類、ハイドロキノン、アミノフェノール等のフェノール類およびフェニレンジアミン類、2−ヒドロキシアセトン、2−ヒドロキシヘキサン−1,3−ジオン、リンゴ酸等のヒドロキシケトン類やヒドロキシカルボン酸類、及びアスコルビン酸や2,3−ジヒドロキシマレイン酸等のエンジオール類が挙げられる。
中でもN,N−ジアルキルヒドロキシルアミンは入手容易であり、水および有機溶剤に対する溶解性、経済性、安全性の点から好ましい。還元力も幅広い金属化合物に対応しており、貴金属化合物の還元にも適している。
本発明の金属ナノ粒子の製造方法は、具体的には、前記金属コロイド用保護剤(1)と前記金属化合物を含む混合物と、前記金属コロイド用保護剤(2)と前記還元剤を含む混合物を混合させて得る。
あるいは、本発明の金属ナノ粒子の製造方法は、具体的には、前記金属コロイド用保護剤(1)と前記金属化合物を含む混合物と、前記金属コロイド用保護剤(2)と前記還元剤を含む混合物を還元させて得る。
本発明で使用する還元剤として好ましい例であるヒドラジンやヒドラジン系化合物は、配位性化合物である。これらの配位性化合物は例えば、銀イオンや銅イオンに対しては錯化剤として働き、溶解度や反応性の調整にも使用することができる。しかしながら、同時に強い還元作用も有するため、回路印刷形成法に用いる導電性材料に求められる低温焼結性(低温度焼結においても低抵抗率を示す薄膜が形成されるような性質)を有する、均一な金属ナノ粒子の合成には使用し得なかった。
一方、本発明によれば、これらが配位子として十分な錯化効果を果たしながら、他の還元剤との併用などによっても、良好なナノ金属粒子合成が期待できる。そこで本願では、金属コロイド用保護剤(1)と金属化合物を含む混合物と、金属コロイド用保護剤(2)と還元剤を含む混合物を混合するという操作が、還元反応だけに限定されるものではなく、上記のような錯化効果をも発現しうることを特徴とするものである。
また、前記金属コロイド用保護剤(2)と前記還元剤とを混合させる方法は、例えば、溶媒に前記金属コロイド用保護剤(2)を溶かし、これに還元剤を添加する方法で得られるが特に限定はない。
混合あるいは還元する際には、各種の様式を採用することが可能である。例えば、金属コロイド用保護剤(1)と金属化合物を含む混合物(混合物A)の中に、金属コロイド用保護剤(2)と還元剤を含む混合物(混合物B)を添加してもよいし、その逆に混合してもよい。また、混合物Aと混合物Bを、同時にひとつの容器中に添加していってもよい。混合する際には攪拌力を加えることが、反応をより円滑に進行させることは言うまでもない。剪断力の高い攪拌が、生成する粒子の大きさに与え、強い攪拌はより小粒径の金属コロイド粒子を与える傾向がある。混合の速度は、反応温度と同様、任意に設定できるが、実用的には1分から5時間の間で両者を混合すればよい。化合物の溶解作業の容易さ、粒子径の制御性を考慮すると、混合物Aの中に混合物Bを1〜3時間で混合していくことが好ましい。
一方、混合物Aの流れる流路と混合物Bの流れる流路をY字状に連結し、連結点において反応をおこなうことも可能である。この場合、インラインミキサーによる混合は大変有効であり、混合した時点で反応はほぼ終了する。このような形態は、特別な反応容器を必要としないので好ましい。
(評価用薄膜の作製)
後述の方法で得た金属ナノ粒子の分散液を、5×5cmの清浄なガラス板に約0.5mL滴下し、スピンコーター(800回転、3秒)を用いて薄膜とした。または、2×5cmのポリエチレンナフタレート(PEN)の薄片上に金属ナノ粒子の分散液を数滴とり、バーコーター8番を用いて塗布し薄膜とした。
作製した薄膜を風乾した後、100℃、150℃または180℃の熱風乾燥機中で30分間加熱して焼成薄膜とした。低い焼成温度でも低い体積抵抗率を示す薄膜は「低温焼結性を有する」と判断できる。
上記で得られた焼成薄膜の厚みは、オプテリクスC130型リアルカラーコンフォーカル顕微鏡(レーザーテック社製)を用いて計測し、続いて表面抵抗率(Ω/□)をロレスタ−EP MCP−T360型低抵抗率計(三菱化学(株)製)を用いJIS K7194「導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験」に準拠して測定した。薄膜厚みは、上記条件によればほぼ0.3μmの一定値を示し、この値と表面抵抗率(Ω/□)から体積抵抗率(Ωcm)を次式により算出した。この体積抵抗率が10−5Ωcmレベルであれば、良好な導電性を持ったと判断され、10−6Ωcmレベルであれば、バルク銀に近いより良好な導電性を示したと判断できる。
薄膜の平滑性を目視評価し、以下の基準でスコア化した。
「3」:金属光沢があり、平滑鏡面である。
「2」:金属光沢はあるが、やや曇った鏡面である。
「1」:金属光沢がなく、粗い金属面である。
JEM−2200FS型透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製)を用いて検鏡観察し、得られた写真像から粒子径を計測した。
後述の方法で得た金属ナノ粒子の分散液約1mLをガラスサンプル瓶にとり、沸騰水浴上で窒素気流下加熱濃縮し、残渣を更に50℃、8時間以上真空乾燥して乾固物を得た。この乾固物2〜10mgを熱重量分析用アルミパンに精密にはかり、EXSTAR TG/DTA6300型示差熱重量分析装置(セイコーインスツル株式会社製)に載せ、空気気流下、室温から500℃まで毎分10℃の割合で昇温して、加熱に伴う重量減少率を測定した。
金属コロイド用保護剤(1)として「Disperbyk−190」(ビックケミー社製 不揮発物として7.36g)を使用し水100mLに溶かし、硝酸銀50.00g(294.3mmol)を水200mLに溶解したものを加えて攪拌した。この混合物に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン78.71g(750.5mmol)と金属コロイド用保護剤(2)として「Disperbyk−190」7.36gを水1000mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。
得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバフロー50、分画分子量10万、4個)に通し、限外濾過ユニットから約5Lの滲出液がでるまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮することで、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30w/w%、固形分中の銀含量98.0%(TG−DTA)、粒子径40〜80 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。その後焼成を行ったところ、100℃で30分焼成することで1.0×10−2Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで8.9×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤A(2−ジメチルアミノエチルメタクリレートと、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比1:9の共重合物,MW8400,不揮発分として7.36g)を使用し水100mLに溶かし、これに硝酸銀50.00g(294.3mmol)を水200mLに溶解したものを加えて攪拌した。この混合物に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン78.71g(750.5 mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤A7.36gを水1000mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。
