CN101287566A - 金属微粒分散体的制造方法、使用由该方法制造的金属微粒分散体的导电性油墨、以及导电性覆膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在液状介质中使用式1所示的碳酰肼或式2所示的多元酸聚酰肼(式中,R表示n价的多元酸残基。),还原金属化合物。如果在具有防止金属变色功能的化合物的存在下还原,则可以获得防变色性优异的金属微粒分散体。由这种方法制造出的金属微粒具有均匀的粒径,分散稳定性优异。由含有用上述制造方法得到的金属微粒分散体的导电性树脂组合物或导电性油墨,可以形成具有良好特性的导电回路、电磁波屏蔽层等的导电性覆膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为导电性油墨的原料来说是有用的金属微粒分散体的制造方法、含有由该方法制造的金属微粒分散体的导电性油墨、以及导电性树脂组合物、以及使用该导电性油墨或导电性树脂组合物形成的导电性覆膜。
背景技术
以往,为了在印刷电路板的基材上形成电极或导电回路图案,广泛使用导电性膏(导电性油墨或导电性涂料、导电性粘接剂等导电性树脂组合物)。最近,使用导电性膏,除了形成印刷电路板以外,还形成IC标签、或电磁波屏蔽用电路图案等。导电性膏是将导电性粉末或金属粒子分散在树脂成分或有机溶剂等中的物质。近年来,不仅是印刷电路基板上的电路图案,对于IC标签、或电磁波屏蔽用电路图案等也提高了对微细图案的要求。但是,对于这种对电路图案的微小化要求,以往使用的使用微米级金属粒子的导电性膏,就难以满足其要求,为了制作更精密的导电性图案,人们将眼光聚集到了纳米级金属微粒上。
对于金属微粒分散体,从古至今有各种各样的报告,但多数是水溶胶,所含金属微粒的浓度也低。要想用于导电性膏等的用途,有机溶胶是有利的,并且,为了发挥作为导电性材料的性能,希望金属微粒的浓度高,所以要求可实现高收率、高浓度化的有机溶胶的制造方法。
金属微粒的制造方法,有气体中蒸发法等气相法;在液相中使用超声波、紫外线或还原剂还原金属化合物的液相法(例如参照引用文献1、2)。气相法,由于通常是在纯粹气体中进行合成,所以可合成出污染少的金属微粒,但多数情况需要大型且特殊的装置,考虑成本或合成作业的简便性的话,液相法是有利的。液相法中,使用还原剂还原的金属微粒的方法较多,作为还原剂经常使用的是氢、乙硼烷、氢化硼碱金属盐、氢化硼季铵盐、肼、柠檬酸、醇类、抗坏血酸、胺化合物等。
但是,乙硼烷、氢化硼碱金属盐、氢化硼季铵盐、肼等还原剂由于还原力非常强,与金属化合物的反应激烈进行,所以难以控制反应速度,导致所生成的金属微粒凝集沉淀,难以收率良好地获得微小的金属微粒分散体。另外,这些还原力强的还原剂,具有强碱基或毒性的物质也多,在作业上较为危险。柠檬酸、抗坏血酸、醇类,在还原时需要在回流等高温条件下进行反应,由于所生成的金属微粒具有高热能,所以不稳定而容易发生凝集,高浓度化变得困难。虽然也有过使用能够比较温和地进行反应的醇胺来还原,将生成的金属微粒从水相萃取到有机相的报道,但使用该方法,粒径分布宽无法得到收率良好的金属微粒分散体。另外,胺化合物对于某些金属种类来说,有时只会形成胺络合物而不会进行还原反应,所以对于可使用的金属种类有限制,存在通用性差的问题。任何还原剂都难以得到均匀且高浓度的金属微粒分散体,因此要求开发出一种安全且还原性优异,可生成粒径分布窄的金属微粒的还原剂。
另外,就以往的使用微米尺寸金属粉末的导电性膏来说,在形成电路,并进行烧结时,需要在400℃以上的高温下进行烧结,所以对形成电路的基板有制约,要想在塑料膜等基材上形成电路,就需要在150~200℃以下,进而优选在150℃以下烧结。通常,当金属微粒的平均粒径在数nm~数十nm程度时,在形成粒子的原子中,存在于粒子表面的能量状态高的原子所占的比例增大,金属原子的表面扩散极度增大,导致可在比本体金属的熔点显著低的温度就引起烧结。近年,利用该现象,人们尝试以低温烧结金属微粒来得到导电性覆膜,从而提出了各种各样的金属微粒的制造方法。
例如,有将高分子量颜料分散剂作为保护剂,将非水性溶剂与水混合,用胺还原后,将金属萃取到非水性溶剂中,从而获得微小金属微粒的方法等(例如参照引用文献3),但在该方法中由于使用热解温度高的高分子量颜料分散剂,所以难以在低温烧结。因此,也有在利用气相法的合成时,将辛胺等胺化合物作为保护剂来添加,进而使酸性分解剂共存,来实现保护剂热解温度的低温化的方法,但即使使用该方法也需要在200℃以上长时间加热,难以在塑料膜上形成电路。而且,由于使用气相法,所以存在成本上不利的问题。
进而,近年来还报道有,作为金属微粒的保护剂添加碳原子数短的脂肪酸的金属化合物或胺的金属络合物,以低温烧结而形成电路的方法(例如参照引用文献4),但由于脂肪酸的金属化合物或胺的金属络合物因反应性高,容易被还原,所以在长期保存中会因日光或热而引起还原反应,导致金属微粒生长或者形成凝集体而容易损害分散体的稳定性的问题。另外,在该方法中使用的还原剂是叔丁基胺硼烷、硼氢化钠、氢气等非常强的还原剂,所以反应速度快而难以控制粒子生长。因此,尤其是对于碳原子数少于10的脂肪酸来说,产生很多凝集物,无法获得良好的分散体。
另外,已知最近通过使用纳米级的金属微粒,以薄膜状态获得了10-6Ω·cm级的体积电阻值(例如参照引用文献5),但存在要想发挥该电阻值,如果不在200℃以上的高温烧成就无法发挥充分的导电性的问题。另外,银容易被空气中存在的SO2气体等的硫原子硫化,由于电路图案表面暴露于大气中,生成硫化覆膜,发生变色或导电性下降,或者当用作为天线电路时存在通信特性劣化等问题,所以需要防止金属硫化。
专利文献1:日本特开平11-80647号公报
专利文献2:日本特开昭61-276907号公报
专利文献3:日本特开2002-334618号公报
专利文献4:日本特开2005-81501号公报
专利文献5:日本特开2005-120226号公报
发明内容
发明要解决的问题
从而,本发明的目的在于提供一种改善了上述以往问题的金属微粒分散体的制造方法、使用该金属微粒分散体的导电性树脂组合物及导电性油墨、以及使用该导电性树脂组合物及该导电性油墨形成的导电性覆膜。
具体讲,本发明的目的在于提供一种具有均匀的粒径、分散稳定性优异、可用于形成导电性图案、并且可获得良好物性的金属微粒分散体的制造方法。
另外,本发明的目的在于提供一种图案性优异的导电性树脂组合物及导电性油墨、以及使用该导电性树脂组合物或导电性油墨形成的导电性覆膜。
再者,本发明的目的在于提供一种抑制由硫化或氧化引起的变色,并且当用于导电性油墨等时也能显示良好物性的金属微粒分散体的制造方法。
还有,本发明的目的在于提供一种稳定性优异、不会因变色而引起物性下降的覆膜。
解决问题的方案
本发明人等进行了深入研究的结果,发现通过使用在以往并没有用作为还原剂的特定化合物来作为金属化合物的还原剂,就可以实现上述课题,从而完成了本发明。
也即,本发明涉及下述(1)~(14)所示的金属微粒分散体的制造方法、下述(15)所示的金属微粒分散体、下述(16)所示的导电性树脂组合物、下述(17)所示的导电性油墨、以及下述(18)所示的导电性覆膜。
(1)一种金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在液体介质中使用下述式(1)所示的碳酰肼或下述式(2)所示的多元酸聚酰肼来还原金属化合物,
[化学式1]
式中,R表示n价的多元酸残基。
(2)根据上述(1)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,多元酸聚酰肼为二元酸二酰肼。
(3)根据上述(1)或(2)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在液状介质中分散金属化合物后,使用上述式(1)所示的碳酰肼或上述式(2)所示的多元酸聚酰肼来还原所述金属化合物。
(4)根据上述(1)~(3)中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,金属化合物为脂肪酸的金属盐化合物。
(5)根据上述(4)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,脂肪酸是从碳原子数3~22的饱和或不饱和脂肪酸中选出的一种以上。
(6)根据上述(1)~(5)中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,形成金属化合物的金属是从VIII族和IB族选出的一种以上。
(7)根据上述(1)~(6)中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,液状介质为水和非水性溶剂的混合物。
(8)根据上述(7)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,还原后去除水相。
(9)根据上述(1)或(2)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在碳酰肼或多元酸聚酰肼的水溶液和非极性溶剂的混合物中,添加金属化合物。
(10)根据上述(9)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,将金属化合物作为氨性络合物来添加。
(11)根据上述(9)或(10)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,形成金属化合物的金属是从VIII族和IB族选出的一种以上金属。
(12)根据上述(9)~(11)中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,还原后去除水相。
(13)根据上述(1)~(12)中的任一项所述的实施了防变色处理的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在具有防止金属变色功能的化合物的存在下还原金属化合物。
(14)根据上述(13)所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,具有防止金属变色功能的化合物是含有硫原子的化合物。
(15)按照上述(1)~(14)中的任一项所述的制造方法制造出的金属微粒分散体。
(16)含有上述(15)所述的金属微粒分散体的导电性树脂组合物。
(17)含有上述(15)所述的金属微粒分散体的导电性油墨。
(18)在基材上涂布上述(16)所述的导电性树脂组合物或上述(17)所述的导电性油墨而成的覆膜。
发明效果
本发明的金属微粒分散体的制造方法中,金属化合物是,使用上述式(1)所示的碳酰肼或上述式(2)所示的多元酸聚酰肼,在液体介质中被还原。上述碳酰肼或多元酸聚酰肼,由于pH为中性至弱碱性,所以作业上安全,当用作为还原剂时,虽然不会象肼或硼氢化钠那样激烈反应,但还原反应无需在高温加热就可以迅速地进行,所以可抑制反应后的金属微粒凝集,可以获得微小且粒径均匀的金属微粒。
另外,还原脂肪酸的金属盐化合物而得到的金属微粒分散体,由于脂肪酸在被还原后也存在于微粒的附近,起到使微粒稳定地存在的分散剂的作用,所以当用作为导电性树脂组合物或导电性油墨时,可以抑制使用会成为阻碍导电性的原因之一的树脂型分散剂。另外,脂肪酸的热解温度低,在200℃以下也可以进行热解反应,所以具有低温烧结性优良的特征。
进而,通过在具有防止金属变色功能的化合物的存在下进行还原反应,在生成微粒后,在金属微粒的附近马上就可以有效率地存在具有防变色功能的化合物,所以与在调整导电性树脂组合物或油墨时添加具有防变色功能的化合物的情况相比,更少量就可以有效发挥出防变色功能。由此,得到被有效实施防变色处理的金属微粒,在大气中也可以得到外观设计性、导电性、覆膜特性没有受损的树脂组合物、油墨、或覆膜。
另外,本发明的油墨由于使用了粒径微小且粒度分布窄的金属微粒分散体,所以流动性和稳定性优良,例如当用作为导电性油墨时,可以以低温形成具有低体积电阻值的导电性电路图案。因此,可以以柔性版印刷、旋转丝网印刷、胶版印刷、凹版印刷、喷墨印刷、旋涂、喷涂、模涂、刮板涂布、刮刀涂布、落帘涂布、辊涂、棒涂、凸版印刷这种通常的印刷·涂布方式大量生产导电性覆膜、导电性图案。由这些印刷法形成的厚度为数μm左右的导电性图案,能够充分满足例如非接触型媒介的天线回路、电磁波屏蔽用覆膜、或导电性薄膜所要求的性能,同时其性能稳定而可靠性优良。
进而,通过使用本发明的导电性树脂组合物或导电性油墨,导电性覆膜的实用性提高,可以实现低成本化。
具体实施方式
