JP2006225712A - Catalyst for electroless plating, and electroless plating method - Google Patents

Catalyst for electroless plating, and electroless plating method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for electroless plating which are excellent in terms of the cost, and capable of ensuring excellent conductivity, and to provide an electroless plating method using the catalyst. <P>SOLUTION: The catalyst for electroless plating contains alloy nano-particles consisting of metals M<SB>1</SB>and M<SB>2</SB>, wherein the metal M<SB>1</SB>is Ag, and the metal M<SB>2</SB>is one or two or more selected from a group consisting of Pd, Pt, Rh, Bi, Ru, Ni, Sn and Au. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無電解メッキ触媒及び無電解メッキ方法に関する。 The present invention relates to an electroless plating catalyst and an electroless plating method.

従来、無電解メッキに用いられる無電解メッキ用触媒としては、Pd金属、Pt金属等からなるPd触媒、Pt触媒等が用いられてきた。このような触媒を使用する場合には、例えば、塩化第一錫溶液に基板を浸漬させて、基板上に塩化第一錫を付与した後、塩化パラジウム溶液にその基板を浸漬させて、錫とパラジウムとをイオン交換させることにより基板上の塩化第一錫を塩化パラジウムとさせ、その後、還元性の溶液に浸漬させて基板上の塩化パラジウムをパラジウムに還元させる方法等が一般的に行われている。しかしながら、これらの金属はコストが高く、かつ、Pdは基材上に過剰に付着すると導電性に悪影響を及ぼすという問題があった。 Conventionally, as an electroless plating catalyst used for electroless plating, a Pd catalyst made of Pd metal, Pt metal, or the like, a Pt catalyst, or the like has been used. When using such a catalyst, for example, the substrate is immersed in a stannous chloride solution, and after stannous chloride is applied on the substrate, the substrate is immersed in a palladium chloride solution, and tin and A method is generally employed in which the stannous chloride on the substrate is converted into palladium chloride by ion exchange with palladium, and then the palladium chloride on the substrate is reduced to palladium by dipping in a reducing solution. Yes. However, these metals are expensive, and there is a problem that Pd adversely affects conductivity if it is excessively deposited on the substrate.

このような問題を解決するため、Ag金属単体からなるAg触媒が検討されてきた。例えば、特許文献1にはインクジェット装置を用いて塗布される、平均粒子径が100nm以下のAg金属微粒子からなる金属微粒子インクが開示されている。しかしながら、Ag金属単体を使用して、Pd触媒、Pt触媒等と同程度の触媒能を発揮することは困難であった。 In order to solve such a problem, an Ag catalyst made of a single Ag metal has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a metal fine particle ink made of Ag metal fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less, which is applied using an ink jet apparatus. However, it has been difficult to exhibit catalytic ability comparable to that of a Pd catalyst, a Pt catalyst, or the like using a single Ag metal.

このような問題を解決する方法として、Pdとその他の金属からなる合金粒子の製造方法とそれらを無電解メッキ用触媒として使用する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、このような方法は、Pdの使用量を充分に抑えたものとはいえず、導電性の確保及びコストの面から満足のいくものではなかった。更に、合金コロイドを製造する方法の詳細についての開示はなく、また、2種類の金属の還元速度を同程度にすることが好ましいとの記載があるものの、その具体的手段は明らかにされていない。更に、この方法では、合金化していない単独金属コロイド粒子が同時に生成し、これを除くことは実質的に困難である。 As a method for solving such a problem, a method for producing alloy particles made of Pd and other metals and a method for using them as a catalyst for electroless plating are disclosed (for example, see Patent Document 2). However, such a method cannot be said to sufficiently suppress the amount of Pd used, and is not satisfactory in terms of ensuring conductivity and cost. Furthermore, there is no disclosure of details of a method for producing an alloy colloid, and there is a description that it is preferable to make the reduction rates of two kinds of metals comparable, but the specific means is not clarified. . Furthermore, in this method, single metal colloidal particles that are not alloyed are formed simultaneously, and it is substantially difficult to remove them.

特開2002−134878号公報JP 2002-134878 A 特開2003−160876号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-160876

本発明は、上記現状に鑑み、コストの面で良好であり、良好な導電性を確保することができる無電解用メッキ触媒及びそれを用いた無電解メッキ方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide an electroless plating catalyst that is favorable in terms of cost and can ensure good conductivity, and an electroless plating method using the same. It is.

本発明は、金属M及びMからなる合金ナノ粒子を含有し、上記金属Mは、Agであり、上記金属Mは、Pd、Pt、Rh、Bi、Ru、Ni、Sn及びAuからなる群より選択される1種又は2種以上であることを特徴とする無電解メッキ用触媒である。
上記合金ナノ粒子において、金属Mの含有量は3質量%以下であることが好ましい。
上記合金ナノ粒子は、高分子顔料分散剤存在下で金属Mイオン及び金属Mイオンを含有する金属溶液から金属水酸化物類を析出させた後に、還元反応させる工程を含んでなる製造方法により得られるものであることが好ましい。
本発明は、上述の無電解メッキ用触媒を用いて基材に合金ナノ粒子層を形成する工程(1)、及び、得られた基材を更に無電解銅メッキ又は無電解ニッケルメッキする工程(2)からなることを特徴とする無電解メッキ方法でもある。
上記工程(1)は、インクジェット方式により行うものであることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
The present invention contains an alloy nanoparticles composed of metal M 1 and M 2, the metal M 1 is Ag, the metal M 2 are, Pd, Pt, Rh, Bi , Ru, Ni, Sn and Au An electroless plating catalyst characterized by being one or more selected from the group consisting of:
In the alloy nanoparticles, the content of the metal M 2 is preferably 3% by mass or less.
The alloy nanoparticles are produced by a reduction reaction after depositing metal hydroxides from a metal solution containing metal M 1 ions and metal M 2 ions in the presence of a polymer pigment dispersant. It is preferable that it is obtained by.
The present invention includes a step (1) of forming an alloy nanoparticle layer on a substrate using the above-described electroless plating catalyst, and a step of further electroless copper plating or electroless nickel plating of the obtained substrate ( It is also an electroless plating method characterized by comprising 2).
The step (1) is preferably performed by an ink jet method.
The present invention is described in detail below.

本発明の無電解メッキ用触媒は、Agを主成分とし、Pd、Pt、Rh、Bi、Ru、Ni、Sn及びAuからなる群より選択される1種又は2種以上である金属Mからなる合金ナノ粒子からなるものである。ここで、合金ナノ粒子とは、数〜数十nmの平均粒子径を有するものであって、通常のバルク状態とは異なる性質(融点降下や非線形光学効果、触媒作用の発現、プラズモン吸収による発色等)を示すことが知られているものである。本発明においては、合金ナノ粒子として配合することにより、金属Mの配合量がわずかであっても、金属Mを単体使用した場合と同等の触媒効果を得ることができるものであって、主成分であるAgを単独で使用した場合よりも圧倒的に高い触媒能を発揮することができる。 Electroless plating catalyst of the present invention is mainly composed of Ag, Pd, Pt, Rh, Bi, Ru, Ni, a metal M 2 is one or more selected from the group consisting of Sn and Au It consists of alloy nanoparticles. Here, the alloy nanoparticles have an average particle diameter of several to several tens of nanometers, and have properties different from the normal bulk state (melting point drop, nonlinear optical effect, expression of catalysis, coloration due to plasmon absorption) Etc.). In the present invention, by compounding as alloy nanoparticles, even if the amount of metal M 2 is small, it is possible to obtain the same catalytic effect as when metal M 2 is used alone, Catalytic performance that is overwhelmingly higher than when the main component Ag is used alone can be exhibited.

また、上記合金ナノ粒子は、Agを主成分とするため、コストを抑えることができるものである。更に、Pd等の導電性に悪影響を及ぼす成分が多量に基材表面に残存することがないため、本発明の無電解メッキ用触媒を用いた基材は、良好な導電性を確保することができる。 Moreover, since the said alloy nanoparticle has Ag as a main component, it can suppress cost. Furthermore, since a large amount of components such as Pd that adversely affect the conductivity does not remain on the substrate surface, the substrate using the electroless plating catalyst of the present invention can ensure good conductivity. it can.

上記合金ナノ粒子において、上記金属Mの含有量は3質量%以下であることが好ましい。従来、金属Mの含有量を充分に抑えつつ、無電解メッキ用触媒としての良好な触媒能を発揮することは困難であったが、本発明における合金ナノ粒子は、ナノスケールの金属粒子表面内に、更に小さなスケールで異種金属が複合しており、高活性な触媒サイトが発生しやすいと考えられるため、金属Mの含有量を3質量%以下とした場合にも充分な触媒能を発揮することができるものである。 In the alloy nanoparticles, the content of the metal M 2 is preferably 3% by mass or less. Conventionally, while sufficiently suppressing the content of the metal M 2, although it is difficult to exhibit good catalytic ability as an electroless plating catalyst, the alloy nanoparticles of the present invention, the nanoscale metal particles surface Since different metals are compounded in a smaller scale and it is considered that highly active catalytic sites are likely to be generated, even when the content of the metal M 2 is 3% by mass or less, sufficient catalytic ability is obtained. It can be demonstrated.