得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバフロー50、分画分子量10万、4個)に通し、限外濾過ユニットから約5Lの滲出液がでるまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮することで、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30w/w%、固形分中の銀含量97.8%(TG−DTA)、粒子径50〜70 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで1.4×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで、5.3×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:9.2:80.8の共重合物,MW 8900, 不揮発分として7.36g)を使用し水100mLに溶かし、これに硝酸銀50.00g(294.3mmol)を水200 mLに溶解したものを加えて攪拌した。この混合物に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン39.36g(375.3mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B7.36gを水1000mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。
得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバフロー50、分画分子量10万、4個)に通し、限外濾過ユニットから約5 Lの滲出液がでるまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮することで、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量97.9%(TG−DTA)、粒子径50〜80 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで2.1×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで5.4×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:9.2:80.8の共重合物, MW 8900, 不揮発分として0.16 g)を使用し水10mLに溶かし、これに硝酸銀2.00g(11.77 mmol)を水10mLに溶解したものを加えた。この溶液に、36%ホルムアルデヒド0.98mg(11.77mmol)を水33mLで希釈したものと、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン1.61g(15.35mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B0.16gを水33mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり同時に滴下した。得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバスピン20、分画分子量10万、4個)で濾過し、残渣に精製水を加えて再び遠心濾過することを4回繰り返し、得られた残渣に水を加えて4.2gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量96.4%(TG−DTA)、粒子径20〜80 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。150℃で30分間焼成することで6.5×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:9.2:80.8の共重合物,MW 8900,不揮発分として0.56 g)を使用し水14mLに溶かし、これに硝酸銀7.00g(41.21mmol)を水28mLに溶解したものを加え、更に錯化剤としてトリエタノールアミン12.30g(82.42mmol, 硝酸銀に対し2当量)を加えて攪拌した。この混合物に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン4.04g(38.53mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B0.56gを水140mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。
得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバフロー50、分画分子量10万、1個)に通し、限外濾過ユニットから約1 Lの滲出液がでるまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮することで、14gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30w/w%、固形分中の銀含量97.8%(TG−DTA)、粒子径40〜50 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで3.4×101Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで1.2×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)として系水溶性高分子保護剤A(2−ジメチルアミノエチルメタクリレートと、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比1:9の共重合物,MW8400,不揮発分として0.204g)を使用し水4.3mLに溶かし、これに硝酸銀1.40g(8.24mmol)を水14.5mLに溶解したものを加えて攪拌し、金属化合物溶液とした。別に85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン1.11g(10.58mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤A0.204gを水19.1mLに溶解した還元剤溶液を調製した。室温において、シリンジポンプを用いて金属化合物溶液と還元剤溶液をY字状流路に5分間かけて送液し、混合された反応液を回収した。これを限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバスピン20、分画分子量10万、2個)に分け入れ、遠心力(5800G)により濾過を行った。濾過後の残渣に精製水14gを添加して再び濾過を行い、これを3回繰り返した。精製水を加えて、約2gの金属ナノ粒子の分散液に調整した(固形分約30w/w%、固形分中の銀含量97.5%(TG−DTA)、粒子径40〜80nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで3.0×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで1.0×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤C(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:8.3:81.7の共重合物,MW 7600,不揮発分として0.102g)を使用し水5mLに溶解し、テトラクロロ金酸三水和物1.00g(2.54mmol)を水5mLに溶解したものを加えた。この混合物に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン799g(7.62mmol)と金属コロイド用保護剤(2)としてアクリル系水溶性高分子保護剤C0.102gを水50mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。ただちに、暗赤色の溶液が得られ、これを限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバスピン20、分画分子量5万、2個)に分け入れ、遠心力(5800G)により濾過を行い、エタノール(50mL)に溶解して紫外可視吸収スペクトルを測定すると、530nm付近にプラズモン共鳴に由来する吸収がみられた。