下面,对本发明的实施方式进行更详细的说明,但是只要不脱离本发明的技术思想,本发明就不会限定于这些实施方式。
首先,说明本发明的金属微粒分散体的制造方法。
由本发明的方法制造出的金属微粒分散体,是通过在液体介质中,使用下述式(1)所示的碳酰肼或下述式(2)所示的多元酸聚酰肼,还原金属化合物来制造。
[化学式2]
(式中,R表示n价的多元酸残基。)
上述式(1)或(2)所示的碳酰肼或多元酸聚酰肼,通常是用作为树脂的固化剂或改性剂的化合物,以往没有被用作为还原剂,但这次深入研究的结果,首次发现可以作为金属化合物的还原剂起到良好的作用。
作为本发明中的还原剂(2)所示的多元酸聚酰肼,没有特别限制,例如可以举出二元酸二酰肼、三元酸三酰肼、四元酸四酰肼等。在上述多元酸聚酰肼中,二元酸二酰肼由于在溶剂中的溶解度良好,可以均匀地进行还原反应,储存稳定性也良好,因此是优选的。
作为二元酸二酰肼,例如可以举出丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、十二烷酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、对苯二甲酸二酰肼、庚二酸二酰肼、辛二酸二酰肼、壬二酸二酰肼、十六烷酸二酰肼、2,6-萘二甲酸二酰肼、1,4-萘二甲酸二酰肼、酒石酸二酰肼、苹果酸二酰肼、亚氨基二乙酸二酰肼、衣康酸二酰肼等。
作为三元酸三酰肼,例如可以举出柠檬酸三酰肼、偏苯三酸三酰肼、硝基乙酸三酰肼、环己烷三羧酸三酰肼等。作为四元酸四酰肼,可以举出乙二胺四乙酸四酰肼、均苯四酸四酰肼等。
作为上述以外的多元酸聚酰肼,例如可以举出聚丙烯酸聚酰肼等。
这些多元酸聚酰肼,可以单独使用一种,或组合使用两种以上,也可以与碳酰肼组合使用。
碳酰肼或多元酸聚酰肼,可以以固体使用,也可以溶解于溶剂中使用,要想使反应更均匀而有效地进行的话,则优选溶解于溶剂中使用。进而,考虑反应后的精制的话,优选制成水溶液来使用。制成水溶液来使用时,考虑对水的溶解性的话,优选己二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼。
就多元酸聚酰肼来说,式(2)所示的多元酸聚酰肼的R(n价的多元酸残基)中包含的氢的一个或两个以上被羟基等官能团取代也可以。在本发明中,这些取代衍生物也是被包含于上述式(2)所示的碳酰肼或多元酸聚酰肼中的化合物。
至于本发明金属微粒分散体制造方法中使用的碳酰肼或多元酸聚酰肼的使用量,因金属化合物的种类或浓度而有所不同,但通常使用至少是从金属化合物溶液中还原析出金属所需的化学计量比的量即可。在本发明的制造方法中使用的还原剂是聚酰肼类,由于具有两个以上具有还原能力的官能团,所以优选金属还原析出所需的化学计量比换算成酰肼基来添加。当还原后去除水相时,由于剩余的还原剂也可以被同时去除,所以使用化学计量比以上的还原剂也可,对其上限没有特别限制,但考虑到清洗工序和成本,优选为以酰肼换算的化学计量比计时,还原金属化合物所需的添加量的6倍以下。
另一方面,在本发明的金属微粒分散体的制造方法中使用的金属化合物,只要是通过还原可成为金属微粒分散体的物质即可,没有特别限制,优选举出金属盐化合物。另外,作为金属盐化合物可以举出金属的无机盐或有机酸盐。进而,金属的无机盐的氨性配位化合物也是优选的例子。
作为构成金属化合物的金属,没有特别限制,例如优选从金、银、铜、镍、钯、铂、铁、钴、汞等VIII族和IB族选出的至少一种金属,考虑作为导电性油墨或导电性涂料等的树脂组合物的物性、低温烧结性的话,优选为金、银、铜。
作为上述金属的无机盐,没有特别限制,可以举出例如氯金酸、氯铂酸、氯化银等氯化物;硝酸银等硝酸盐;醋酸银、醋酸铜等醋酸盐;过氯酸银等过氯酸盐;硫酸铜等硫酸盐;碳酸盐;硅酸盐;磷酸盐等,可以根据期望的金属适当选择。
这些金属的无机盐,可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
另外,作为金属盐的有机酸盐,优选举出的有脂肪酸的金属盐。所谓脂肪酸是指在具有一个羧基的羧酸RCOOH中,具有链式结构的酸,包括直链结构的酸与烷基上具有分支的侧链的酸,并且,包括饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸。
作为形成本发明中使用的脂肪酸的金属盐化合物的脂肪酸的种类,没有特别限制,但考虑低温分解性和对非水性溶剂的亲和性等,优选为烷基的碳原子数为3~22。上述脂肪酸不仅作为原料,在发生还原反应,生成金属微粒后也存在于金属表面附近,良好地起到协助微粒稳定化的分散剂的作用,因此优选。
作为上述的脂肪酸,没有特别限制,作为直链饱和脂肪酸,可以举出例如丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十九烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等。
另外,作为直链不饱和脂肪酸,可以举出例如丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、十一碳烯酸、油酸、反油酸、鲸蜡烯酸、芥酸、巴西烯酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、丙炔酸、硬脂炔酸等。其中,考虑到稳定性和低温分解性,可以举出己酸、庚酸、辛酸、十四烷酸、油酸、硬脂酸等。
作为支链脂肪酸,可以举出例如2-乙基己酸、2-乙基异己酸、2-丙基庚酸、2-丁基辛酸、2-异丁基异辛酸、2-戊基壬酸、2-异戊基壬酸、2-己基癸酸、2-己基异癸酸、2-丁基十二烷酸、2-异丁基十二烷酸、2-庚基十一烷酸、2-异庚基十一烷酸、2-异庚基异十一烷酸、2-十二烷基己酸、2-异十二烷基己酸、2-辛基十二烷酸、2-异辛基十二烷酸、2-辛基异十二烷酸、2-壬基十三烷酸、2-异壬基异十三烷酸、2-癸基十二烷酸、2-异癸基十二烷酸、2-癸基异十二烷酸、2-癸基十四烷酸、2-辛基十六烷酸、2-异辛基十六烷酸、2-十一烷基十五烷酸、2-异十一烷基十五烷酸、2-十二烷基十七烷酸、2-异十二烷基异十七烷酸、2-癸基十八烷酸、2-癸基异十八烷酸、2-十三烷基十七烷酸、2-异十三烷基异十七烷酸、2-十四烷基十八烷酸、2-异十四烷基十八烷酸、2-十六烷基十六烷酸、2-十六烷基十四烷酸、2-十六烷基异十六烷酸、2-异十六烷基异十六烷酸、2-十五烷基十九烷酸、2-异十五烷基异十九烷酸、2-十四烷基二十二烷酸、2-异十四烷基二十二烷酸、2-十四烷基异二十二烷酸、2-异十四烷基异二十二烷酸等。
作为三级脂肪酸,可以举出例如三甲基乙酸、新壬酸、新癸酸、耶库酸9(エクアシツド9,出光石油化学制)、耶库酸13(出光石油化学制)等。
这些脂肪酸,在形成金属盐时,可以单独使用,也可以并用多种。
上述脂肪酸的金属盐化合物,可以使用公知的方法简单得到。例如,将市售的脂肪酸钠或通过在水中混合脂肪酸和氢氧化钠而得到的脂肪酸钠盐,溶解于纯水中,添加等量的想要得到的金属的无机盐,将析出的脂肪酸的金属盐化合物抽滤分离,干燥,就可以容易地获得脂肪酸的金属盐化合物。
作为在本发明的金属微粒分散体的制造方法中使用的液体介质,没有特别限制,但考虑到去除杂质等工序,则优选使用水和非水性溶剂。作为非水性溶剂,只要是可与水进行相分离的溶剂则没有特别限制,例如可以举出氯仿、环己烷、苯、正己烷、甲苯、环己酮、1-甲氧基异丙醇乙酸酯、二乙基醚、甲基异丁基酮、四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、石油醚、硅油等。另外,作为非水性溶剂,还可以使用反应性有机溶剂。作为反应性有机溶剂,没有特别限制,例如可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯化合物、乙烯基醚化合物、聚烯丙基化合物等乙烯性不饱和单体等。非水性溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
在本发明的金属微粒分散体的制造方法中,如上所述,通过在液体介质中使用碳酰肼或多元酸聚酰肼还原金属化合物来制造金属微粒分散体,其中,作为碳酰肼或多元酸聚酰肼与金属化合物的接触形态,可以举出(A)混合液体介质和金属化合物后,在其中添加碳酰肼或多元酸聚酰肼来还原的方法;(B)混合液体介质和碳酰肼或多元酸聚酰肼后,在其中添加金属化合物来还原的方法。关于到底选择其中的哪种方法,则根据使用哪种化合物作为金属化合物,来选择最佳的方法即可。此时添加的物质优选以液状添加,但也可以是固体状。
例如,当使用无机盐或其氨性络合物作为金属化合物时,通常优选采用上述(A)的方法。具体讲,例如在碳酰肼或多元酸聚酰肼的水溶液和非水性溶剂的混合物中添加金属化合物,优选金属化合物的水溶液的话,仅当分散到非水性溶剂中的含有还原剂的水溶液的液滴和金属化合物接触时发生还原反应。此时,被还原的金属被迅速萃取到非水性溶剂中,所以难以发生局部性反应,由此可以得到粒径均匀的微小的金属微粒。
使用无机盐化合物作为金属化合物时,无机盐化合物优选作为氨性络合物来添加。其理由是,通过使无机盐化合物为氨性络合物,可以使还原反应速度变得缓和,防止因急剧的粒子生长而引起的粗大粒子的生成,同时可以中和掉在还原无机盐化合物时产生的酸,适于将反应过程中的体系内的pH保持为一定。进而,优选无机盐化合物及其氨性配位化合物,优选制成水溶液来添加,因为可以更均匀地进行还原反应。此时,通过在还原无机盐化合物或其氨性络合物后去除水相,可以简单地去除剩余的还原剂和杂质。
氨性络合物的制备方法没有特别限制,例如可以采用边搅拌无机盐化合物的溶液边滴加氨水等公知的方法来简单地制备。关于制备氨性络合物时的氨的添加量,因无机盐化合物的种类和浓度而有所不同,但只要是可使络合物稳定地溶解,并且在中和无机盐化合物被还原时产生的酸所需的化学计量比以上则没有特别限制。例如,就银氨性络合物来说,如果不存在过剩的氨,则会生成棕色析出物,所以要注意,但考虑到反应后的精制和成本,优选相对于无机盐化合物的金属为10摩尔倍以下。进一步优选相对于无机盐化合物的金属为6摩尔倍以下。
另一方面,当使用脂肪酸的金属盐作为金属化合物时,优选采用上述(B)的方法。此时,作为溶解或分散脂肪酸的金属盐化合物的液体介质,没有特别限制,但考虑到去除杂质等的工序,优选可与水进行相分离的非水性溶剂,优选在非水性溶剂中溶解或分散脂肪酸的金属盐化合物后,在该非水性溶剂中,在搅拌条件下,将作为还原剂的碳酰肼或多元酸聚酰肼的水溶液进行添加,例如滴加。通过采取这种添加方式,还原反应只会发生于当脂肪酸的金属盐化合物与在非水性溶剂中以水性液滴形式存在的还原剂接触之时,被还原的金属迅速地在非水性溶剂中稳定化,所以不易发生局部性反应,因此,可以得到粒径均匀的微小的金属微粒。另外,剩余的还原剂或盐残基等存在于水相,所以仅通过在反应后静置去除水相,就可以容易地进行精制。
另外,本发明的金属微粒分散体优选为,在液体介质中,通过在具有防止金属变色功能的化合物的存在下,使用上述式(1)所示的碳酰肼或上述式(2)所示的多元酸聚酰肼,还原金属化合物,来制造金属微粒分散体。
发明的所谓具有防止金属变色功能的化合物,是具有吸附于金属微粒表面,来防止因空气中的氧或硫引起的氧化或硫化这种功能的化合物,适宜使用在分子中具有对金属微粒表面的亲和性基团的物质。所谓对金属微粒表面的亲和性基团,因金属种类而异,通常可以举出例如氨基、季铵、羟基、氰基、羧基、硫醇基、磺酸基等极性基团,但并不限于这些。这些亲和性基团可以包含在化合物主链、侧链、或者侧链和主链双方。其中,优选使用在分子内含有氮原子和/或硫原子的化合物,可以使用通常被用作为防变色剂的化合物。
上述的所谓在分子内含有氮原子和/或硫原子的化合物,没有特别限制,可以举出例如咪唑类、三唑系衍生物(苯并三唑、烷基氨基三唑等)、四唑衍生物(四唑、四唑鎓盐、四唑啉酮类)、硒二唑系衍生物、高级烷基胺及其环氧乙烷加成物、α-或β-二羰基化合物的胺加成物等,以及脂肪族系硫醇化合物(巯基乙酸衍生物类、巯基丙酸衍生物、硫醇类)、脂环式或芳香族系硫醇化合物、硫醚类、二硫醚类、巯基咪唑系衍生物(巯基咪唑、巯基苯并咪唑、巯基咪唑啉)、噻唑系衍生物(噻唑、巯基噻唑、苯并噻唑、巯基苯并噻唑、巯基萘并噻唑、噻唑啉、巯基噻唑啉、噻唑啉酮、巯基噻唑啉酮)、噻二唑系衍生物(噻二唑)、三嗪硫醇系衍生物(三嗪硫醇)、巯基三唑系衍生物(巯基三唑、二巯基三唑)、巯基四唑系衍生物(巯基四唑)等化合物。其中,分子内含有硫原子的化合物,由于对金属化合物的亲和性强,所以具有高的防变色功能,因此可以优选使用。进一步优选的是硫醇类、巯基丙酸衍生物、硫醚、二硫醚。