本発明において合金とは、2種以上の金属が原子レベルから、層状、グラニュラー状、アモルファス状等のミクロなレベルで混合した状態になっていることを意味する。なお、上記混合は全体が同じ状態ではなく、ある部分は層状が支配的になっており、また、ある部分は、アモルファス状が支配的になっているといったように、部分部分でその構成が異なっているものと推察される。 In the present invention, an alloy means that two or more kinds of metals are mixed from an atomic level to a micro level such as layered, granular or amorphous. The above mixture is not entirely in the same state, and some parts have a layered structure, and some parts have a different amorphous structure, such as an amorphous state. It is presumed that

上記合金ナノ粒子の製造方法としては特に限定されないが、例えば、高分子顔料分散剤存在下で金属Mイオン及び金属Mイオンを含有する金属溶液から金属水酸化物類を析出させた後に、還元反応させる工程によって、合金ナノ粒子含有溶液を製造する方法等を挙げることができる。上記方法は、特別な装置も必要とせず、簡便に高触媒活性な表面を有するナノ触媒粒子を合成できるという観点から好ましいものである。 The method for producing the alloy nanoparticles is not particularly limited. For example, after depositing metal hydroxides from a metal solution containing metal M 1 ions and metal M 2 ions in the presence of a polymer pigment dispersant, Examples of the method for producing the alloy nanoparticle-containing solution include a reduction reaction step. The above method is preferable from the viewpoint that a nanocatalyst particle having a highly catalytically active surface can be easily synthesized without requiring a special apparatus.

上記高分子顔料分散剤は、高分子量の重合体に顔料表面に対する親和性の高い官能基が導入されているとともに、溶媒和部分を含む構造を有する両親媒性の共重合体であり、通常は顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。 The polymer pigment dispersant is an amphiphilic copolymer having a structure containing a solvated portion and a functional group having a high affinity for the pigment surface introduced into a high molecular weight polymer. It is used as a pigment dispersant when producing a pigment paste.

上記高分子顔料分散剤は、合金ナノ粒子の生成及び生成後の溶媒中での分散をそれぞれ安定化する働きをしていると考えられる。
上記高分子顔料分散剤の数平均分子量は、1000〜100万であることが好ましい。1000未満であると、分散安定性が充分ではないことがあり、100万を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となる場合がある。より好ましくは、2000〜50万であり、更に好ましくは、4000〜50万である。
The polymer pigment dispersant is considered to function to stabilize the generation of the alloy nanoparticles and the dispersion in the solvent after the generation.
The number average molecular weight of the polymer pigment dispersant is preferably 1,000 to 1,000,000. If it is less than 1000, the dispersion stability may not be sufficient, and if it exceeds 1,000,000, the viscosity may be too high and handling may be difficult. More preferably, it is 2000-500,000, More preferably, it is 4000-500,000.

上記高分子顔料分散剤としては上述の性質を有するものであれば特に限定されず、例えば、特開平11−80647号公報に例示したものを挙げることができる。上記高分子顔料分散剤としては、種々のものが利用できるが、市販されているものを使用することもできる。上記高分子顔料分散剤は、製造しようとする合金ナノ粒子含有溶液の種類に適したものを選択することができる。溶媒が水系のものである場合には極性高分子顔料分散剤が、溶剤が非極性のものである場合には非極性高分子顔料分散剤がそれぞれ選択される。 The polymer pigment dispersant is not particularly limited as long as it has the above-described properties, and examples thereof include those exemplified in JP-A-11-80647. As the polymer pigment dispersant, various types can be used, but commercially available ones can also be used. The polymer pigment dispersant can be selected from those suitable for the type of alloy nanoparticle-containing solution to be produced. A polar polymer pigment dispersant is selected when the solvent is water-based, and a nonpolar polymer pigment dispersant is selected when the solvent is non-polar.

上記極性高分子顔料分散剤の市販されているものとしては、ディスパービックR、ディスパービック154、ディスパービック180、ディスパービック187、ディスパービック184、ディスパービック190、ディスパービック191、ディスパービック192(以上ビックケミー社製)、ソルスパース20000、ソルスパース27000、ソルスパース12000、ソルスパース40000、ソルスパース41090、ソルスパースHPA34(以上ルーブリゾール社製)、EFKA−450、EFKA−451、EFKA−452、EFKA−453、EFKA−4540、EFKA−4550、EFKA−1501、EFKA−1502(以上エフカケミカルズ社製)、フローレンTG−720W、フローレンTG−730W、フローレンTG−740W、フローレンTG−745W、フローレンTG−750W、フローレンG−700DMEA、フローレンG−WK−10、フローレンG−WK−13E(以上共栄社製)、ディスパーエイドW−30、ディスパーエイドW−39(エレメンティス社製)、K−SPERSE XM2311(キング社製)、ネオレッツBT−24、ネオレッツBT−175(以上ゼネカ社製)、SMA1440H(アトケム社製)、オロタン731DP、オロタン963(ローム・アンド・ハース社製)、ヨネリン(米山化学製)、サンスパールPS−2(三洋化成製)、トライトンCF−10(ユニオンカーバイド社製)、ジョンクリル678、ジョンクリル679、ジョンクリル683、ジョンクリル611、ジョンクリル680、ジョンクリル682、ジョンクリル52、ジョンクリル57、ジョンクリル60、ジョンクリル63、ジョンクリル70、ジョンクリルHPD−71、ジョンクリル62(ジョンソンポリマー社製)、サーフィノールCT−111(エアプロダクツ社製)等を挙げることができる。 Examples of commercially available polar polymer pigment dispersants include Dispersic R, Dispersic 154, Dispersic 180, Dispersic 187, Dispersic 184, Dispersic 190, Dispersic 191 and Dispersic 192 (above Big Chemie). Manufactured by Co., Ltd.), Solsperse 20000, Solsperse 27000, Solsperse 12000, Solsperse 40000, Solsperse 41090, Solsperse HPA34 (manufactured by Lubrizol), EFKA-450, EFKA-451, EFKA-453, EFKA-4540, EFKA -4550, EFKA-1501, EFKA-1502 (manufactured by Efka Chemicals), Floren TG-720W, Floren TG-730W FLOREN TG-740W, FLOREN TG-745W, FLOREN TG-750W, FLOREN G-700DMEA, FLOREN G-WK-10, FLOREN G-WK-13E (manufactured by Kyoeisha), Dispar Aid W-30, Dispar Aid W-39 (Made by Elementis), K-SPERSE XM2311 (made by King), Neolets BT-24, Neolets BT-175 (manufactured by Zeneca), SMA1440H (made by Atchem), Orotan 731DP, Orotan 963 (Rohm and Manufactured by Hearth), Yonelin (produced by Yoneyama Chemical), Sunspearl PS-2 (produced by Sanyo Chemical), Triton CF-10 (produced by Union Carbide), Jonkrill 678, Jonkrill 679, Jonkrill 683, Jonkrill 611, Jonkrill 68 0, John Crill 682, John Crill 52, John Crill 57, John Crill 60, John Crill 63, John Crill 70, John Crill HPD-71, John Crill 62 (manufactured by Johnson Polymer), Surfynol CT-111 (Air Products) For example).

一方、上記非極性高分子顔料分散剤の市販されているものとして、ディスパービック110、ディスパービックLP−6347、ディスパービック170、ディスパービック171、ディスパービック174、ディスパービック161、ディスパービック166、ディスパービック182、ディスパービック183、ディスパービック185、ディスパービック2000、ディスパービック2001、ディスパービック2050、ディスパービック2150、ディスパービック2070(以上ビックケミー社製)、ソルスパース24000、ソルスパース28000、ソルスパース32500、ソルスパース32550、ソルスパース31845、ソルスパース26000、ソルスパース36600、ソルスパース37500、ソルスパース35100、ソルスパース38500(以上ルーブリゾール社製)、EFKA−46、EFKA−47、EFKA−48、EFKA−4050、EFKA−4055、EFKA−4009、EFKA−4010、EFKA−400、EFKA−401、EFKA−402、EFKA−403(以上エフカケミカルズ社製)、フローレンDOPA−15B、フローレンDOPA−17、フローレンDOPA−22(以上共栄社製)、ディスパロン2150、ディスパロン1210(楠本化成製)等を挙げることができる。 On the other hand, commercially available non-polar polymer pigment dispersants are Dispersic 110, Dispersic LP-6347, Dispersic 170, Dispersic 171, Dispersic 174, Dispersic 161, Dispersic 166, Dispersic. 182, Disperbic 183, Disperbic 185, Disperbic 2000, Disperbic 2001, Disperbic 2050, Disperbic 2150, Disperbic 2070 (manufactured by Vic Chemie), Solsperse 24000, Solsperse 28000, Solsperse 32500, Solsperse 32550, Solsperse 31845 Solsparse 26000, Solsparse 36600, Solsparse 37500, Solsparse 5100, Solsperse 38500 (manufactured by Lubrizol), EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4009, EFKA-4010, EFKA-400, EFKA-401, EFKA- 402, EFKA-403 (manufactured by Fuka Chemicals Co., Ltd.), florene DOPA-15B, florene DOPA-17, floren DOPA-22 (manufactured by Kyoeisha), disparon 2150, disparon 1210 (manufactured by Enomoto Kasei) and the like. .

本発明において、上記合金ナノ粒子になる金属MはAgであり、金属Mは、Pd、Pt、Rh、Bi、Ru、Ni、Sn及びAuからなる群より選択される1種又は2種以上である。 In the present invention, the metal M 1 that becomes the alloy nanoparticles is Ag, and the metal M 2 is one or two selected from the group consisting of Pd, Pt, Rh, Bi, Ru, Ni, Sn, and Au. That's it.