実施例2で用いた85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミンの代わりに、80%ヒドラジン水和物を用いる他は実施例2と同様にして、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量98.0%(TG−DTA)、粒子径50〜70 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで9.2×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで2.9×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
実施例2で用いた85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミンの代わりに、50%ヒドロキシルアミン水溶液を用いる他は実施例2と同様にして、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量97.3%(TG−DTA)、粒子径40〜80 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで1.7×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで1.1×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
実施例2で用いた85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミンの代わりに、N,N−ジメチルヒドラジン(保護基用試薬、純正化学株式会社)を用いる他は実施例2と同様にして、50gの金属ナノ粒子の分散液を得た。
(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量98.2%(TG−DTA)、粒子径40〜60 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。100℃で30分焼成することで1.2×10−5Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となり、150℃で30分間焼成することで3.8×10−6Ωcmの体積抵抗率を示す薄膜となった。
金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤C(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:8.3:81.7の共重合物,MW 7600,不揮発分として0.9g)を水10mLに溶かし、硝酸銀5.00g(29.43mmol)を水15mLに溶かした溶液をこれに添加した。この混合物に85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン2.62g(25.01mmol)をゆっくり滴下したところ、反応は瞬時に進行したが、黒色沈殿と銀鏡が発生し、薄膜形成可能な分散体は得られなかった。
硝酸銀2.00g(11.77 mmol)を水20mLに溶かした溶液に、85%N,N−ジエチルヒドロキシルアミン5.25g(50.03mmol)と金属コロイド用保護剤(1)としてアクリル系水溶性高分子保護剤B(2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび、メトキシ−ポリ(エトキシ)エチルメタクリレート(メトキシポリエチレングリコール鎖の分子量1000)の重量比10:9.2:80.8の共重合物,MW8900,不揮発分として0.32g)を水50mLに溶解した溶液を、室温でゆっくり滴下した。反応は瞬時に進行したが、灰白色の沈殿となり、薄膜形成可能な分散体は得られなかった。
金属コロイド用保護剤(1)として分散剤「Disperbyk−190」2.80g(ビックケミー製)を1mol/L硝酸(58.8 mL)に溶かし、硝酸銀9.989g(58.8mmol)を水30mLに溶解したものを加え、トリエタノールアミン43.64g(292.5mmol)を加えて60℃で2.5時間攪拌した後、一夜放置した。得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社ビバスピン20、分画分子量10万、16個)で濾過し、残渣に精製水を加えて再び遠心濾過することを4回繰り返し、得られた残渣に水を加えて6.1gの分散体とした(固形分約30 w/w%、固形分中の銀含量87.1%(TG−DTA)、粒子径20〜30 nm(TEM))。
この分散液をスピンコーターでガラス板に膜厚約0.3マイクロメートルとなるように塗布し、風乾した。150℃で30分焼成しても導通のある薄膜は得られなかった。
以下、表1に評価結果についてまとめたものを示す。
Claims (7)
- 金属コロイド用保護剤(1)と金属化合物を含む混合物と、金属コロイド用保護剤(2)と還元剤を含む混合物を混合させることを特徴とする、金属ナノ粒子の製造方法。(但し、金属用コロイド保護剤(1)および金属用コロイド保護剤(2)は、同じものであっても異なっていてもよい。)
- 金属コロイド用保護剤(1)と金属化合物を含む混合物を、金属コロイド用保護剤(2)と還元剤とを含む混合物で還元することを特徴とする、金属ナノ粒子の製造方法。(但し、金属用コロイド保護剤(1)および金属用コロイド保護剤(2)は、同じものであっても異なっていてもよい。)
- 前記還元剤がヒドラジン及びヒドロキシルアミンから選ばれる少なくとも1つの無機還元剤である、請求項1または2に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
- 前記還元剤がヒドロキシルアミン系化合物類、ヒドラジン系化合物類、フェノール類、ヒドロキシケトン類、及びエンジオール類から成る群から選ばれる少なくとも1つの有機還元剤である、請求項1または2に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
- 金属コロイド用保護剤(1)と金、銀、銅および白金族元素(ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、および白金)からなる群から選ばれる1種以上の金属化合物とを含有する溶液(1)と、金属コロイド用保護剤(2)とヒドラジン、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン系化合物類、ヒドラジン系化合物類、フェノール類、ヒドロキシケトン類、及びエンジオール類から成る群から選ばれる少なくとも1つの還元剤を含有する溶液(2)を混合する、請求項1〜4のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法。(但し、金属用コロイド保護剤(1)および金属用コロイド保護剤(2)は、同じものであっても異なっていてもよい。)
- 前記金属コロイド用保護剤(1)又は前記金属コロイド用保護剤(2)が有機高分子化合物である、請求項1〜5のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法。
- 前記溶液(1)及び前記溶液(2)が水溶液である請求項1〜6のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103056383A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-24 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高性能导电铜浆的制备方法 |
JP2013177678A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-09-09 | Nissei Bio Kk | 銀微粒子とdnaの複合体及びその製造方法 |