上述作为在分子内含有氮原子和/或硫原子的化合物而示例的咪唑类,具体讲,可以举出例如2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-丙基咪唑、2-苯基-5-碘咪唑、2-苄基咪唑、2-苄基-4-甲基咪唑、2-(3-氯)苄基咪唑、2-(3-碘)苄基咪唑、2-萘基咪唑、2-萘基-4-甲基咪唑、2-萘基-4-甲基-5-溴咪唑、2-(3,5-二溴)萘基咪唑、2-(2,6-二氯)萘基-4-甲基咪唑、2-戊基咪唑、2-庚基咪唑、2-癸基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十二烷基咪唑、2-十四烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-十一烷基-4-甲基咪唑、2-十七烷基-4-甲基咪唑等。
另外,作为三唑系衍生物,具体讲,可以举出例如苯并三唑、1-甲基苯并三唑、4-甲基苯并三唑、1-乙基苯并三唑、1-羟基苯并三唑、4-羧基苯并三唑、1-氯苯并三唑、5-氯苯并三唑、N-乙酰基苯并三唑、N-丁酰基苯并三唑、N-三甲基乙酰基苯并三唑、N-壬酰基苯并三唑、N-癸酰基苯并三唑、N-月桂酰基苯并三唑、N-硬脂酰基苯并三唑、N-油酰基苯并三唑、萘并三唑、甲苯基三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、(二)乙基氨基甲基苯并三唑、(二)丁基氨基甲基苯并三唑、(二)辛基氨基甲基苯并三唑、(二)十三烷基氨基甲基苯并三唑、(二)十八烷基氨基甲基苯并三唑、(二)环己基氨基甲基苯并三唑、(二)烯丙基氨基甲基苯并三唑、(二)苄基氨基甲基苯并三唑、(二)辛基氨基乙基苯并三唑、(二)辛基氨基癸基苯并三唑、(二)辛基氨基苄基苯并三唑等苯并三唑类;3-氨基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-乙基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-丙基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-丁基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-戊基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-己基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-庚基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-辛基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-壬基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-癸基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-十一烷基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-十二烷基-1,2,4-三唑等烷基氨基三唑类等。
作为四唑系衍生物,具体讲,可以举出例如四唑、1H-四唑、1-甲基四唑、1-乙基四唑、1-苯基四唑、2-甲基四唑、2-乙基四唑、5-甲基四唑、1,5-二甲基四唑、1-甲基-5-乙基四唑、5-甲氧基四唑、1-甲基-5-甲氧基四唑、2-乙基-5-甲氧基四唑、5-氨基四唑、5-氨基-2-苯基四唑、2-甲基-5-硝基四唑、1-甲基-5-苯基氨基四唑、1-甲基-5-甲基氨基四唑、2-苯基四唑、5-苯基四唑、1,5-二苯基四唑、2,5-二苯基四唑、1,5-环三亚甲基四唑、1,5-环四亚甲基四唑、1,5-环五亚甲基四唑、5-氯甲基-1-苯基四唑、5-溴四唑、1-氧代四唑、1,4-二氧代-5-苯基四唑、5-氧代四唑、5-氧代-1-甲基四唑、5-氧代-2-甲基四唑、2-氧代-5-苯基四唑、1-氨基-5-苯基四唑、5-氨基-2-苯基四唑、5-氨基-1-甲基四唑、5-氨基-2-甲基四唑、1-甲基-5-甲氧基四唑、1-甲基-5-N,N-二甲基氨基四唑、1,4-二甲基-5-甲基亚氨基四唑、1,3-二甲基-5-亚氨基四唑、1,5-二氨基四唑、1-氨基-5-苯胺基四唑、5-肼基四唑、1-氨基-5-肼基四唑、5-乙酰基-1-苯基四唑、5-四唑羧酸、5-四唑羧酸酰胺、5-氰基四唑、1-苯基-5-四唑羧酸、2-乙基-5-四唑羧酸、2-苯基-5-四唑羧酸、1-苯基-5-四唑基醋酸、1-苯基-5-四唑基丙酮酸、1-N,N-二甲基氨基醚四唑、5-四唑磺酸等四唑类;四唑啉酮、1,3-二甲基-5-四唑啉酮、1,4-二甲基-5-四唑啉酮、2,3-二苯基四唑鎓盐氯化物、5-氧代-2,3-二苯基四唑鎓盐、2,3-二苯基四唑鎓盐氢氧化物、2,3,5-三苯基四唑鎓盐氯化物、5-氨基-2,3-二苯基四唑鎓盐氯化物、5-羧基-2,3-二苯基四唑鎓盐氯化物等四唑啉酮类和四唑鎓盐类等。
作为硒二唑类,可以举出例如3,5-二苯基-1,2,4-硒二唑、2,5-二甲基-1,3,4-硒二唑、2,5-二苯基-1,3,4-硒二唑等。
作为高级烷基胺及其环氧乙烷加成物,可以举出例如十二烷基胺、十八烷基胺、二十烷基胺、壬基胺等。
作为α-或β-二羰基化合物、或者它们的胺加成物,可以举出例如乙二醛、丙酮醛、联乙酰、2,3-戊烷二酮、3,4-己烷二酮、3,4-庚烷二酮、3,4-辛烷二酮、4,5-壬烷二酮、4,5-癸烷二酮、5,6-十一烷二酮、1,2-环己烷二酮、乙酰丙酮、2,4-己烷二酮、2,4-庚烷二酮、2,4-辛烷二酮、3,5-辛烷二酮、4,6-癸烷二酮、5,7-十一烷二酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、3-甲基-2,4-戊烷二酮、2-乙酰基环戊酮、α-乙酰基-γ-丁内酯、2-乙基羰基环戊酮、α-乙基羰基-γ-丁内酯、2-丙基羰基环戊酮、α-丙基羰基-γ-丁内酯、2-丁基羰基环戊酮、α-丁基羰基-γ-丁内酯、2-乙酰基环己酮、α-乙酰基-δ-戊内酯、2-乙基羰基环己酮、α-乙基羰基-γ-戊内酯、2-丙基羰基环己酮、α-丙基羰基-γ-戊内酯、2-丁基羰基环己酮、α-丁基羰基-γ-戊内酯等。
作为脂肪族系硫醇化合物,可以举出例如1,1,3,3-四癸硫醇、1,1,3,3-四甲基丁烷-1-硫醇、1,10-癸烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、1,6-己烷二硫醇、1,9-壬烷二硫醇、1-辛烷硫醇、1-癸烷硫醇、1-十二烷硫醇、1-丁烷硫醇、1-丁烷硫醇铜盐、1-丙烷硫醇、1-十六烷硫醇、1-己烷硫醇、1-庚烷硫醇、1-戊烷硫醇、2-二乙基氨基乙烷硫醇盐酸盐、2-丁烷硫醇、2-丙烷硫醇、2-丙烯-1-硫醇、2-甲基-1-丙烷硫醇、2-甲基-2-丙烷硫醇、2-甲基-2-丙烯-1-硫醇、正壬烷硫醇、叔十四烷硫醇、叔十二烷硫醇、叔壬烷硫醇、叔十六烷硫醇、乙硫醇、谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽、巯基乙胺盐酸盐、巯基乙胺硫酸盐、巯基丙氨酸(L-巯基丙氨酸、D-巯基丙氨酸与它们的混合物)、巯基丙氨酸衍生物、磺基丙氨酸、磺基丙氨酸乙酯盐酸盐、二硫代赤藓醇、硫代乙酸、硫代苹果酸、酚硫杀、甲硫醇、巯基乙酸、巯基乙醇等脂肪族化合物类;巯基乙酸、巯基乙酸铵、巯基乙酸单乙醇胺、巯基乙酸甲酯、巯基乙酸辛酯、巯基乙酸甲氧基丁酯、乙二醇双巯基乙酸酯、丁二醇双巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基乙酸酯等巯基乙酸衍生物;3-巯基丙酸、巯基丙酸甲酯、巯基丙酸辛酯、巯基丙酸甲氧基丁酯、巯基丙酸癸酯、丁二醇双巯基丙酸酯、乙二醇双巯基丙酸酯、乙二醇双巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯、季戊四醇四巯基丙酸酯等巯基丙酸衍生物;巯基咪唑啉、萘硫醇、C6~C22的烷基硫醇等硫醇化合物等。
作为脂环式或芳香族系硫醇化合物,可以举出例如1,2-苯二硫醇、1,3-苯二硫醇、1,4-苯-二甲硫醇、2,5-二氯苯硫醇、2-氨基苯硫酚、2-萘硫醇、2-溴苯硫酚、2-甲氧基苯硫醇、3,4-二氯苯硫醇、3-苯基-1-丙硫醇、3-甲氧基苯硫醇、4-甲氧基-α-甲苯硫醇、4-甲氧基苯硫醇、邻巯基苯甲酸、对氯苯基甲硫醇、对环己基甲硫醇、对甲氧基苄基-S-(4,6-二甲基吡啶-2-基)硫醇碳酸酯、环己基甲硫醇、环己基硫醇、三苯基甲硫醇、甲苯-α-硫醇、日扁柏醇等。
作为硫醚类,可以举出例如二烯丙基硫醚、二己基硫醚、硫代二丙腈、硫代二丙酸、硫代二丙酸二辛酯、硫代二丙酸二甲酯、二苯基硫醚、二丁基硫醚、二甲基硫醚、双(2-(甲基丙烯酰基硫代)乙基)硫醚、双(2-氯乙基)硫醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-甲基丙烯酰基硫代苯基)硫醚、双(β-巯基乙基)硫醚、甲基硫代丙酸乙酯、1,2-双(2-羟基乙基硫代)乙烷等硫醚类;二烯丙基二硫醚、二苯基二硫醚、二叔丁基二硫醚、3,3’-二硫代二丙酸等二硫醚等。
作为巯基咪唑系衍生物,可以举出例如2-巯基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、2-巯基-4-咪唑羧酸、2-巯基-1,4-二甲基咪唑、2-巯基-1,5-二甲基咪唑、2-巯基-4,5-二甲基咪唑、2-巯基-1-苯基咪唑、2-巯基-4-苯基咪唑、2-巯基-4-甲基咪唑等巯基咪唑类;2-巯基苯并咪唑、2-巯基甲基苯并咪唑等巯基苯并咪唑类;2-巯基咪唑啉等咪唑啉类或巯基咪唑啉类等。
作为噻唑系衍生物,可以举出例如噻唑、2,4-二甲基噻唑、2,5-二甲基噻唑、4,5-二甲基噻唑、2,4-二甲基-5-硝基噻唑、2,5-二甲基-4-硝基噻唑、5-甲基-4(对硝基苯基)噻唑、2-甲基-4-苯基噻唑、4-甲基-5-苯基噻唑、5-甲基-4-苯基噻唑、2-甲氧基-4-甲基噻唑、5-甲氧基-4-甲基噻唑、4-甲基-2-苯基偶氮噻唑等噻唑类;2-巯基噻唑、2-巯基-4-甲基噻唑、2-巯基-4,5-二甲基噻唑、2-巯基-4-苯基噻唑、5-巯基-3(β-酞酰亚胺乙基)噻唑、2-巯基-4-甲基-5-噻唑羧酸、4-甲基-2-甲基巯基噻唑等巯基噻唑类;苯并噻唑、2-甲基苯并噻唑、2-(4’-吗啉代二硫代)苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺、N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺、4-甲基-2-苯并噻唑羧酸、6-甲基-2-苯并噻唑羧酸、2-甲基苯并噻唑乙醇碘、2,6-二甲基苯并噻唑等苯并噻唑类;2-巯基苯并噻唑、2-巯基-4-甲氧基苯并噻唑等巯基苯并噻唑类;2-巯基萘并[1,2]噻唑、2-巯基萘并[2,1]噻唑等巯基萘并噻唑类;3-甲基-2-亚甲基巯基噻唑啉、2-巯基-4-甲基-2-噻唑啉、2-巯基-5-甲基-2-噻唑啉等噻唑啉类或巯基噻唑啉类;噻唑啉酮、2-巯基-5-噻唑啉酮等噻唑啉酮类或巯基噻唑啉酮类等。