上記金属溶液は、上記金属M又はMを含む金属化合物を、後述する溶媒に溶解させて得られる。ここで、金属溶液とは、イオン性金属を含む、金属酸化物、金属水酸化物、金属塩等の化合物の溶解した溶液を称する。上記金属M又はMを含む金属化合物としては、上記溶媒に溶解して金属Mイオン又は金属Mイオンを生成するものであればよい。
上記金属化合物の例として、上記金属が銀である場合には硝酸銀、酢酸銀、過塩素酸銀(IV)、白金である場合にはヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物(塩化白金酸)、塩化白金酸カリウム、上記金属が金である場合にはテトラクロロ金(III)酸四水和物(塩化金酸)、上記金属がロジウムである場合には三塩化ロジウム(III)三水和物等それぞれ挙げることができる。
The metal solution is obtained by dissolving a metal compound containing the metal M 1 or M 2 in a solvent described later. Here, the metal solution refers to a solution in which a compound such as a metal oxide, a metal hydroxide, or a metal salt containing an ionic metal is dissolved. Any metal compound containing the metal M 1 or M 2 may be used as long as it dissolves in the solvent and generates metal M 1 ions or metal M 2 ions.
Examples of the metal compound include silver nitrate, silver acetate, silver perchlorate (IV) when the metal is silver, and hexachloroplatinic acid (IV) hexahydrate (chloroplatinic acid) when the metal is platinum. Potassium chloroplatinate, tetrachloroauric (III) acid tetrahydrate (chloroauric acid) when the metal is gold, rhodium (III) trihydrate when the metal is rhodium Each thing can be listed.

また、上記金属がビスマスである場合、上記金属化合物の例として、塩化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、臭化ビスマス、ケイ酸ビスマス、水酸化ビスマス、三酸化ビスマス、硝酸ビスマス、次硝酸ビスマス、オキシ炭酸ビスマス等の無機系ビスマス含有化合物;乳酸ビスマス、トリフェニルビスマス、没食子酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、メトキシ酢酸ビスマス、酢酸ビスマス、ギ酸ビスマス、2,2−ジメチロ−ルプロピオン酸ビスマス等の他、例えば、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス等の(塩基性)ビスマス化合物と有機酸とを水性媒体中で混合・分散することによって製造できるような有機酸変性ビスマス(国際公開WO99/31187号公報参照)等の有機系ビスマス含有化合物等を挙げることができる。なかでも、溶媒として水を含む場合には、水への溶解性の観点から、塩化ビスマスや硝酸ビスマスが好ましい。 When the metal is bismuth, examples of the metal compound include bismuth chloride, bismuth oxychloride, bismuth bromide, bismuth silicate, bismuth hydroxide, bismuth trioxide, bismuth nitrate, bismuth nitrate, bismuth oxycarbonate. Inorganic bismuth-containing compounds such as bismuth lactate, triphenyl bismuth, bismuth gallate, bismuth benzoate, bismuth citrate, bismuth methoxyacetate, bismuth acetate, bismuth formate, bismuth 2,2-dimethylolpropionate, etc. For example, an organic acid-modified bismuth that can be produced by mixing and dispersing a (basic) bismuth compound such as bismuth oxide, bismuth hydroxide, basic bismuth carbonate and an organic acid in an aqueous medium (International Publication WO99 / Organic bismuth-containing compounds such as No. 31187) It can gel. Especially, when water is included as a solvent, bismuth chloride and bismuth nitrate are preferable from the viewpoint of solubility in water.

また、上記金属がニッケルである場合、上記金属化合物の例として、塩化ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)六水和物、臭化ニッケル(II)、フッ化ニッケル(II)四水和物、ヨウ化ニッケル(II)n水和物等のハロゲン化物;硝酸ニッケル(II)六水和物、過塩素酸ニッケル(II)六水和物、硫酸ニッケル(II)六水和物、リン酸ニッケル(II)n水和物、塩基性炭酸ニッケル(II)等の鉱酸化合物;水酸化ニッケル(II)、酸化ニッケル(II)、酸化ニッケル(III)等のニッケル無機化合物;酢酸ニッケル(II)四水和物、乳酸ニッケル(II)、シュウ酸ニッケル(II)二水和物、酒石酸ニッケル(II)三水和物、クエン酸ニッケル(II)n水和物等のニッケル有機酸化合物等を挙げることができる。上記ニッケル有機酸化合物は、例えば、塩基性炭酸ニッケルと有機酸から調製することができる。なかでも、溶解性の高い酢酸ニッケル(II)四水和物、塩化ニッケル(II)六水和物、硝酸ニッケル(II)六水和物が好ましい。
上記金属がスズの場合、酢酸スズ(II)、塩化スズ(II)二水和物等を挙げることができる。
When the metal is nickel, examples of the metal compound include nickel chloride (II), nickel chloride (II) hexahydrate, nickel bromide (II), nickel fluoride (II) tetrahydrate. , Halides such as nickel iodide (II) n hydrate; nickel nitrate (II) hexahydrate, nickel perchlorate (II) hexahydrate, nickel sulfate (II) hexahydrate, phosphoric acid Mineral acid compounds such as nickel (II) n hydrate and basic nickel carbonate (II); nickel inorganic compounds such as nickel hydroxide (II), nickel (II) oxide, nickel (III) oxide; nickel acetate (II) ) Nickel organic acid compounds such as tetrahydrate, nickel lactate (II), nickel oxalate (II) dihydrate, nickel (II) tartrate trihydrate, nickel citrate (II) n hydrate, etc. To mention Kill. The nickel organic acid compound can be prepared from, for example, basic nickel carbonate and an organic acid. Of these, highly soluble nickel acetate (II) tetrahydrate, nickel chloride (II) hexahydrate, and nickel (II) nitrate hexahydrate are preferable.
When the metal is tin, tin (II) acetate, tin (II) chloride dihydrate and the like can be mentioned.

上述したAg、Pd、Pt、Rh、Bi、Ru、Ni、Sn及びAuのイオンは、高分子顔料分散剤の存在下で還元することにより、還元した金属がナノサイズで安定化される金属である。これらの金属イオンを混合した状態の中で、まず金属イオンが還元される前に金属水酸化物類として析出させると、ミクロサイズで複合した複合金属水酸化物類となる場合がある。このような状況で還元反応が進行するとミクロサイズで複合化した高触媒能を有する合金ナノ粒子を得ることができると推測される。 The above-mentioned ions of Ag, Pd, Pt, Rh, Bi, Ru, Ni, Sn, and Au are metals that are reduced in the presence of the polymer pigment dispersant, so that the reduced metal is stabilized in nano size. is there. In a state where these metal ions are mixed, if the metal ions are first precipitated as metal hydroxides before being reduced, they may become composite metal hydroxides combined in a micro size. If the reduction reaction proceeds in such a situation, it is presumed that alloy nanoparticles having a high catalytic ability combined with a micro size can be obtained.

一方、析出した金属水酸化物類が単一の金属種からなる金属水酸化物類であった場合でも、析出した金属水酸化物類の粒子の一部が金属に還元することによって、不安定なすなわち高活性な表面が生成し、これが反応場となり、まだ溶解している金属イオンの還元反応性が促進されて、異種の金属の複合化が進み、ミクロサイズで複合化した高触媒能を有する合金ナノ粒子を得ることができると推測される。 On the other hand, even when the precipitated metal hydroxides are metal hydroxides composed of a single metal species, some of the precipitated metal hydroxide particles are reduced to metal, resulting in instability. In other words, a highly active surface is formed, which becomes a reaction field, promotes the reduction reactivity of the dissolved metal ions, advances the complexation of dissimilar metals, and has a high catalytic capacity that is compounded at a micro size. It is presumed that alloy nanoparticles can be obtained.

上記金属溶液に含まれる金属Mイオン及び金属Mイオンの供給源となる金属化合物(上述した化合物)は、上記金属溶液中の金属モル濃度(金属M及びMの合計量)が0.01mol/l以上となるように用いられることが好ましい。0.01mol/l未満であると、得られる合金ナノ粒子含有溶液の金属モル濃度が低すぎて、効率的でない。好ましくは0.05mol/l以上、より好ましくは0.1mol/l以上である。 A metal compound (a compound described above) serving as a supply source of metal M 1 ions and metal M 2 ions contained in the metal solution has a metal molar concentration (total amount of metals M 1 and M 2 ) in the metal solution of 0. It is preferably used so as to be 0.01 mol / l or more. When it is less than 0.01 mol / l, the metal molar concentration of the obtained alloy nanoparticle-containing solution is too low, which is not efficient. Preferably it is 0.05 mol / l or more, More preferably, it is 0.1 mol / l or more.

上記合金ナノ粒子は、その他の金属を含むものであってもよい。この場合、金属Mイオン及び金属Mイオンの供給源となる金属化合物とその他の金属の供給源となる金属化合物とを含む金属溶液を使用すればよい。上記その他の金属の供給源となる金属化合物の金属溶液中における金属モル濃度は、上記金属Mに対して、0.1〜50質量%の範囲内であることが好ましい。ただし、金属Mとその他の金属の合計量に対してMの配合量の上限は3質量%であることが好ましい。 The alloy nanoparticles may contain other metals. In this case, a metal solution containing a metal compound serving as a supply source of metal M 1 ions and metal M 2 ions and a metal compound serving as a supply source of other metals may be used. Metal molar concentration of metal in solution of a metal compound serving as a supply source of the other metals, with respect to the metal M 1, is preferably in the range of 0.1 to 50 mass%. However, it is preferable that the upper limit of the amount of M 2 is 3% by mass based on the total amount of other metals and metal M 1.

上記金属溶液中の溶媒としては、上記金属化合物を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、水、有機溶媒等を挙げることができる。上記有機溶媒等としては特に限定されず、例えば、エタノール、エチレングリコール等の炭素数1〜4のアルコール、1−メトキシ−2−プロパノール、エトキシエタノール等のエーテル結合を含んだアルコール;アセトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記溶媒が水と有機溶媒との混合物である場合には、上記有機溶媒としては、水可溶性のものが好ましく、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、エチレングリコール等が挙げられる。 The solvent in the metal solution is not particularly limited as long as it can dissolve the metal compound, and examples thereof include water and organic solvents. The organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as ethanol and ethylene glycol, alcohols including ether bonds such as 1-methoxy-2-propanol and ethoxyethanol; ketones such as acetone. And esters such as ethyl acetate. These may be used alone or in combination of two or more. When the solvent is a mixture of water and an organic solvent, the organic solvent is preferably water-soluble, and examples thereof include acetone, methanol, ethanol, ethylene glycol, and the like.