CN105345028A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-24 | 成都市天甫金属粉体有限责任公司 | 一种单批大规模合成纳米银粉生产方法 |
CN105458286A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-06 | 成都市天甫金属粉体有限责任公司 | 一种单分散银粉的生产方法 |
JP2019052332A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-04-04 | Jx金属株式会社 | 低温焼結性表面処理銅微粒子の製造方法 |
WO2020044662A1 (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 花王株式会社 | 水系金属微粒子分散体 |
WO2020136934A1 (ja) | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 花王株式会社 | 金属微粒子の分散体 |
US10821506B2 (en) | 2015-05-20 | 2020-11-03 | National University Corporation Yamagata University | Method for producing silver nanoparticle dispersion and method for producing silver nanoparticle ink |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01104338A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104340A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104339A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104337A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH0211709A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH0211708A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JP2006022394A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Harima Chem Inc | 金属銅微粒子の製造方法 |
JP2006299301A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Nagoya Institute Of Technology | 遷移金属(Fe,Co,Ni)ナノ粒子の合成方法 |
WO2008114866A1 (ja) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 金属微粒子及びその製造方法、並びに金属微粒子分散液及びその製造方法 |
-
2009
- 2009-03-06 JP JP2009053330A patent/JP2010209366A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01104338A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104340A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104339A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH01104337A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH0211709A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JPH0211708A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀コロイドの製造方法 |
JP2006022394A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Harima Chem Inc | 金属銅微粒子の製造方法 |
JP2006299301A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Nagoya Institute Of Technology | 遷移金属(Fe,Co,Ni)ナノ粒子の合成方法 |
WO2008114866A1 (ja) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 金属微粒子及びその製造方法、並びに金属微粒子分散液及びその製造方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013177678A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-09-09 | Nissei Bio Kk | 銀微粒子とdnaの複合体及びその製造方法 |
CN103056383A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-24 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高性能导电铜浆的制备方法 |
CN103056383B (zh) * | 2013-01-04 | 2015-06-24 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高性能导电铜浆的制备方法 |
US10821506B2 (en) | 2015-05-20 | 2020-11-03 | National University Corporation Yamagata University | Method for producing silver nanoparticle dispersion and method for producing silver nanoparticle ink |
CN105345028A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-24 | 成都市天甫金属粉体有限责任公司 | 一种单批大规模合成纳米银粉生产方法 |
CN105458286A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-06 | 成都市天甫金属粉体有限责任公司 | 一种单分散银粉的生产方法 |
JP2019052332A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-04-04 | Jx金属株式会社 | 低温焼結性表面処理銅微粒子の製造方法 |
WO2020044662A1 (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 花王株式会社 | 水系金属微粒子分散体 |
JP2020033527A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 花王株式会社 | 水系金属微粒子分散体 |
JP7157597B2 (ja) | 2018-08-31 | 2022-10-20 | 花王株式会社 | 水系金属微粒子分散体 |
WO2020136934A1 (ja) | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 花王株式会社 | 金属微粒子の分散体 |
KR20210094601A (ko) | 2018-12-27 | 2021-07-29 | 카오카부시키가이샤 | 금속 미립자의 분산체 |
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