作为噻二唑系衍生物,可以举出例如1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,3,4-噻二唑、1,2,3-噻二唑-4-羧酸、1,2,3-噻二唑-4,5-二羧酸、1,3,5-噻二唑-2,5-二磺酸、5,5’-二甲基-2,2’-双(1,3,4-噻二唑)、2-巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-5-乙基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-5-苯基-1,3,4-噻二唑、5-巯基-3-苯基-1,2,4-噻二唑、2-巯基-5-硫代甲基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-苯并噻二唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、3,5-二巯基-1,2,4-噻二唑、5-甲基-1,2,3-噻二唑、5-苯基-1,2,3-噻二唑、4,5-二苯基-1,2,3-噻二唑、5-甲基-1,2,3-噻二唑-4-羧酸、5-苯基-1,2,3-噻二唑-4-羧酸、1,2,3-苯并噻二唑、4-氧代-1,2,3-苯并噻二唑、5-氧代-1,2,3-苯并噻二唑、6-氧代-1,2,3-苯并噻二唑、4-氨基-1,2,3-噻二唑、3,5-二苯基-1,2,4-噻二唑、5-苯胺基-3-苯基-1,2,4-噻二唑、双(5-氯-3-(1,2,4-噻二唑基))二硫醚、5-氨基-1,2,4-噻二唑、5-亚氨基-4-甲基-1,2,4-噻二唑、2-苯基-1,3,4-噻二唑、2,5-二甲基-1,3,4-噻二唑、5,5’-二苯基-2,2’-双(1,3,4-噻二唑)、2-氧代-5-苯基-1,3,4-噻二唑、3-苯基-5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-硫酮、2-氨基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-甲基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-氧代-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-氨基甲基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-(β-氨基乙基)-1,3,4-噻二唑、2,5-二氨基-1,3,4-噻二唑、5-亚氨基-2,4-二苯基-δ-1,3,4-噻二唑啉、2-巯基-5-硫代甲基-1,3,4-噻二唑、2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2-苄基巯基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-4-苯基-1,3,4-噻二唑啉-5-硫酮、2-硫代乙酸-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2,5-二硫代乙酸-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2,5-二硫代乙酸-1,3,4-噻二唑等噻二唑类;2-巯基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮、2-巯基-4-甲基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮、2-巯基-4-苯基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮、2-氨基-4-巯基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮、2-氧代-4-苯基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮、2-异丙基-4-苄基-1,3,4-噻二唑-5-啉酮等噻二唑啉酮类等。
作为三嗪硫醇系衍生物,可以举出例如1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇、6-苯胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二甲基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二乙基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二丁基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二辛基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二月桂基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇、6-二硬脂基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇等。
作为巯基三唑系衍生物,可以举出例如3-巯基-1,5-二苯基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、3-巯基-4-甲基-1,2,4-三唑、3-巯基-1-苯基-1,2,4-三唑、5-巯基-1-苯基-1,2,4-三唑、5-巯基-1,2,4-三唑-3-醋酸等巯基三唑类;3,5-二巯基-1,2,4-三唑、3,5-二巯基-1-苯基-1,2,4-三唑、3,5-二巯基-1,4-二苯基-1,2,4-三唑等二巯基三唑类等。
作为巯基四唑系衍生物,可以举出例如1-甲基-5-巯基四唑、1-环己基-5-巯基四唑、1-羧甲基-5-巯基四唑、1-苯基-5-巯基四唑、5-巯基四唑、5-巯基-1-甲基四唑、5-巯基-1-乙基四唑、5-巯基-1-羧甲基四唑、5-巯基-1-环己基四唑、5-巯基-1-苯基四唑、5-巯基-1-(羟基苯基)四唑、5-巯基-1-(乙酰胺苯基)四唑等、溴化3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)2,5-二苯基2H-四唑鎓、5-氨基-1H-四唑等巯基四唑类等。
上述化合物,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
本发明的具有防止金属变色功能的化合物的添加量,没有特别限制,优选相对于金属微粒100重量份为0.01~40重量份的比例。将本发明的金属微粒用作为导电性材料时,进一步优选为0.1~20重量份。当小于0.01重量份时,不能获得充分的防变色功能,因此不优选。另外,当添加得超过40重量份时,由于防变色功能饱和,所以即使添加也不能得到更好的效果,而且会存在与防变色不相关的化合物,导致有可能使导电性和覆膜特性恶化,因此不优选。
在本发明的金属微粒分散体的制造方法中,优选在分散剂的存在下进行还原反应。此时的分散剂被认为是,存在于非极性溶剂相及非极性溶剂与水相的界面,协助金属微粒从水相移动,另外,还起到使被萃取的金属微粒稳定化的作用。
作为上述分散剂,具有一个或多个对颜料或金属表面的亲和性基团,代表性的可以举出通常已知为用作颜料分散剂的化合物。作为上述亲和性基团,因颜料或金属的种类而异,通常可以举出例如氨基、季铵、羟基、氰基、羧基、硫醇基、磺酸基等极性基团,但并不限于这些。这些亲和性基团可以包含在化合物主链、侧链、或者侧链和主链双方。
作为具有上述亲和性基团的化合物,没有特别限制,优选使用例如胺化合物、颜料分散剂、表面活性剂、脂肪酸等。
作为胺化合物,没有特别限制,可以举出例如丙胺、丁胺、己胺、二乙胺、二丙胺、二甲基乙胺、二乙基甲胺、三乙胺、乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、1,3-二氨基丙烷、三乙四胺、四乙五胺等脂肪族胺;哌啶、N-甲基哌啶、哌嗪、N,N’-二甲基哌嗪、吡咯烷、N-甲基吡咯烷、吗啉等脂环式胺;苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、甲苯胺、茴香胺、氨基苯乙醚等芳香族胺;苄胺、N-甲基苄胺、N,N-二甲基苄胺、苯乙基胺、苯二甲胺、N,N,N’,N’-四甲基苯二甲胺等芳烷基胺等;甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙醇、二乙基氨基乙醇、三乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、丙醇胺、2-(3-氨基丙基氨基)乙醇、丁醇胺、己醇胺、二甲基氨基丙醇等烷醇胺等。其中,优选烷醇胺类。这些可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,也可以组合使用胺化合物和胺以外的上述化合物。
作为颜料分散剂,没有特别限制,可以使用通常作为颜料分散剂销售的商品,可以举出例如日本路博润株式会社制造的Solsperse 3000、Solsperse 9000、Solsperse 17000、Solsperse 24000、Solsperse 28000、Solsperse 32000、Solsperse35100、Solsperse 36000、Solsperse 41000;埃夫卡助剂公司制造的EFKA 4009、EFKA 4046、EFKA 4047、EFKA 4080、EFKA 4010、EFKA 4015、EFKA 4050、EFKA 4055、EFKA 4060、EFKA 4330、EFKA 4300、EFKA 7462;味之素精细化学株式会社制造的AJISPER PB821、AJISPER PB711、AJISPER PB822、AJISPER PN411、AJISPER PA111;科宁日本株式会社制造的TEXAPHORUV20、TEXAPHORUV21、TEXAPHORP61;毕克化学日本株式会社制造的Disperbyk-101、Disperbyk-103、Disperbyk-106、Disperbyk-110、Disperbyk-111、Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-163、Disperbyk-164、 Disperbyk-166、Disperbyk-167、Disperbyk-168、Disperbyk-170、Disperbyk-171、Disperbyk-174、Disperbyk-180、Disperbyk-182等,但并不限于这些。这些颜料分散剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,也可以组合使用颜料分散剂和颜料分散剂以外的上述化合物。
表面活性剂是通常同时具有极性基团和非极性基团的物质,根据极性基团的结构被分为阴离子系、非离子系、两性离子系、阳离子系。除了单独也可以形成胶束而稳定地存在于溶剂中以外,还起到吸附在粒子表面而协助稳定化的作用,因此适宜地用作为颜料或无机微粒的分散稳定化剂。
在本发明的金属微粒分散体的制造方法中,使用表面活性剂时没有特别限制,可以使用通常作为表面活性剂被销售的化合物。可以举出例如高级脂肪酸盐、α-磺基脂肪酸甲酯盐、烷基苯磺酸盐类、烷基硫酸酯盐、烷基醚硫酸酯盐、单烷基磷酸酯盐、α-烯烃磺酸盐、链烷磺酸盐等阴离子系表面活性剂;甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯烷基醚、烷基葡糖苷、聚氧乙烯烷基苯基醚等非离子系表面活性剂;烷基氨基脂肪酸盐、烷基甜菜碱、烷基氧化胺等两性离子系表面活性剂;烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、N-甲基双羟基乙基胺脂肪酸酯盐酸盐等阳离子系表面活性剂等。
另外,也可以使用氟系表面活性剂、烯丙基系反应性表面活性剂等反应性表面活性剂、阳离子性纤维素衍生物、聚羧酸、聚苯乙烯磺酸等高分子表面活性剂。这些也被作为湿润分散剂来销售,可以举出例如埃夫卡助剂公司制造的EFKA 5010、EFKA 5044、EFKA 5244、EFKA 5054、EFKA 5055、EFKA 5063、EFKA 5064、EFKA 5065、EFKA 5066、EFKA 5070、EFKA 5071、EFKA 5207;毕克化学日本株式会社制造的Disperbyk-101、Disperbyk-108、Disperbyk-130等。这些表面活性剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,也可以组合使用表面活性剂和表面活性剂以外的上述化合物。
作为用作上述分散剂的脂肪酸,没有特别限制,可以使用通常被已知为脂肪酸的物质,可以使用与合成金属微粒时使用的脂肪酸相同或不同的脂肪酸。脂肪酸没有特别限制,作为直链饱和脂肪酸,可以举出例如丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十九烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等。作为直链不饱和脂肪酸,可以举出例如丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、十一碳烯酸、油酸、反油酸、鲸蜡烯酸、芥酸、巴西烯酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、丙炔酸、硬脂炔酸等。其中,考虑到稳定性和低温分解性,可以举出己酸、庚酸、辛酸、十四酸、油酸、十八烷酸等。