上記高分子顔料分散剤の使用量は、上記金属化合物中の金属(M及びMの合計量)と高分子顔料分散剤との合計量に対して90質量%以下であることが好ましい。90質量%を超えると、増分に見合うだけの効果が期待できない。より好ましくは、60質量%以下であり、更に好ましくは、40質量%以下である。 The amount of the polymer pigment dispersant used is preferably 90% by mass or less based on the total amount of the metal (the total amount of M 1 and M 2 ) and the polymer pigment dispersant in the metal compound. If it exceeds 90 mass%, an effect corresponding to the increment cannot be expected. More preferably, it is 60 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or less.

上述の合金ナノ粒子含有溶液の製造方法では、このようにして調製された上記金属溶液に沈殿剤を加えて、金属水酸化物類を析出させる。この金属水酸化物類とは、金属水酸化物、金属オキシ水酸化物、金属酸化物及びこれらの混合物を意味するものであり、用いる金属M及びMの種類によって、その構成は異なってくる。 In the above-described method for producing an alloy nanoparticle-containing solution, a precipitant is added to the metal solution thus prepared to precipitate metal hydroxides. These metal hydroxides mean metal hydroxides, metal oxyhydroxides, metal oxides, and mixtures thereof, and the configuration differs depending on the types of metals M 1 and M 2 used. come.

ここで用いられる沈殿剤として、塩基性化合物が用いられる。系を塩基性にすることで、溶媒に溶けにくい金属水酸化物類が生成すると考えられる。具体的な沈殿剤としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物や炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等の塩基性アルカリ金属塩やアミンやグアニジン、イミダゾール等の水溶性の有機塩基化合物等が挙げられる。これらは、用いている金属Mにより適宜選択され得る。特に還元作用をも有する、水溶性脂肪族アミンが好適に用いられる。なお、加えられる沈殿剤の量は、沈殿させる対象の金属塩の規定度に対して、0.1〜10倍量とすることができる。 A basic compound is used as a precipitant used here. By making the system basic, it is considered that metal hydroxides that are hardly soluble in a solvent are generated. Specific precipitants include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, basic alkali metal salts such as sodium bicarbonate and sodium carbonate, and water-soluble organic bases such as amine, guanidine and imidazole. Compounds and the like. These can be appropriately selected depending on the metal M 2 used. In particular, a water-soluble aliphatic amine having a reducing action is preferably used. The amount of the precipitating agent to be added can be 0.1 to 10 times the normality of the metal salt to be precipitated.

上述の合金ナノ粒子含有溶液の製造方法では、この金属水酸化物類が析出した状態で還元を行なう。還元は還元剤を系に添加することにより行なわれる。先に述べたように、析出物が金属M及び金属Mを含む金属水酸化物類である場合、これを還元することにより、合金ナノ粒子が得られる。また、上述のように析出した金属水酸化物類が単一の金属種からなる金属水酸化物類であり、更に反応が進行する場合の例としては、金属MがAg、金属MがPdという組み合わせを挙げることができる。 In the method for producing the alloy nanoparticle-containing solution described above, the reduction is performed in a state where the metal hydroxides are precipitated. The reduction is performed by adding a reducing agent to the system. As described above, when the precipitate is a metal hydroxide containing metal M 1 and metal M 2 , alloy nanoparticles can be obtained by reducing this. Moreover, as an example in which the metal hydroxides deposited as described above are metal hydroxides composed of a single metal species and the reaction proceeds further, the metal M 1 is Ag and the metal M 2 is A combination of Pd can be given.

上記還元剤としては、例えば、アミンを挙げることができる。上記アミンを使用することにより、危険性や有害性の高い還元剤を使用する必要がなく、加熱や特別な光照射装置を使用することなしに、5〜100℃程度、好ましくは20〜80℃程度の反応温度で、金属化合物を還元することができる。 Examples of the reducing agent include amines. By using the above-mentioned amine, it is not necessary to use a reducing agent having high risk and harmfulness, and it is about 5 to 100 ° C., preferably 20 to 80 ° C. without using heating or a special light irradiation device. The metal compound can be reduced at about the reaction temperature.

上記アミンとしては特に限定されず、例えば、特開平11−80647号公報に例示されているものを使用することができ、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族アミン;ピペリジン、N−メチルピペリジン、ピペラジン、N,N′−ジメチルピペラジン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、モルホリン等の脂環式アミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジン等の芳香族アミン;ベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、フェネチルアミン、キシリレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルキシリレンジアミン等のアラルキルアミン等を挙げることができる。また、上記アミンとして、例えば、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、2−(3−アミノプロピルアミノ)エタノール、ブタノールアミン、ヘキサノールアミン、ジメチルアミノプロパノール等のアルカノールアミンも挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、アルカノールアミンが好ましく、ジメチルアミノエタノールがより好ましい。 The amine is not particularly limited and, for example, those exemplified in JP-A No. 11-80647 can be used. Propylamine, butylamine, hexylamine, diethylamine, dipropylamine, dimethylethylamine, diethylmethyl Amine, triethylamine, ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, 1,3-diaminopropane, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-diaminopropane, triethylenetetramine Aliphatic amines such as tetraethylenepentamine; alicyclic amines such as piperidine, N-methylpiperidine, piperazine, N, N′-dimethylpiperazine, pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, morpholine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline Aromatic amines such as toluidine, anisidine, phenetidine; benzylamine, N-methylbenzylamine, N, N-dimethylbenzylamine, phenethylamine, xylylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylxylylenediamine, etc. And aralkylamine. Examples of the amine include methylaminoethanol, dimethylaminoethanol, triethanolamine, ethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine, propanolamine, 2- (3-aminopropylamino) ethanol, butanolamine, hexanolamine, dimethylamino. Mention may also be made of alkanolamines such as propanol. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, alkanolamine is preferable, and dimethylaminoethanol is more preferable.

上記アミンの他に、従来より還元剤として使用されている水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム等のアルカリ金属水素化ホウ素塩;ヒドラジン、炭酸ヒドラジン等のヒドラジン化合物;クエン酸;酒石酸;リンゴ酸;アスコルビン酸;ギ酸;ホルムアルデヒド;亜二チオン酸、亜二チオン酸の誘導体であるホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(ロンガリットと称される)、ホルムアルデヒドスルホキシル酸亜鉛等の亜ニチオン酸塩、スルホキシル酸塩誘導体等を使用することができる。また、二酸化チオ尿素、水素化アルミニウムナトリウム、ジメチルアミンボラン、次亜リン酸、ハイドロサルファイトを挙げることもできる。これらは、単独又は上記アミンと組み合わせて使用することが可能であるが、アミンとクエン酸、酒石酸、アスコルビン酸を組み合わせる場合、クエン酸、酒石酸、アスコルビン酸はそれぞれ塩の形のものを用いることが好ましい。また、クエン酸やスルホキシル酸塩誘導体は、鉄(II)イオンと併用することによって、還元性の向上を図ることができる。上述したアミンの他の還元剤のなかでも、必要に応じてアミンよりも強い還元力有するものであることが好ましい。アミンよりも強い還元力を有するもののなかでも、安全性と反応効率の観点から、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(ロンガリット)、炭酸ヒドラジンが好ましい。これらの還元剤は適切なものを組み合わせて使用することができる。 In addition to the above amines, alkali metal borohydride salts such as sodium borohydride and lithium borohydride conventionally used as reducing agents; hydrazine compounds such as hydrazine and hydrazine carbonate; citric acid; tartaric acid; malic acid; Ascorbic acid; formic acid; formaldehyde; dithionite, dithionite derivatives of sodium formaldehyde sulfoxylate (called Rongalite), zinc thionite and sulfoxylate derivatives such as zinc formaldehyde sulfoxylate Can be used. Moreover, thiourea dioxide, sodium aluminum hydride, dimethylamine borane, hypophosphorous acid, and hydrosulfite can also be mentioned. These can be used alone or in combination with the above amines, but when combining an amine with citric acid, tartaric acid and ascorbic acid, each of citric acid, tartaric acid and ascorbic acid should be in the form of a salt. preferable. In addition, citric acid or a sulfoxylate derivative can be used in combination with iron (II) ions to improve reducibility. Among the other reducing agents of the amines described above, it is preferable that the reducing agent has a reducing power stronger than that of the amine if necessary. Among those having a reducing power stronger than that of amine, sodium formaldehyde sulfoxylate (Longalite) and hydrazine carbonate are preferable from the viewpoint of safety and reaction efficiency. These reducing agents can be used in combination.

上記還元剤の添加量は、上記金属溶液に含まれる金属Mイオン及び金属Mイオンを還元するのに必要な量以上であることが好ましい。この量未満であると、還元が不充分となるおそれがある。また、上限は特に規定されないが、上記金属化合物中の金属M及びMを還元するのに必要な量の30倍以下であることが好ましく、10倍以下であることがより好ましい。
また、これらの還元剤の添加により化学的に還元する方法以外に、高圧水銀灯を用いて光照射する方法も使用することも可能である。
The amount of the reducing agent added is preferably equal to or greater than the amount necessary to reduce the metal M 1 ions and metal M 2 ions contained in the metal solution. If the amount is less than this amount, reduction may be insufficient. The upper limit is not particularly defined, it is preferably not more than 30 times the amount required to reduce the metal M 1 and M 2 of the metal compound, and more preferably 10 times or less.
In addition to the method of chemically reducing by adding these reducing agents, a method of irradiating light using a high-pressure mercury lamp can also be used.

上記還元剤を添加する方法としては、金属M及びMを含む金属水酸化物類が析出した後に、還元反応する場合には、例えば、金属Mを含む化合物及び金属Mを含む化合物と高分子顔料分散剤とを溶解させて得られる溶液に、還元剤を加えることで行うことや、高分子顔料分散剤及び還元剤を溶解させて得られる溶液に、金属Mを含む化合物及び金属Mを含む化合物を溶解した溶液を加えることで行うことができる。また、先に高分子顔料分散剤と還元剤とを混合しておき、この混合物を、金属Mを含む化合物及び金属Mを含む化合物を溶解した溶液に加える形態をとってもよい。なお、合金ナノ粒子含有溶液の製造に際し、金属Mを含む化合物及び金属Mを含む化合物と高分子顔料分散剤との混合液が濁っていてもよい。 As a method of adding the reducing agent, when a reduction reaction is performed after metal hydroxides containing metals M 1 and M 2 are deposited, for example, a compound containing metal M 1 and a compound containing metal M 2 are used. And by adding a reducing agent to a solution obtained by dissolving the polymer pigment dispersant and a solution containing the metal M 1 in a solution obtained by dissolving the polymer pigment dispersant and the reducing agent, and This can be done by adding a solution in which a compound containing metal M 2 is dissolved. Also, previously advance by mixing the reducing agent polymer pigment dispersing agent, the mixture may take the form added to the solution of a compound containing compound and a metal M 2 comprises a metal M 1. In the production of the alloy nanoparticle-containing solution, the mixed liquid of the compound containing the metal M 1 and the compound containing the metal M 2 and the polymer pigment dispersant may be cloudy.

上記還元剤を添加する方法としては、析出する金属水酸化物類が金属M及びMのうちMのみを含むものである場合には、例えば、金属Mを含む化合物と高分子顔料分散剤と還元剤とを溶解させて得られる溶液に、金属Mを含む化合物を溶解した溶液を加えることで行うことができる。 As a method for adding the reducing agent, when the metal hydroxide to be precipitated contains only M 1 out of the metals M 1 and M 2 , for example, a compound containing the metal M 2 and a polymer pigment dispersant and a solution obtained by dissolving the reducing agent can be carried out by adding a solution of a compound containing a metal M 1.

上記工程を行うことによって金属水酸化物類の析出、還元反応を進行させることにより、平均粒子径が約5〜100nmである合金ナノ粒子を含む溶液が得られる。
上記工程を行った後の溶液は、上記合金ナノ粒子及び上述の高分子顔料分散剤を含むものであり、合金ナノ粒子含有溶液となる。上記合金ナノ粒子含有溶液とは、金属M及びMを含有する微粒子が溶媒中に分散しており、溶液として視認できるような状態にあるものを意味している。なお、上記合金ナノ粒子含有溶液の金属濃度は、TG−DTA等で測定して決定することができるが、測定を行わない場合には、仕込みに用いた配合量から計算される値を用いても構わない。
By carrying out the steps described above, precipitation of metal hydroxides and a reduction reaction are carried out to obtain a solution containing alloy nanoparticles having an average particle diameter of about 5 to 100 nm.
The solution after performing the above step contains the alloy nanoparticles and the polymer pigment dispersant described above, and becomes an alloy nanoparticle-containing solution. The alloy nanoparticle-containing solution means a solution in which fine particles containing metals M 1 and M 2 are dispersed in a solvent and can be visually recognized as a solution. In addition, although the metal concentration of the said alloy nanoparticle containing solution can be determined by measuring with TG-DTA etc., when not measuring, use the value calculated from the compounding quantity used for preparation. It doesn't matter.

このようにして得られた合金ナノ粒子含有溶液は、上記合金ナノ粒子及び上記高分子顔料分散剤のほかに、原料に由来する塩化物イオン等の雑イオン、還元で生じた塩や、場合により還元剤を含むものであり、これらの雑イオン、塩や還元剤は、合金ナノ粒子含有溶液の安定性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、限外濾過により除去しておくことが望ましい。上記合金ナノ粒子含有溶液を、限外濾過することによって、合金ナノ粒子含有溶液中の雑イオン、塩やアミンを除去するだけでなく、更に高分子顔料分散剤の一部を除去する。 In addition to the alloy nanoparticles and the polymer pigment dispersant, the alloy nanoparticle-containing solution obtained in this way includes miscellaneous ions such as chloride ions derived from raw materials, salts generated by reduction, and in some cases. Since it contains a reducing agent and these miscellaneous ions, salts and reducing agent may adversely affect the stability of the alloy nanoparticle-containing solution, it is desirable to remove them by ultrafiltration. Ultrafiltration of the alloy nanoparticle-containing solution not only removes miscellaneous ions, salts and amines in the alloy nanoparticle-containing solution, but also removes part of the polymer pigment dispersant.

上記限外濾過は、通常、分離対象となる物質の径が1nm〜5μmである。上記径を対象とすることにより、上記不要な雑イオン、塩や還元剤とともに、上記高分子顔料分散剤を除去することができる。1nm未満であると、不要な成分が濾過膜を通過せず排除できないことがあり、5μmを超えると、合金ナノ粒子の多くが濾過膜を通過し、所望の合金ナノ粒子含有溶液が得られない場合がある。 In the ultrafiltration, a substance to be separated usually has a diameter of 1 nm to 5 μm. By targeting the diameter, the polymer pigment dispersant can be removed together with the unnecessary miscellaneous ions, salt and reducing agent. If it is less than 1 nm, unnecessary components may not be eliminated without passing through the filtration membrane, and if it exceeds 5 μm, many of the alloy nanoparticles pass through the filtration membrane, and a desired alloy nanoparticle-containing solution cannot be obtained. There is a case.

上記限外濾過の濾過膜としては特に限定されないが、通常、例えば、ポリアクリロニトリル、塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂製のものが用いられる。これらのうち、ポリアクリロニトリル、ポリサルフォンが好ましく、ポリアクリロニトリルがより好ましい。
上記限外濾過の濾過膜は、また、上記限外濾過終了後に通常行われる濾過膜の洗浄を効率よく行う点から、逆洗浄が可能な濾過膜を用いることが好ましい。
The filtration membrane for ultrafiltration is not particularly limited, but usually, for example, a resin made of a resin such as polyacrylonitrile, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer, polysulfone, polyimide, polyamide or the like is used. Of these, polyacrylonitrile and polysulfone are preferable, and polyacrylonitrile is more preferable.
The ultrafiltration filtration membrane is preferably a filtration membrane that can be back-washed from the viewpoint of efficiently washing the filtration membrane that is usually performed after the ultrafiltration.

上記限外濾過の濾過膜としては、分画分子量が3000〜80000のものが好ましい。3000未満であると、不要な高分子顔料分散剤等が充分に除去されにくく、80000を超えると、上記合金ナノ粒子が濾過膜を通過しやすくなるため、目的とする合金ナノ粒子含有溶液が得られない場合がある。より好ましくは、10000〜60000である。上記分画分子量は、一般的に、高分子溶液を限外濾過膜に通す場合に限外濾過膜の孔内を通過して外に排除される高分子の分子量を指し、濾過膜の孔径を評価するために用いられる。上記分画分子量が大きな値を示す程、濾過膜の孔径は大きい。 As the membrane for the ultrafiltration, those having a fractional molecular weight of 3000 to 80000 are preferable. If it is less than 3000, unnecessary polymer pigment dispersants and the like are not easily removed, and if it exceeds 80000, the alloy nanoparticles easily pass through the filtration membrane, so that a target alloy nanoparticle-containing solution is obtained. It may not be possible. More preferably, it is 10,000 to 60000. The molecular weight cut off generally refers to the molecular weight of a polymer that passes through the pores of the ultrafiltration membrane and is excluded when the polymer solution is passed through the ultrafiltration membrane. Used to evaluate. The larger the molecular weight cut off, the larger the pore size of the filtration membrane.

上記限外濾過の濾過モジュールの形態としては特に限定されず、例えば、濾過膜の形態によって中空紙型モジュール(キャピラリーモジュールとも呼ばれる)、スパイラルモジュール、チューブラーモジュール、プレート型モジュール等が挙げられ、何れも本発明に好適に用いられる。これらのうち、膜面積が大きいほど濾過に要する時間を短縮することができるので、濾過面積の割にコンパクトな形態を有する中空紙型モジュールが、効率の点から好ましい。また、処理を行う金属コロイド粒子溶液の量が多い場合には、使用する限界濾過膜本数が多いものを使うことが好ましい。 The form of the ultrafiltration filtration module is not particularly limited, and examples include a hollow paper type module (also called a capillary module), a spiral module, a tubular module, a plate type module, etc., depending on the form of the filtration membrane. Is also preferably used in the present invention. Among these, since the time required for filtration can be shortened as the membrane area increases, a hollow paper type module having a compact form relative to the filtration area is preferable from the viewpoint of efficiency. Further, when the amount of the metal colloid particle solution to be treated is large, it is preferable to use one having a large number of ultrafiltration membranes to be used.