作为支链脂肪酸,可以举出2-乙基己酸、2-乙基异己酸、2-丙基庚酸、2-丁基辛酸、2-异丁基异辛酸、2-戊基壬酸、2-异戊基壬酸、2-己基癸酸、2-己基异癸酸、2-丁基十二烷酸、2-异丁基十二烷酸、2-庚基十一烷酸、2-异庚基十一烷酸、2-异庚基异十一烷酸、2-十二烷基己酸、2-异十二烷基己酸、2-辛基十二烷酸、2-异辛基十二烷酸、2-辛基异十二烷酸、2-壬基十三烷酸、2-异壬基异十三烷酸、2-癸基十二烷酸、2-异癸基十二烷酸、2-癸基异十二烷酸、2-癸基十四烷酸、2-辛基十六烷酸、2-异辛基十六烷酸、2-十一烷基十五烷酸、2-异十一烷基十五烷酸、2-十二烷基十七烷酸、2-异十二烷基异十七烷酸、2-癸基十八烷酸、2-癸基异十八烷酸、2-十三烷基十七烷酸、2-异十三烷基异十七烷酸、2-十四烷基十八烷酸、2-异十四烷基十八烷酸、2-十六烷基十六烷酸、2-十六烷基十四烷酸、2-十六烷基异十六烷酸、2-异十六烷基异十六烷酸、2-十五烷基十九烷酸、2-异十五烷基异十九烷酸、2-十四烷基二十二烷酸、2-异十四烷基二十二烷酸、2-十四烷基异二十二烷酸、2-异十四烷基异二十二烷酸等。
作为三级脂肪酸,可以举出例如三甲基乙酸、新壬酸、新癸酸、耶库酸9(出光石油化学制)、耶库酸13(出光石油化学制)等。
这些脂肪酸可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,也可以组合使用脂肪酸和脂肪酸以外的上述化合物。
关于分散剂的添加量,没有特别限制,投入时优选相对于分散体中的金属微粒100重量份,分散剂合计成为1~2000重量份的比例。进而优选为10~100重量份。当添加量小于1重量份时,无法获得因添加分散剂带来的充分的效果,另外,当超过2000重量份时,对稳定化没有贡献的剩余的分散剂就会存在于分散体中,不仅从成本上不利,而且有可能导致分散体中的金属浓度下降或阻碍导电性等带来不良影响,所以不优选。
另外,在本发明的制造方法中,也可以在萃取剂的存在下进行还原反应。作为萃取剂,适宜使用硫化合物或胺化合物,优选可溶于非水性溶剂的物质。萃取剂起到协助被还原的金属粒子从水相萃取到非水性溶剂相的作用,可使金属微粒的收率提高。另外,当金属粒子被萃取到非水性溶剂相后,由于存在于金属微粒表面附近,所以可根据添加的化合物赋予各种各样的功能。
本发明的金属微粒分散体的制造方法中的还原反应,虽然在室温也可以充分地完成,但也可以加热进行反应。但是,如果过于高温,会导致金属粒子的布朗运动变得激烈,有可能容易发生凝集,或者当使用分散剂时,有可能导致分散剂因热而变性,所以优选在90℃以下进行还原反应。进而优选在70℃以下进行。
本发明的金属微粒分散体的制造方法中,可以是整个反应都在大气中进行,但为了防止所生成金属微粒的氧化或硫化,或者因氧存在而引起的副反应的发生,也可以在例如氮或氩等惰性气体氛围下进行。
本发明的金属微粒分散体的制造方法中,可以根据需要在除去水相后,使用加热或减压蒸馏等方法去除一部分非水性溶剂,浓缩到任意浓度。另外,也可以在完全去除非水性溶剂后,根据目的加入不同于合成时的溶剂,进行再分散,将金属微粒分散体调节到任意浓度。此时的溶剂可以是非水性溶剂也可以是水性溶剂,但优选为能够使存在于金属微粒附近的脂肪酸、或者当使用分散剂时可使该化合物溶解的溶剂。
作为上述去除非水性溶剂时的方法,没有特别限制,例如可以是加热、减压蒸馏,或者当使用分散剂时,根据分散剂添加不能溶解分散剂的贫溶剂,使金属微粒沉淀以固体形式取出后,用任意溶剂再分散也可以。
用本发明的方法制造出的金属微粒的粒径,可以根据需要调节,优选为0.1~200nm,更优选为1~100nm。进而,当以低温熔粘形成导电性覆膜时,金属微粒的粒径优选为1~80nm。粒径可以根据粒子合成时的反应条件、还原剂、颜料分散剂、原料浓度等来调节。
另外,关于用本发明的制造方法制造出的金属微粒的形状,可以根据用作为原料的材料、液体介质的种类、还原条件等条件,制造出各种各样形状的物质,其中,具有球状或近似球状的形状的物质,由于作为分散体的稳定性良好,并且用作为导电性材料时可以获得良好的导电性,所以优选。
接着,说明本发明的导电性树脂组合物或导电性油墨。
本发明的导电性树脂组合物或导电性油墨,含有用本发明的方法制造出的金属微粒分散体。为了获得良好的导电性覆膜,尽量不含有金属微粒分散体以外的成分。在基材上形成由本发明的制造方法制造出的金属微粒分散体的薄膜,烧成该膜,就可以形成导电性覆膜,因此由本发明的制造方法制造出的金属微粒分散体也可以说是一种油墨或导电性涂料等覆膜形成材料,但考虑到印刷性或涂布性、导电性膜的覆膜形成性等,则优选为树脂组合物或印刷油墨的形态。在制造树脂组合物或印刷油墨时,为了赋予或提高作为树脂组合物或油墨的物性,可以含有由树脂、其前体、或它们的混合物形成的载体,进而根据需要含有金属粉、金属粉以外的导电性粉末,或者含有增塑剂、润滑剂、分散剂、流平剂、消泡剂、抗静电剂、抗氧化剂、螯合剂等通常使用的各种添加剂,可以在不损害覆盖金属微粒的分散剂的溶解性的范围内,使用各种液状介质。
作为上述添加剂的金属粉的形状,可以是箔状、薄片状、球状、近似球状、针状、鳞片状、板状、树枝状、其他任意形状,也可以使用这些各种各样形状的混合物。从油墨的导电性、流动性的角度考虑,优选薄片状、球状的金属粉。作为薄片状的金属粉,优选由激光衍射法测定的平均粒径为1~10μm的物质。作为球状的金属粉,优选平均粒径为1~10μm的物质,但也可以使用二次凝集体的物质。进而,当薄片状的情况,适宜使用振实密度为2.0~6.0g/cm3、比表面积为0.2~2.0m2/g的粉末;当球状的情况,适宜使用振实密度为1.5~6.0g/cm3、比表面积为0.1~2.5m2/g的粉末。含有金属微粒分散体和片状和/或球状的金属粉的导电性油墨中,金属微粒对片状和/或球状的金属粉起到滚轴的作用,使导电性油墨的流动性提高。同时,还能促进导电性物质的细密填充化,所以在低温也可以获得低电阻值。另外,作为其他的导电性粉末,可以举出例如被金属覆盖的无机物粉末、氧化银、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化锡、锑掺杂氧化锡、铟-锡复合氧化物等金属氧化物、或者碳黑、石墨等。这些导电性物质也可以组合使用两种以上。
由树脂、其前体、或它们的混合物形成的载体,要么将金属微粒或金属粉等导电性物质固着在各种基材上,要么赋予物性,起到维持作为印刷油墨或树脂组合物的性能的作用。
作为树脂,可以举出例如聚氨酯树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、丁缩醛树脂、乙缩醛树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯/丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、硝基纤维素、苄基纤维素、纤维素(三)醋酸酯、酪蛋白、虫胶、硬沥青、明胶、苯乙烯-马来酸酐树脂、聚丁二烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、乙烯醋酸乙烯酯树脂、氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯/醋酸乙烯酯/马来酸共聚物树脂、氟树脂、硅树脂、环氧树脂、苯氧基树脂、酚树脂、马来酸树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、酮树脂、石油树脂、松香、松香酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟基乙基甲基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基乙基纤维素、羧甲基硝基纤维素、乙烯/乙烯醇树脂、氯化聚烯烃树脂、改性氯化聚烯烃树脂、氯化聚氨酯树脂等,可以将从这些树脂中选出的一种或两种以上,根据印刷或涂布方法的种类和使用基材的种类或用途来使用。这些树脂也可以是具有粘着性的物质。
作为树脂的前体,可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯化合物、乙烯基醚化合物、聚烯丙基化合物等具有乙烯性不饱和双键的化合物。这些化合物可以使用一种或两种以上。
在本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物中,当作为载体含有液状的树脂前体时,可以调制成对紫外线、电子射线等活性能量射线具有固化性的无溶剂型油墨或树脂组合物。另外,当作为载体含有树脂而不含液状的树脂前体时,为了在溶解树脂的同时,使金属微粒或金属粉分散稳定化,对导电性油墨、树脂组合物赋予印刷适应性或涂布特性等,可以使其含有液状介质,调制成一般的热干燥型油墨或热干燥型涂料等。
在本发明的导电性油墨或树脂组合物中使用的液状介质,只要是不损害覆盖金属微粒的分散剂的溶解性的物质则没有特别限制,根据被用作载体的树脂、导电性覆膜、形成导电性图案的基材、印刷和涂布方法等的种类,可以使用例如酯系溶剂、酮系溶剂、二醇醚系溶剂、脂肪族系溶剂、芳香族系溶剂、醇系溶剂、醚系溶剂、水等,根据需要也可以将这些的两种以上混合使用。
作为上述酯系溶剂,具体地可以举出例如甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸(异)戊酯、乙酸环己酯、乳酸乙酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸仲己酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙酸异戊酯、γ-丁内酯等;作为酮系溶剂,可以举出例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、二乙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、二丙基酮、二异丁基酮、甲基戊基酮、丙酮基丙酮、异佛尔酮、环己酮、甲基环己酮等。
另外,作为二醇醚系溶剂,可以举出例如乙二醇单乙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、三乙二醇单正丙基醚、三乙二醇单正丁基醚、三丙二醇单乙基醚、三丙二醇单正丙基醚、三丙二醇单正丁基醚、以及这些单醚类的乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚等二烷基醚类。
作为脂肪族系溶剂,可以举出例如作为正链烷烃系溶剂的正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二烷、0号溶剂L、M、H(新日本石油株式会社制造)、正链烷烃SL、L、M(新日本石油株式会社制造);作为异链烷烃系溶剂的异己烷、2,2,3-三甲基戊烷、异辛烷、2,2,5-三甲基己烷、异溶剂(アイソゾ一ル)200、300、400(新日本石油株式会社制造)、超溶剂(ス一パゾル)FP2、25、30、38(出光兴产株式会社制造);作为环烷烃系溶剂的环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、环烷溶剂(ナフテゾ一ル)160、200、220(新日本石油株式会社制造)、AF溶剂4号、5号、6号、7号(新日本石油株式会社制造)等。
作为芳香族系溶剂,可以举出例如甲苯、二甲苯、乙基苯、萘、萘满、溶剂油等。
作为醇系溶剂,可以举出例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊醇、仲异戊醇、新戊醇、己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、苄醇、α-萜品醇、环己醇、3-甲氧基丁醇、二丙酮醇等。
作为醚系溶剂,可以举出例如四氢呋喃、1,3-二噁茂烷等环状醚。另外,作为其他的液状介质,可以举出碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二正丁酯。
上述液状介质,可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
另外,对含有树脂前体的本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物照射电子射线使其固化时,借助树脂前体(具有乙烯性不饱和双键的化合物)的分子链断裂来引起自由基聚合,当照射紫外线时,通常是在导电性油墨中添加光聚合引发剂。作为光聚合引发剂可以举出例如二苯甲酮系、噻吨酮系、苯乙酮系、苯偶因系、酰基膦氧化物系、二咪唑系、吖啶系、咔唑-苯酮系、三嗪系、肟系等。
含有树脂前体的本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物中,可以进一步与光聚合引发剂一起含有光聚合促进剂、增感剂。作为光聚合促进剂及增感剂,可以举出例如三乙醇胺、三异丙醇胺、4,4-二甲基氨基二苯甲酮、2-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯等脂肪族或芳香族的胺类。
另外,在含有树脂前体的本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物中,出于提高导电性油墨或导电性树脂组合物的稳定性的目的,可以含有(热)阻聚剂。作为(热)阻聚剂,可以举出例如氢醌、氢醌单甲基醚、对苯醌、2,6-叔丁基对甲酚、2,3-二甲基-6-叔丁基苯酚、蒽醌、吩噻嗪、N-亚硝基苯基羟基胺铝盐等。
本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物中,可以根据需要含有增塑剂、润滑剂、分散剂、流平剂、消泡剂、抗静电剂、抗氧化剂、螯合剂等通常使用的各种添加剂,进而,也可以在不违反本发明目的的范围内含有通常使用的有机·无机填充剂,也可以含有粘着剂成分,使用导电性油墨或导电性树脂组合物来作为形成粘着剂层的导电性粘着组合物。
本发明的导电性油墨和导电性树脂组合物,可以如下制造。也即,称取金属微粒分散体以及根据需要的金属粉后,添加根据用途、基材来选择的树脂和/或树脂的前体,进而根据需要混合增塑剂、润滑剂、分散剂、流平剂、消泡剂、抗静电剂、抗氧化剂、螯合剂等添加剂,使用以往公知的方法,例如使用混合机、溶解器、实验室用研磨机、三辊研磨机、砂磨机等分散来制造。本发明的导电性油墨和导电性树脂组合物,通过含有金属微粒和根据需要的金属粉,容易地确保流动性、分散稳定性,所以可以简单地分散添加物。
最后,说明使用本发明的导电性油墨和导电性树脂组合物形成的导电性覆膜。
对于上述导电性覆膜的形态,没有特别限制,可以举出可由通常的印刷法形成的图案,或者由印刷或涂布等得到的全面披覆膜等。作为可由印刷法形成的图案,可以举出例如细线状、膜状、格子状、回路状等形态。作为其用途,可以举出微细导电回路、电磁波屏蔽、电极、天线回路、代替镀敷、印刷电子学用导电材料、柔性基板回路等,但并不限于这些。另外,作为使用导电性树脂组合物的覆膜,并不限于这些,可以举出例如当层压·层叠时应用为导电性粘接剂来形成的电磁波屏蔽层,在TV或手机的里侧,例如通过喷涂等涂布而设置的电磁波屏蔽层等。
本发明的导电性覆膜,可以根据使用用途,在纸、塑料、玻璃等基材的单面或双面,使用柔性版印刷、凹版印刷、凹版胶版印刷、喷墨印刷、胶版印刷、旋转丝网印刷、凸版印刷、喷涂、旋涂、模涂、刮板涂布、刮刀涂布、浸涂、落帘涂布、辊涂、棒涂等以往公知的方法,印刷·涂布本发明的导电性油墨或导电性树脂组合物来形成。
作为纸基材,除了铜版纸、非铜版纸以外,还可以使用合成纸、聚乙烯铜版纸、含浸纸、耐水加工纸、绝缘纸、伸缩加工纸等各种加工纸,为了获得作为导电回路的稳定的导电性,优选为铜版纸、加工纸。铜版纸的情况,平滑度越高的纸导电性覆膜的性能越稳定,所以越优选。
作为塑料基材,可以使用聚酯、聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、氯乙烯、偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚酰亚胺、聚碳酸酯等通常的塑料基材。在塑料或玻璃基材的表面,出于提高密合性的目的,可以根据需要实施电晕放电处理或等离子体处理,或者涂布聚氨酯、聚异氰酸酯、有机钛酸酯、聚亚乙基亚胺、聚丁二烯等增黏涂层剂。
通过使用本发明的导电性油墨、导电性树脂组合物,可以通过通常的印刷·涂布方法形成导电性覆膜,所以可以利用现有设备来设计。也即,可以在实施了用来提高花纹等外观设计性的通常印刷后,直接印刷导电性覆膜、回路来形成,所以,与以往采用蚀刻法或转印法的方法相比,从生产率、初期投资成本、运转成本方面显著优异。
进而,在形成导电性覆膜之前的工序中,出于提高导电性覆膜与基材之间的密合性的目的,可以在基材上涂布增黏涂层剂或各种清漆,另外也可以在形成导电性覆膜后,出于保护该覆膜的目的而涂布外涂清漆、各种涂层剂等。作为这些各种清漆、涂层剂,从环境方面考虑优选活性能量射线固化型。
另外,也可以在导电性覆膜上涂布粘接剂后,直接粘接到印刷有花纹等的纸基材或塑料膜,或者通过塑料的熔融挤出等来层压,获得电磁波屏蔽膜或非接触型媒介。当然,也可以使用预先涂布有粘着剂、粘接剂的基材,进而也可以使导电性覆膜具有粘着性。
另外,使用上述印刷·涂布方式,形成导电性覆膜,在通常的热干燥后或者使用活性能量射线固化后,出于进一步减少导电性覆膜的电阻值或提高电阻值的稳定性的目的,通过热风干燥烘箱对导电性覆膜进行加热也可以。加热温度没有特别限制,优选根据使用的基材或印刷速度,以可使用的温度加热。加热可以通过热辊或热压辊来进行。通过热辊或热压辊进行加热的话,导电性覆膜的电阻值稳定,进而当用作为非接触媒介的天线回路时,涉及到电波的收发信息的稳定化,所以优选。
实施例
下面,基于实施例更具体地说明本发明,但本发明并不限于这些。在实施例中“份”和“%”分别表示“重量份”和“重量%”。另外,银浓度和金浓度,是使用热分析测定装置(日立制作所株式会社制造的“TG-DTA”)测定的数据。
实施例1
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,边导入氮气边投入甲苯91.1份、作为颜料分散剂的Solsperse 32000(日本路博润株式会社制造)3.2份,使其溶解后,在50℃下边搅拌边滴加20%琥珀酸二酰肼水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),生成均匀的液滴。在烧杯中称取1M硝酸银水溶液100份,边搅拌边滴加25%氨水27.3份(相对于1摩尔金属为4摩尔倍)后,将得到的氨络合物水溶液滴加到上述甲苯溶液中,在30℃进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体,具有流动性,在417nm处有强吸收,银微粒的平均粒径为7±2nm,表现为均匀,银浓度为78%。该银微粒分散体的收率为89%,在40℃保存1个月后,吸收和粒径也都稳定。
实施例2
除了将颜料分散剂的添加量变更为0.5份以外,与实施例1同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体,具有流动性,在429nm处有宽的吸收,银微粒的平均粒径为15±10nm,表现为分布宽,银浓度为50%。该银微粒分散体的收率为40%,在40℃保存1个月后,粒径变为50nm。
实施例3
除了将25%氨水的添加量变更为40.9份(相对于1摩尔金属为6摩尔倍)以外,与实施例1同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒,具有流动性,在416nm处有强吸收,银微粒的平均粒径为5±2nm,表现为均匀,银浓度为76%。该银微粒分散体的收率为85%,在40℃保存1个月后,吸收和粒径也都稳定。
实施例4
除了将20%琥珀酸二酰肼水溶液的添加量变更为36.6份(相对于1摩尔金属为1摩尔倍的酰肼基)以外,与实施例1同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒,具有流动性,在420nm处有强吸收,银微粒的平均粒径为8±3nm,表现为均匀,银浓度为80%。该银微粒分散体的收率为90%,在40℃保存1个月后,吸收和粒径也都稳定。
实施例5
除了将还原剂变更为10%己二酸二酰肼水溶液174.2份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基)以外,与实施例1同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒,具有流动性,在424nm处有稍微宽的吸收,银微粒的平均粒径为10±5nm,银浓度为75%。该银微粒分散体的收率为80%,在40℃保存1个月后,吸收和粒径也都稳定。
实施例6
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,边导入氮气边投入甲苯91.1份、作为颜料分散剂的solsperse 32000(日本路博润株式会社制造)5.9份,使其溶解后,在50℃下边搅拌边滴加20%琥珀酸二酰肼水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),生成均匀的液滴。在烧杯中称取1M氯金酸水溶液100份,边搅拌边滴加25%氨水27.3份(相对于1摩尔金属为4摩尔倍)后,将得到的氨络合物水溶液滴加到上述甲苯溶液中,在30℃进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到金微粒分散体甲苯溶液。所得金微粒分散体,具有流动性,在531nm处有强吸收,金微粒的平均粒径为5±2nm,表现为均匀,金浓度为70%。该金微粒分散体的收率为83%,在40℃保存1个月后,吸收和粒径也都稳定。
实施例7
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,边导入氮气边投入甲苯91.1份、作为颜料分散剂的solsperse 32000(日本路博润株式会社制造)3.2份,使其溶解后,在50℃下边搅拌边滴加20%琥珀酸二酰肼水溶液73.1份,生成均匀的液滴。将1M硝酸银水溶液100份滴加到上述甲苯溶液中,在30℃进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体,具有流动性,在430nm处有稍微宽的吸收,银微粒的平均粒径为20±5nm,但由于生成了凝集沉淀,所以银浓度为45%。该银微粒分散体的收率为40%,在40℃保存1个月后,可观察到若干沉淀物。
比较例1
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,边导入氮气边投入甲苯91.1份、作为颜料分散剂的solsperse 32000(日本路博润株式会社制造)3.2份,使其溶解后,在50℃下边搅拌边滴加硼氢化钠3.8份,生成均匀的液滴。在烧杯中称取1M氯金酸水溶液100份,边搅拌边滴加25%氨水27.3份后,将得到的氨络合物溶液滴加到上述甲苯溶液中,在30℃进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体,具有流动性,在432nm处有宽的吸收,银微粒的平均粒径为25±10nm,表现为粒径分布宽,由于生成了凝集沉淀,所以银浓度为39%。该银微粒分散体的收率为30%,在40℃保存1个月后,凝集、沉淀。
实施例8
将实施例1中得到的银微粒分散体5.4份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)13.8份、液状介质(异佛尔酮)33.3份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用旋转丝网印刷机(施托克印刷(StorkPrints)日本株式会社制造,版:405目),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度50μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性回路图案。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到80℃。
实施例9
将实施例2中得到的银微粒分散体7.5份、球状金属粉(美泰乐公司制造的“C-0083P”,平均粒径1.3μm、振实密度2.5g/cm3、比表面积1.7m2/g)71.3份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)21.3份、液状介质(异佛尔酮)42.9份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,与实施例8同样地印刷导电性回路图案,干燥,形成导电性回路图案。
实施例10