上記限外濾過の方法としては特に限定されず、例えば、従来公知の方法等が用いられ、通常、得られた合金ナノ粒子及び高分子顔料分散剤を含む溶液を限外濾過膜に通すことにより行われ、これにより、上述の雑イオン、塩、還元剤や高分子顔料分散剤を含む濾液が排除される。上記限外濾過は、通常、濾液の上記雑イオンが所望の濃度以下に除去されるまで繰り返し行う。その際、処理する合金ナノ粒子含有溶液の濃度を一定にするために排除された濾液の量と同じ量の溶剤を加えることが好ましい。このときに加える溶剤として、還元時に用いていたものと異なる種類のものを用いることで、合金ナノ粒子含有溶液の溶剤を置換することが可能である。例えば、処理する合金ナノ粒子含有溶液の溶剤が水の場合には、エタノール等のアルコールに置換することにより、乾燥性、基材への濡れ性等が優れるものとすることができ、一方、溶剤がエタノール等のアルコールの場合には、水に置換することにより、環境性に優れるものとすることができる。 The ultrafiltration method is not particularly limited. For example, a conventionally known method is used. Usually, the obtained solution containing the alloy nanoparticles and the polymer pigment dispersant is passed through an ultrafiltration membrane. This eliminates the filtrate containing the miscellaneous ions, salts, reducing agents and polymeric pigment dispersants described above. The ultrafiltration is usually repeated until the miscellaneous ions in the filtrate are removed below the desired concentration. At that time, it is preferable to add the same amount of solvent as the amount of filtrate removed in order to keep the concentration of the alloy nanoparticle-containing solution to be treated constant. As the solvent added at this time, it is possible to replace the solvent in the alloy nanoparticle-containing solution by using a different type of solvent from that used during the reduction. For example, when the solvent of the alloy nanoparticle-containing solution to be treated is water, substitution with alcohol such as ethanol can make the drying property, wettability to the substrate, etc. excellent, while the solvent In the case where is an alcohol such as ethanol, it can be made environmentally friendly by substituting it with water.

上記限外濾過は、通常の操作、例えば、いわゆるバッチ方式で行うことができる。このバッチ方式は、限外濾過が進んだ分、処理対象である合金ナノ粒子含有溶液を加えていく方法である。なお、上記限外濾過は、上記雑イオンが所望の濃度以下に除去された後で、固形分濃度を高めるために更に行うことが可能である。 The ultrafiltration can be performed by a normal operation, for example, a so-called batch system. This batch method is a method of adding the alloy nanoparticle-containing solution to be processed as the ultrafiltration progresses. The ultrafiltration can be further performed to increase the solid content concentration after the miscellaneous ions are removed to a desired concentration or less.

上記限外濾過処理により、合金ナノ粒子含有溶液から上記雑イオンや還元剤が除去される。更に、高分子顔料分散剤の一部が同時に除去されるため、合金ナノ粒子含有溶液における固形分中の合金ナノ粒子濃度を処理前に比べて高めることができる。また、上記限外濾過以外に、遠心分離によっても、上記雑イオンや還元剤の除去が可能である。この場合においても、合金ナノ粒子濃度を処理前に比べて高めることができる。 The miscellaneous ions and the reducing agent are removed from the alloy nanoparticle-containing solution by the ultrafiltration treatment. Furthermore, since a part of the polymer pigment dispersant is removed at the same time, the concentration of alloy nanoparticles in the solid content in the alloy nanoparticle-containing solution can be increased as compared with that before the treatment. In addition to the ultrafiltration, the miscellaneous ions and the reducing agent can be removed by centrifugation. Even in this case, the alloy nanoparticle concentration can be increased as compared with that before the treatment.

上記限外濾過処理及び遠心分離以外に、デカンテーションにより無色透明の上澄み液を除き、更に水を加えて洗浄を行うことにより、上記雑イオンや還元剤の除去を行うこともできる。このようにして得られた油状物は、水等の反応に用いた溶媒を含んでいるので、水への溶解性が高く、揮発性の高いメタノール及びエタノールや、水と共沸しうるトルエンを加えた後、乾燥することにより、一旦、ゾル状の合金ナノ粒子及び高分子顔料分散剤をまず得る。次いで、これに有機溶媒を加えて溶解させることにより、合金ナノ粒子含有溶液を得ることができる。 In addition to the ultrafiltration treatment and centrifugal separation, the miscellaneous ions and the reducing agent can be removed by removing the colorless and transparent supernatant by decantation and further washing with water. Since the oily substance thus obtained contains the solvent used in the reaction such as water, methanol and ethanol having high solubility in water and high volatility and toluene that can be azeotroped with water are used. After the addition, the sol-like alloy nanoparticles and the polymer pigment dispersant are first obtained by drying. Subsequently, an organic solvent is added to this, and it is made to melt | dissolve and an alloy nanoparticle containing solution can be obtained.

上述した合金ナノ粒子含有溶液の製造方法を用いることによって平均5〜100nmである合金ナノ粒子を含有する合金ナノ粒子含有溶液を得ることができる。上記合金ナノ粒子は、原子レベルから層状、グラニュラー状、アモルファス状等の種々のミクロなレベルで混合しており、部分部分でその構成が異なっているものと推測される。 By using the above-described method for producing an alloy nanoparticle-containing solution, an alloy nanoparticle-containing solution containing alloy nanoparticles having an average of 5 to 100 nm can be obtained. The alloy nanoparticles are mixed from various atomic levels such as layered, granular, amorphous, etc., and it is presumed that the structure is different in partial portions.

本発明の無電解メッキ用触媒は、上述の合金ナノ粒子を含んでなるものである。上記無電解メッキ用触媒は、例えば、金属分0.1〜30質量%となるように上記合金ナノ粒子を溶媒で希釈したものを挙げることができる。上記溶媒としては特に限定されず、例えば、上記合金ナノ粒子含有溶液の製造方法で述べた溶媒を使用することができる。上記無電解メッキ用触媒は、その他の成分として、流動特性調整剤、表面張力調整剤、粘度調整剤等を含有するものであってもよい。 The electroless plating catalyst of the present invention comprises the above-described alloy nanoparticles. Examples of the electroless plating catalyst include those obtained by diluting the alloy nanoparticles with a solvent so that the metal content is 0.1 to 30% by mass. It does not specifically limit as said solvent, For example, the solvent described by the manufacturing method of the said alloy nanoparticle containing solution can be used. The electroless plating catalyst may contain a flow characteristic adjusting agent, a surface tension adjusting agent, a viscosity adjusting agent and the like as other components.

本発明の無電解メッキ用触媒を適用する基材としてはプラスチック、紙、金属、ガラス、セラミック、木材など特に限定されるものではない。特に基材が電子材料としての基板である場合には、イミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ガラス−エポキシ基板、紙−フェノール基板、シリコン基板、セラミックス基板、ガラス基板等が具体的なものとして挙げられる。これらの基材は、必要に応じてイソプロピルアルコール等で洗浄したものであってもよい。上記無電解メッキ用触媒をインクジェット方式により塗布する場合には、上記基材表面にインクジェットインク用受容層を形成することが好ましい。 The substrate to which the electroless plating catalyst of the present invention is applied is not particularly limited, such as plastic, paper, metal, glass, ceramic, and wood. In particular, when the substrate is a substrate as an electronic material, imide film, polyamideimide film, polyamide film, polyester film, glass-epoxy substrate, paper-phenol substrate, silicon substrate, ceramic substrate, glass substrate, etc. are specific. It is mentioned as a thing. These substrates may be washed with isopropyl alcohol or the like as necessary. When the electroless plating catalyst is applied by an ink jet method, it is preferable to form an ink jet ink receiving layer on the substrate surface.

上記インクジェットインク用受容層は、顔料成分およびバインダー樹脂成分からなるものである。上記顔料成分としては、合成シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、コロイダルシリカなどが挙げられるが、シリカを含有していることが好ましい。一方、バインダー樹脂成分としては、デンプン、ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。 The inkjet ink receiving layer comprises a pigment component and a binder resin component. Examples of the pigment component include synthetic silica, calcium carbonate, alumina, colloidal silica, and the like, but preferably contains silica. On the other hand, examples of the binder resin component include starch, polyvinyl alcohol, styrene-butadiene resin, polyvinyl pyrrolidone, acrylic resin, and urethane resin.

上記インクジェットインク用受容層は、上記成分以外に、ポリアミン化合物、ポリエチレンイミン系化合物、ジシアンジアミド系縮合物、カチオン化ポリウレタン樹脂、カチオン化アクリル酸誘導体などの耐水化剤を含んでいてもよい。また、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、離型剤、浸透剤、滑剤、光安定剤、酸化防止剤、防腐剤、架橋剤などの助剤を含んでいてもよい。 In addition to the above components, the ink-jet ink receiving layer may contain a water-proofing agent such as polyamine compounds, polyethyleneimine compounds, dicyandiamide condensates, cationized polyurethane resins, and cationized acrylic acid derivatives. It may also contain auxiliary agents such as pigment dispersants, thickeners, fluidity improvers, antifoaming agents, mold release agents, penetrants, lubricants, light stabilizers, antioxidants, preservatives, and crosslinking agents. Good.

これらの基材の用途としては特に限定されず、例えば、半導体基板、プリント基板、サーマルヘッド、電子部品等における電極や配線等の導体回路の形成や電磁波シールド等の電子材料に好適に使用できる。 The use of these base materials is not particularly limited, and can be suitably used for electronic materials such as formation of conductor circuits such as electrodes and wirings in semiconductor substrates, printed boards, thermal heads, electronic components, etc., and electromagnetic shielding.

本発明は、上記無電解メッキ用触媒を用いて基材に合金ナノ粒子層を形成する工程(1)、及び、得られた基材を更に無電解銅メッキ又は無電解ニッケルメッキする工程(2)からなることを特徴とする無電解メッキ方法でもある。 The present invention includes a step (1) of forming an alloy nanoparticle layer on a substrate using the above electroless plating catalyst, and a step of further electroless copper plating or electroless nickel plating (2) It is also an electroless plating method characterized by comprising.