将实施例3中得到的银微粒分散体3.6份、薄片状银粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)87.3份、聚氨酯树脂(荒川化学工业株式会社制造的“聚氨酯75”)9.1份、液状介质(异丙醇/乙酸乙酯=8/2,重量比)53.8份进行混合,用溶解器搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用CI型柔性版印刷机(W&H公司制造的“SOLOFLEX”,网纹:120线/英寸),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度50μm)上柔性版印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性回路图案。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到50℃。
实施例11
将实施例4中得到的银微粒分散体10.6份、薄片状银粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)53.6份、球状金属粉(美泰乐公司制造的“C-0083P”,平均粒径1.3μm、振实密度2.5g/cm3、比表面积1.7m2/g)22.9份、聚氨酯树脂(荒川化学工业株式会社制造的“聚氨酯75”)20.0份、液状介质(异丙醇/乙酸乙酯=8/2,重量比)46.7份进行混合,用溶解器搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,与实施例10同样地进行柔性版印刷,干燥,得到导电性回路图案。
实施例12
将实施例5中得到的银微粒分散体3.2份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)77.6份、聚酯丙烯酸酯(大赛璐UCB株式会社制造的“Ebecryl80”)19.2份、光聚合引发剂(汽巴精化公司制造的“Irgacure907”)2份进行混合,用溶解器搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用CI型柔性版印刷机(W&H公司制造的“SOLOFLEX”,网纹:120线/英寸),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度50μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,照射紫外线,形成导电性回路图案。
实施例13
将实施例6中得到的金微粒分散体6.1份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)13.2份、液状介质(异佛尔酮)42.9份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,与实施例8同样地旋转丝网印刷导电性回路图案,干燥,形成导电性回路图案。
实施例14
将实施例7中得到的银微粒分散体10.9份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)8.4份、液状介质(异佛尔酮)33.3份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,与实施例8同样地旋转丝网印刷导电性回路图案,干燥,形成导电性回路图案。
比较例2
将比较例1中得到的银微粒分散体6.9份、薄片状银粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均相当于圆的粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)87.3份、聚氨酯树脂(荒川化学工业株式会社制造的“聚氨酯75”)7.7份、液状介质(异丙醇/乙酸乙酯=8/2,重量比)51.9份进行混合,用溶解器搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,与实施例10同样地柔性版印刷,干燥,形成导电性回路图案。
实施例15
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,在氮气氛围下,在室温边搅拌边投入甲苯200份和油酸银38.9份,制成0.5M的溶液后,添加作为分散剂的二乙基氨基乙醇(DEAE)2.3份(相对于1摩尔金属为0.2摩尔倍),使其溶解。然后,滴加20%琥珀酸二酰肼(以下简写为SUDH)水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),结果液体颜色从淡黄色变成深棕色。进而,为了促进反应,升温到40℃,进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为7±2nm,银浓度为73%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例16
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,在氮气氛围下,在室温边搅拌边投入甲苯200份和丙酸银18.1份,制成0.5M的溶液后,添加作为分散剂的二乙基氨基乙醇2.3份(相对于1摩尔金属为0.2摩尔倍)、油酸2.8份(相对于1摩尔金属为0.1摩尔倍),使其溶解。然后,滴加20%的SUDH水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),结果液体颜色从淡黄色变成深棕色。进而,为了促进反应,升温到40℃,进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为5±2nm,银浓度为75%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例17
除了将原料的金属盐变更为戊酸银20.9份以外,与实施例16同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为5±1nm,银浓度为82%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例18
除了将原料的金属盐变更为己酸银22.3份以外,与实施例16同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为5±2nm,银浓度为80%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例19
除了将还原剂变更为20%己二酸二酰肼(ADH)水溶液174.2份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基)份以外,与实施例17同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为6±2nm,银浓度为75%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例20
除了将原料的金属盐变更为十四烷酸银33.5份以外,与实施例16同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为8±2nm,银浓度为72%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例21
除了将原料的金属盐变更为十八烷酸银39.1份以外,与实施例16同样地操作而得到银微粒分散体。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为8±2nm,银浓度为65%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
实施例22
除了将原料的金属盐变更为戊酸铜26.6份,且将还原剂变更为20%的SUDH水溶液292.3份(相对于1摩尔金属为4摩尔倍的酰肼基)以外,与实施例16同样地操作而得到红色的铜微粒分散体。所得铜微粒分散体的铜微粒的平均粒径为7±2nm,铜浓度为50%,在40℃保存1个月后,平均粒径虽然变成10±2nm,但并没有发生凝集,是稳定的。
实施例23
除了将原料的金属盐变更为戊酸金29.8份以外,与实施例16同样地操作而得到紫红色的金微粒分散体。所得金微粒分散体的金微粒的平均粒径为10±3nm,金浓度为55%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
比较例3
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,边导入氮气边投入1M硝酸银水溶液100份,边搅拌边滴加将Solsperse 32000(阿维西亚公司制造,重均分子量约为50000)1.9份溶解于甲苯10.8份中的溶液。在室温搅拌30分钟后,滴加二甲基氨基乙醇38.1份,以该状态在室温搅拌一夜,进行反应。通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于剩下的甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体。所得银微粒分散体为膏状,稀释测定的结果,银微粒的平均粒径为25±10nm,银浓度为50%,在40℃保存1个月后,粒径变成了50nm。
比较例4
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,在氮气氛围下,在室温边搅拌边投入甲苯200份和己酸银22.3份,制成0.5M的溶液后,添加作为分散剂的二乙基氨基乙醇2.3份(相对于1摩尔金属为0.2摩尔倍)、油酸2.8份(相对于1摩尔金属为0.1摩尔倍),使其溶解。然后,滴加肼3.2份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍),结果发生激烈的反应,产生沉淀物。静置、分离后,通过取出水相来去除沉淀物、过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为20±5nm,银浓度为30%,在40℃保存1个月后,产生沉淀物。
实施例24
用旋转蒸发器蒸馏去除在实施例17中得到银微粒分散体中的甲苯,浓缩成固体成分50%的分散体,将该分散体71.0份、甲基乙基酮26.0份、聚酯树脂(东洋纺织株式会社制造的“Vylon300”)3.0份进行混合,使用溶解器搅拌30分钟,得到导电性油墨。
实施例25
将实施例15~23、比较例3~4中得到的金属微粒分散体、以及实施例24中得到的导电性油墨,通过旋涂法涂布到PET基板上,在150℃的热风干燥烘箱中干燥1小时,得到导电性覆膜。
实施例26
将实施例15~23、比较例3~4中得到的金属微粒分散体、以及实施例24中得到的导电性油墨,通过旋涂法涂布到玻璃基板上,在180℃的热风干燥烘箱中干燥1小时,得到导电性覆膜。
实施例27
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,投入甲苯91.1份、颜料分散剂(阿维西亚公司制造的“Solsperse 32000”)3.8份、以及作为防变色剂的巯基丙酸辛酯(淀化学株式会社制造)3.0份(相对于金属为5重量%),使其溶解后,在50℃下边搅拌边滴加20%琥珀酸二酰肼水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),生成均匀的液滴。在烧杯中称取1M硝酸银水溶液100份,边搅拌边滴加25%氨水27.3份(相对于1摩尔金属为4摩尔倍)后,将得到的氨络合物水溶液滴加到上述甲苯溶液中,在30℃进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,所得银微粒分散体,是具有流动性、在417nm处有强吸收、并且平均粒径为5nm的均匀的银微粒分散体,银浓度为70%。
实施例28
除了将作为防变色剂的巯基丙酸辛酯变更为二正己基硫醚(大八化学株式会社制造的SFI-6)3.0份以外,与实施例27同样地操作而得到分散体。所得银微粒分散体,是具有流动性、在420nm处有强吸收、并且平均粒径为7nm的均匀的银微粒分散体,银浓度为73%。
实施例29
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,在氮气氛围下,在室温边搅拌边投入甲苯200份和戊酸银20.9份,制成0.5M的溶液后,添加作为分散剂的二乙基氨基乙醇2.3份(相对于1摩尔金属为0.2摩尔倍)、油酸2.8份(相对于1摩尔金属为0.1摩尔倍)、以及作为防硫化剂的二正己基硫醚(大八化学株式会社制造的SFI-6)0.8份(相对于金属为5重量%),使其溶解。然后,滴加20%的SUDH水溶液73.1份(相对于1摩尔金属为2摩尔倍的酰肼基),结果液体颜色从淡黄色变成深棕色。进而,为了促进反应,升温到40℃,进行反应。静置、分离后,通过取出水相来去除过剩的还原剂和杂质,进而对于甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体甲苯溶液。所得银微粒分散体的银微粒的平均粒径为5±2nm,银浓度为80%,在40℃保存1个月后,粒径也没有变化而稳定。
比较例5
在可分离式四口烧瓶上安装冷凝管、温度计、氮气导入管、搅拌装置,投入甲苯91.1份、颜料分散剂(阿维西亚公司制造的“Solsperse 32000”)3.8份,使其溶解。在室温下边搅拌边滴加35%二甲基氨基乙醇水溶液54.3份,生成均匀的液滴后,滴加1M硝酸银水溶液100份,升温至50℃进行反应。通过取出水相来清洗掉过剩的还原剂和杂质,对于剩下的甲苯相,多次使用蒸馏水反复清洗和分离,清洗掉残留于甲苯相中的还原剂和杂质,得到银微粒分散体。所得银微粒分散体,是具有流动性、在417nm处有强吸收、并且平均粒径为7nm的均匀的银微粒分散体,银浓度为70%。
实施例30
将实施例27中得到的银微粒分散体5.4份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的ELITEL UE-3223)13.8份、液状介质(异佛尔酮)33.3份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用旋转丝网印刷机(施托克印刷日本株式会社制造,版:405目),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度100μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性覆膜。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到80℃。
实施例31
将实施例28中得到的银微粒分散体5.2份、薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)13.8份、液状介质(异佛尔酮)33.3份进行混合,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用旋转丝网印刷机(施托克印刷日本株式会社制造,版:405目),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度100μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性覆膜。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到80℃。
实施例32
使用实施例29中得到的银微粒分散体,由旋涂法涂布到PET基板上,在150℃热风干燥烘箱中干燥1小时,得到导电性覆膜。
比较例6
对于比较例5中得到的银微粒分散体5.4份添加巯基丙酸辛酯0.19份后,混合薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITEL UE-3223”)13.8份、液状介质(异佛尔酮)33.3份,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用旋转丝网印刷机(施托克印刷日本株式会社制造,版:405目),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度100μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性覆膜。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到80℃。
比较例7
对于比较例5中得到的银微粒分散体5.4份,混合薄片状金属粉(福田金属箔粉工业株式会社制造的“AgC-A”,平均粒径3.7μm、振实密度3.1g/cm3、比表面积0.8m2/g)80.8份、聚酯树脂(尤尼吉可株式会社制造的“ELITELUE-3223”)13.8份、液状介质(异佛尔酮)33.3份,用行星式搅拌机搅拌30分钟,得到导电性油墨。接着,使用该导电性油墨,用旋转丝网印刷机(施托克印刷日本株式会社制造,版:405目),在聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“酯,E5100”,厚度100μm)上印刷宽度3mm的导电性回路图案,干燥,形成导电性覆膜。这里,印刷机的干燥温度被设定为实测值达到80℃。
对于在实施例8~14、比较例2得到的导电性油墨的流动性、以及导电性覆膜的体积电阻值、基材密合性、IC标签通信距离,按照以下方法进行评价。将其结果示于表1。
对于按照实施例25和26的方法涂布由实施例15~23、比较例3~4的方法得到的金属微粒分散体以及实施例24的导电性油墨而得到的导电性覆膜的膜厚及体积电阻值,按照以下方法进行评价。将其结果示于表2。
对于由实施例30~32、比较例6~7得到的导电性覆膜的体积电阻值、耐变色性、以及变色后的电阻值稳定性,按照以下方法进行评价。将其结果示于表3。
油墨流动性
将导电性油墨称取到规定量容器中,使用B型粘度计,在25℃环境下测定6转数和60转数的粘度。接着,分别计算出触变指数(TI值),即(6转数时的粘度)÷(60转数时的粘度)的值,用三个级别来评价。
○:流动性良好,TI值<2.0
△:可使用的范围,2.0≤TI值≤8.0
×:流动性差,TI值>8.0
体积电阻值
将导电回路以30mm间隔夹住4处,用四探针电阻测定器(三和电气计器株式会社制造的“DR-1000CU型”)测定其电阻值。用膜厚计(仙台尼康株式会社制造的“MH-15M型”)测定导电回路的膜厚,从得到的电阻值和膜厚计算出体积电阻值。另外,导电性覆膜的情况,是将覆膜加工成3mm宽度后,与上述同样地测定体积电阻值。
基材密合性
对于通过印刷形成于聚酯膜(东洋纺织株式会社制造的“E5100”,厚度50μm)上的导电回路,贴附赛璐玢粘着带(米其邦株式会社制造,宽度12mm),评价当迅速剥离赛璐玢粘着带时,剥离的涂膜的程度。
○:基本上没有剥离(剥离面积小于10%)
△:部分剥离(剥离面积大于等于10%且小于50%)
×:基本上剥离(剥离面积大于等于50%)
IC标签通信试验
对于导电回路,使用Alien技术公司制造的IC签带安装IC芯片,制作IC标签,使用同一公司制造的2.45GHz无源开发工具包,测定与所得IC标签的可通信距离(cm)。
膜厚
用膜厚计(仙台尼康株式会社制造的“MH-15M型”)测定导电性覆膜的膜厚。
耐变色性试验
将导电性油墨涂布物,在H2S3ppm、温度40℃、相对湿度90%Rh的环境下放置5小时后,目测评价变色程度。
○:基本上没有变色
△:稍微变色
×:显著变色
变色后的电阻值稳定性
测定上述耐变色性试验前后的导电性油墨涂布物的电阻值变化,评价稳定性。
○:体积电阻值的变化小于20%
△:体积电阻值的变化大于等于20%且小于30%
×:体积电阻值的变化大于等于30%
表3
由表1可以看到,通过使用在实施例8~14得到的本发明的导电性油墨,在旋转丝网印刷和柔性版印刷方式中,即使在较为温和的干燥条件下,也得到了10-5Ω·cm级的体积电阻值。另外,所得导电性图案,对基材的密合性优异,作为IC标签评价的结果,可以获得充分的通信距离。这可以认为是因为使用在本发明得到的金属微粒而带来的油墨流动性的提高效果、导电性图案形成时的银粉末的排列有效地进行引起的。其结果,还关系到显示低温下的电阻值。
另一方面,在比较例2得到的导电性油墨,由于使用银浓度低且粒径分布宽的金属微粒,所以无法获得充分的油墨流动性,其结果,不能获得在体积电阻值、基材密合性、及在IC标签通信试验中的充分性能。
由表2可以看到,通过使用在实施例15~23得到的本发明的金属微粒分散体,即使在200℃以下这样的温和的干燥条件下,也得到了10-5~10-6Ω·cm级的体积电阻值,可以在PET基材上形成导电性覆膜。另外,随着存在于金属微粒分散体表面上的脂肪酸的碳原子数变短,导电性提高,脂肪酸的分解温度降低,由此,还关系到显示低温下的导电性。
在实施例24得到的导电性油墨,通过在本发明的银微粒分散体中添加粘合剂树脂,在不损害导电性的条件下提高了对基材的密合性。
另一方面,在比较例3得到的金属微粒分散体,由于在分散剂中使用高分子量的分散树脂,所以树脂的分解温度高,因此存在在200℃以下的干燥温度下不进行涂膜化或者不显示导电性等问题。另外,在比较例4得到的金属微粒分散体,由于合成时生成较多凝集物,所以分散体内的金属浓度变稀薄,并且粒径变大,因此无法得到纳米粒子的熔点下降效果,无法获得充分的导电性。
由表3可以看到,在实施例30~32中,通过在具有防变色功能的物质的存在下进行还原反应,抑制了涂膜变色,并且得到了电阻值稳定性良好的结果。另一方面,在比较例7中,虽然得到了一些防变色效果,但与在防变色剂存在下进行还原的分散体比较的话,就成为了电阻值稳定性恶化的结果。另外,在比较例7中,由于不含有具有防变色功能的物质,所以成为了变色、电阻值都恶化的结果。
Claims (18)
2.根据权利要求1所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,多元酸聚酰肼为二元酸二酰肼。
3.根据权利要求1或2所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在液状介质中分散金属化合物后,使用上述式(1)所示的碳酰肼或上述式(2)所示的多元酸聚酰肼来还原所述金属化合物。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,金属化合物为脂肪酸的金属盐化合物。
5.根据权利要求4所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,脂肪酸是从碳原子数3~22的饱和或不饱和脂肪酸中选出的一种以上。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,形成金属化合物的金属是从VIII族和IB族选出的一种以上。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,液状介质为水和非水性溶剂的混合物。
8.根据权利要求7所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,还原后去除水相。
9.根据权利要求1或2所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在碳酰肼或多元酸聚酰肼的水溶液和非极性溶剂的混合物中,添加金属化合物。
10.根据权利要求9所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,将金属化合物作为氨性络合物来添加。
11.根据权利要求9或10所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,形成金属化合物的金属是从VIII族和IB族选出的一种以上。
12.根据权利要求9~11中的任一项所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,还原后去除水相。
13.根据权利要求1~12中的任一项所述的实施了防变色处理的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,在具有防止金属变色功能的化合物的存在下还原金属化合物。
14.根据权利要求13所述的金属微粒分散体的制造方法,其特征在于,具有防止金属变色功能的化合物是含有硫原子的化合物。
15.按照权利要求1~14中的任一项所述的制造方法制造出的金属微粒分散体。
16.含有权利要求15所述的金属微粒分散体的导电性树脂组合物。
17.含有权利要求15所述的金属微粒分散体的导电性油墨。
18.一种覆膜,其特征在于,在基材上涂布权利要求16所述的导电性树脂组合物或权利要求17所述的导电性油墨而成。
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