上記工程(1)としては特に限定されず、例えば、上記無電解メッキ用触媒をスプレー、スピンコート、ディップコート、ロールコート、スクリーン印刷、ディスペンス印刷等の従来公知の方法により行うことができる。上記合金ナノ粒子層としては特に限定されないが、膜厚は1μm以下で充分な触媒効果が発現される。インクジェットにより無電解メッキ触媒を基材上にパターニングした場合には、無電解メッキ処理により触媒層が形成された部分のみに選択的に金属膜が形成されるので、導電性回路パターンが後工程無しで形成することができる。 The step (1) is not particularly limited, and for example, the electroless plating catalyst can be performed by a conventionally known method such as spraying, spin coating, dip coating, roll coating, screen printing, or dispense printing. Although it does not specifically limit as said alloy nanoparticle layer, A sufficient catalytic effect is expressed if a film thickness is 1 micrometer or less. When the electroless plating catalyst is patterned on the substrate by inkjet, the conductive film pattern is not post-processed because the metal film is selectively formed only on the portion where the catalyst layer is formed by the electroless plating process. Can be formed.

上記工程(1)は、半導体内回路等のファイン化に対応するため、インクジェット方式により行うものであることが好ましい。インクジェット方式による塗布方法では、直接合金ナノ粒子を吐射して描画を行うので、描画可能な最小線幅、及び、回路間の最小間隔を極めて狭い範囲に設定することが可能となるため好ましい。特に、上述の合金ナノ粒子含有溶液の製造方法により得られる合金ナノ粒子は、平均粒子径が約5〜100nmとなるため、好適にインクジェット方式により塗布することが可能である。インクジェット方式はとして、ピエゾ素子を用いて吐出するピエゾ型、インクを加熱・沸騰させて吐出するサーマル型(バブルジェット(登録商標))のいずれも使用可能である。 The step (1) is preferably performed by an ink jet method in order to cope with the finer circuit in the semiconductor. The application method by the ink jet method is preferable because the drawing is performed by directly ejecting the alloy nanoparticles, so that the minimum line width that can be drawn and the minimum distance between the circuits can be set to an extremely narrow range. In particular, the alloy nanoparticles obtained by the above-described method for producing an alloy nanoparticle-containing solution have an average particle diameter of about 5 to 100 nm, and can be suitably applied by an ink jet method. As the ink jet method, any of a piezo type that discharges using a piezo element and a thermal type (bubble jet (registered trademark)) that discharges ink by heating and boiling can be used.

上記工程(2)としては特に限定されず、例えば、ビルドカッパー浴(奥野製薬社製)等の市販の無電解メッキ液(浴)を用いて従来公知の方法により行うことができる。 The step (2) is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known method using a commercially available electroless plating solution (bath) such as a build copper bath (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.).

本発明により、コストの面で良好であり、良好な導電性を確保することができる無電解用メッキ触媒を得ることができた。 According to the present invention, it is possible to obtain an electroless plating catalyst which is favorable in terms of cost and can ensure good conductivity.

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited only to these examples.

製造例1
(エタノール系銀/パラジウム(=97/3)複合ナノ粒子ペーストの調製)
コルベンにディスパービック190(有効成分40%の水溶液・ビックケミー社製)24.8g、脱イオン水400.0gを採り、撹拌して溶解させた。これに塩化パラジウム酸(HPdCl)水溶液(パラジウム含有量が15.22質量%・田中貴金属工業社製)7.83gを加えた。更に2−ジメチルアミノエタノール164.1gを加えてよく撹拌した。得られた混合水溶液を湯浴中で80℃となるように加熱した。
Production Example 1
(Preparation of ethanol-based silver / palladium (= 97/3) composite nanoparticle paste)
Dispersic 190 (aqueous solution of 40% active ingredient, manufactured by Big Chemie) 24.8 g and deionized water 400.0 g were taken in Kolben, and dissolved by stirring. To this was added 7.83 g of a chloropalladium acid (H 2 PdCl 4 ) aqueous solution (palladium content 15.22% by mass, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.). Further, 164.1 g of 2-dimethylaminoethanol was added and stirred well. The obtained mixed aqueous solution was heated to 80 ° C. in a hot water bath.

上記コルベンとは異なる容器に硝酸銀(I)60.64gと脱イオン水150.0gを採った。これを50℃の湯浴中で撹拌し、硝酸銀を溶解した。
上記コルベンに硝酸銀水溶液を撹拌しながら瞬時に加えた。液は一瞬にして灰色となった。その後黒味を帯びだした。液温が80℃に低下したところで、この温度を保持して4時間撹拌を続け、褐黒色の水系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペースト液を得た。
In a container different from the Kolben, 60.64 g of silver nitrate (I) and 150.0 g of deionized water were taken. This was stirred in a 50 ° C. hot water bath to dissolve silver nitrate.
An aqueous silver nitrate solution was added to the Kolben instantaneously with stirring. The liquid turned gray in an instant. After that, it became blackish. When the liquid temperature dropped to 80 ° C., this temperature was maintained and stirring was continued for 4 hours to obtain a brown black aqueous silver / palladium composite nanoparticle paste liquid.

次に、限外濾過モジュールAHP1010(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数400本)、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある3リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の反応液をステンレスカップに入れて、エタノールを加えた。この後も同様に限外濾過を行い、ろ液の量が2リットルになった時点で、ステンレスカップに2リットルのエタノールを加えた。この後も同様な作業をくり返し、ろ液の伝導度が6μS/cm以下になったことを確認し、母液の量が500mlになるまで、限外濾過による濃縮を行った。 Next, ultrafiltration module AHP1010 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd .; molecular weight cut off 50000, number of membranes used 400), magnet pump, 3 liter stainless steel cup with tube connection port at the bottom are connected by silicon tube, and ultrafiltration is performed. The device. The previous reaction solution was put in a stainless steel cup and ethanol was added. Thereafter, ultrafiltration was performed in the same manner, and when the amount of the filtrate reached 2 liters, 2 liters of ethanol was added to the stainless steel cup. Thereafter, the same operation was repeated, and it was confirmed that the filtrate had a conductivity of 6 μS / cm or less, and concentration by ultrafiltration was performed until the amount of the mother liquor became 500 ml.

続いて母液を入れた500mlステンレスカップ、限外濾過モジュールAHP0013(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数100本)、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約150mlになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分31.7%の銀/パラジウム複合ナノ粒子のエタノール溶液が得られた。銀/パラジウム合金ナノ粒子ペーストの組成比は銀/パラジウム=97/3(質量比)であった。この溶液中の銀/パラジウム複合ナノ粒子の平均粒子径は、27nmであった。また、TG−DTA測定の結果、得られたエタノール系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペーストは、金属含有量が30.0質量%、ディスパービック190が1.7質量%、エタノールが68.3質量%であった。 Subsequently, an ultrafiltration apparatus comprising a 500 ml stainless steel cup containing mother liquor, an ultrafiltration module AHP0013 (manufactured by Asahi Kasei Corporation; molecular weight cut off 50000, number of membranes used 100), a tube pump, and an aspirator was assembled. The mother liquor obtained previously was put into this stainless steel cup and concentrated to increase the solid content concentration. When the mother liquor reached about 150 ml, the pump was stopped and the concentration was terminated to obtain an ethanol solution of silver / palladium composite nanoparticles having a solid content of 31.7%. The composition ratio of the silver / palladium alloy nanoparticle paste was silver / palladium = 97/3 (mass ratio). The average particle diameter of the silver / palladium composite nanoparticles in this solution was 27 nm. Moreover, as a result of TG-DTA measurement, the obtained ethanol-based silver / palladium composite nanoparticle paste has a metal content of 30.0% by mass, Dispersic 190 of 1.7% by mass, and ethanol of 68.3% by mass. Met.

製造例2
(水系銀/パラジウム(=97/3)複合ナノ粒子ペーストの調製)
コルベンにディスパービック190(有効成分40%の水溶液・ビックケミー社製)24.8g、脱イオン水400.0gを採り、撹拌して溶解させた。これに塩化パラジウム酸(HPdCl)水溶液(パラジウム含有量が15.22質量%・田中貴金属工業社製)7.83gを加えた。更に2−ジメチルアミノエタノール164.1gを加えてよく撹拌した。得られた混合水溶液を湯浴中で80℃となるように加熱した。
Production Example 2
(Preparation of aqueous silver / palladium (= 97/3) composite nanoparticle paste)
Dispersic 190 (aqueous solution of 40% active ingredient, manufactured by Big Chemie) 24.8 g and deionized water 400.0 g were taken in Kolben, and dissolved by stirring. To this was added 7.83 g of a chloropalladium acid (H 2 PdCl 4 ) aqueous solution (palladium content 15.22% by mass, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.). Further, 164.1 g of 2-dimethylaminoethanol was added and stirred well. The obtained mixed aqueous solution was heated to 80 ° C. in a hot water bath.

上記コルベンとは異なる容器に硝酸銀(I)60.64gと脱イオン水150.0gを採った。これを50℃の湯浴中で撹拌し、硝酸銀を溶解した。
上記コルベンに硝酸銀水溶液を撹拌しながら瞬時に加えた。液は一瞬にして灰色となった。その後黒味を帯びだした。液温が80℃に低下したところで、この温度を保持して4時間撹拌を続け、褐黒色の水系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペースト液を得た。
In a container different from the Kolben, 60.64 g of silver nitrate (I) and 150.0 g of deionized water were taken. This was stirred in a 50 ° C. hot water bath to dissolve silver nitrate.
An aqueous silver nitrate solution was added to the Kolben instantaneously with stirring. The liquid turned gray in an instant. After that, it became blackish. When the liquid temperature dropped to 80 ° C., this temperature was maintained and stirring was continued for 4 hours to obtain a brown black aqueous silver / palladium composite nanoparticle paste liquid.

次に、限外濾過モジュールAHP1010(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数400本)、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある3リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の反応液をステンレスカップに入れて、エタノールを加えた。この後も同様に限外濾過を行い、ろ液の量が2リットルになった時点で、ステンレスカップに2リットルの脱イオン水を加えた。この後も同様に限外濾過を行い、ろ液の量が2リットルになった時点で、ステンレスカップに2リットルの脱イオン水を加えた。この後も同様な作業をくり返し、ろ液の伝導度が60μS/cm以下になったことを確認し、母液の量が500mlになるまで、限外濾過による濃縮を行った。 Next, ultrafiltration module AHP1010 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd .; molecular weight cut off 50000, number of membranes used 400), magnet pump, 3 liter stainless steel cup with tube connection port at the bottom are connected by silicon tube, and ultrafiltration is performed. The device. The previous reaction solution was put in a stainless steel cup and ethanol was added. Thereafter, ultrafiltration was similarly performed, and when the amount of the filtrate reached 2 liters, 2 liters of deionized water was added to the stainless steel cup. Thereafter, ultrafiltration was similarly performed, and when the amount of the filtrate reached 2 liters, 2 liters of deionized water was added to the stainless steel cup. Thereafter, the same operation was repeated, and it was confirmed that the filtrate had a conductivity of 60 μS / cm or less, and concentration by ultrafiltration was performed until the amount of the mother liquor became 500 ml.

続いて母液を入れた500mlステンレスカップ、限外濾過モジュールAHP0013(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数100本)、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約120mlになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分31.8%の銀/パラジウム複合ナノ粒子の水溶液が得られた。銀/パラジウム合金ナノ粒子ペーストの組成比は銀/パラジウム=97/3(質量比)であった。この溶液中の銀/パラジウム複合ナノ粒子の平均粒子径は、27nmであった。また、TG−DTA測定の結果、得られた水系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペーストは、金属含有量が30.0質量%、ディスパービック190が1.8質量%、水が68.2質量%であった。 Subsequently, an ultrafiltration apparatus comprising a 500 ml stainless steel cup containing mother liquor, an ultrafiltration module AHP0013 (manufactured by Asahi Kasei Corporation; molecular weight cut off 50000, number of membranes used 100), a tube pump, and an aspirator was assembled. The mother liquor obtained previously was put into this stainless steel cup and concentrated to increase the solid content concentration. When the mother liquor reached about 120 ml, the pump was stopped and the concentration was terminated, whereby an aqueous solution of silver / palladium composite nanoparticles having a solid content of 31.8% was obtained. The composition ratio of the silver / palladium alloy nanoparticle paste was silver / palladium = 97/3 (mass ratio). The average particle diameter of the silver / palladium composite nanoparticles in this solution was 27 nm. Moreover, as a result of TG-DTA measurement, the obtained aqueous silver / palladium composite nanoparticle paste had a metal content of 30.0% by mass, Dispersic 190 of 1.8% by mass, and water of 68.2% by mass. there were.

実施例1
銅張り積層板のCuをケミカルエッチングしたガラスエポキシ基板をサンドペーパー♯400で研磨した後、イソプロピルアルコールにより洗浄した。製造例1で調製したエタノール系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペーストを金属濃度0.5質量%となるようにエタノールで希釈したものを無電解メッキ用触媒として使用し、上記ガラスエポキシ基板を2〜3秒間浸漬し、70°勾配で立てかけた。次に、水平状態で室温放置し、100℃×5分で溶媒を乾燥させ、無電解Cuメッキにかけた。使用した薬剤は、奥野製薬社製ビルドカッパー浴である。Cuメッキ層が形成されるまでに要した時間は、3分である。
Example 1
A glass epoxy substrate obtained by chemically etching Cu of the copper-clad laminate was polished with sandpaper # 400 and then washed with isopropyl alcohol. A solution obtained by diluting the ethanol-based silver / palladium composite nanoparticle paste prepared in Production Example 1 with ethanol to a metal concentration of 0.5% by mass is used as a catalyst for electroless plating, and the glass epoxy substrate is used in 2 to 3 It was immersed for 2 seconds and leaned against a 70 ° gradient. Next, it was left at room temperature in a horizontal state, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and subjected to electroless Cu plating. The drug used is a build copper bath manufactured by Okuno Pharmaceutical. The time required for forming the Cu plating layer is 3 minutes.

実施例2、比較例1及び2
エタノール系銀/パラジウム複合ナノ粒子ペーストを表1に示した合金ナノ粒子、金属ナノ粒子に変更したこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。また、Cuメッキ層が形成されるまでに要した時間を表1に示した。Cuメッキ層形成に要した時間が短いほど、高い触媒能を有すると考えられる。
Example 2, Comparative Examples 1 and 2
A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ethanol-based silver / palladium composite nanoparticle paste was changed to the alloy nanoparticles and metal nanoparticles shown in Table 1. Table 1 shows the time required to form the Cu plating layer. It is considered that the shorter the time required for forming the Cu plating layer, the higher the catalytic ability.

Figure 2006225712
Figure 2006225712

表1に示したように、触媒中に3質量%しかパラジウムを含んでいない銀/パラジウム複合ナノ粒子の無電解メッキ触媒能は、100%のパラジウムからなるナノ粒子触媒と同等であることが示された。一方、パラジウムを含まない銀ナノ粒子触媒の無電解メッキ触媒能は、きわめて低いことが分かった。 As shown in Table 1, the electroless plating catalytic ability of silver / palladium composite nanoparticles containing only 3% by mass of palladium in the catalyst is equivalent to that of a nanoparticle catalyst composed of 100% palladium. It was done. On the other hand, it was found that the electroless plating catalytic ability of the silver nanoparticle catalyst not containing palladium is very low.

製造例3 インクジェット用銀/パラジウムナノ粒子溶液の調製
製造例2で得られた水系銀/パラジウムナノ粒子ペースト50gにマルチトール11g、グリセリン16g、メチルエチルケトンを3gおよび脱イオン水20gを添加して、金属分が15質量%となる銀/パラジウムナノ粒子溶液を調製した。
Production Example 3 Preparation of Inkjet Silver / Palladium Nanoparticle Solution To 50 g of the aqueous silver / palladium nanoparticle paste obtained in Production Example 2, 11 g maltitol, 16 g glycerin, 3 g methyl ethyl ketone and 20 g deionized water were added to form a metal. A silver / palladium nanoparticle solution having a content of 15% by mass was prepared.

実施例3 インクジェットにより形成した無電解メッキ触媒層への選択的無電解CuメッキによるCu薄膜パターンの形成
製造例3で得られた銀/パラジウムナノ粒子溶液を、市販のピエゾ方式のインクジェット・プリンターにより、両表面にインクジェット受容層の設けられたポリエステルフィルム上に線幅を50μm、膜厚で0.5μmで直線パターンを形成した。描画されたパターンの形状・寸法の再現性は非常に高かった。100℃×5分で乾燥させた後、無電解Cuメッキ浴に浸漬することにより、銀/パラジウム複合ナノ粒子触媒がパターニングされた直線パターン上のみ約5μmの膜厚のCuメッキ膜が形成され、無電解メッキによる線幅の変異は認められなかった。
Example 3 Formation of Cu Thin Film Pattern by Selective Electroless Cu Plating on Electroless Plating Catalyst Layer Formed by Inkjet The silver / palladium nanoparticle solution obtained in Production Example 3 was obtained using a commercially available piezo ink jet printer. A linear pattern was formed on a polyester film provided with an ink jet receiving layer on both surfaces with a line width of 50 μm and a film thickness of 0.5 μm. The reproducibility of the shape and dimensions of the drawn pattern was very high. After drying at 100 ° C. for 5 minutes, by immersing in an electroless Cu plating bath, a Cu plating film having a thickness of about 5 μm is formed only on the linear pattern on which the silver / palladium composite nanoparticle catalyst is patterned, No variation in line width due to electroless plating was observed.

実施例4 インクジェットにより形成した無電解メッキ触媒層への選択無電解Cuメッキにより形成されたCu薄膜の導電性
製造例3で得られた銀/パラジウムナノ粒子溶液を、市販のサーマル方式のインクジェット・プリンターにより、両表面にインクジェット受容層の設けられたポリエステルフィルム上に5cm×5cmの大きさのベタ印刷を行った。膜厚は0.5μmとした。100℃×5分で乾燥させた後、無電解Cuメッキ浴に浸漬することにより、銀/パラジウム複合ナノ粒子触媒がパターニングされたベタ部分のみ、約5μmの膜厚のCuメッキ膜が形成された。ローレスターEP MCP−T360(三菱化学社製、四端子四探針方式)により表面抵抗を測定した。その結果、約1mΩ/□であり、良好な導電性を高い再現性で示した。
Example 4 Selection of Electroless Plating Catalyst Layer Formed by Inkjet Conductive Production of Cu Thin Film Formed by Electroless Cu Plating The silver / palladium nanoparticle solution obtained in Production Example 3 was converted into a commercially available thermal ink jet Solid printing with a size of 5 cm × 5 cm was performed on a polyester film provided with an ink jet receiving layer on both surfaces by a printer. The film thickness was 0.5 μm. After drying at 100 ° C. for 5 minutes, by immersion in an electroless Cu plating bath, a Cu plating film having a film thickness of about 5 μm was formed only on the solid part where the silver / palladium composite nanoparticle catalyst was patterned. . The surface resistance was measured by a Lorester EP MCP-T360 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, four-terminal four-probe method). As a result, it was about 1 mΩ / □, and good conductivity was shown with high reproducibility.

本発明により、低コストでPd単独使用と同程度の触媒能を有する無電解メッキ用触媒を得ることができた。上記無電解メッキ用触媒は、Pd等が基材上に多量に残存することがないため、良好な導電性を確保できるものであり、半導体基板、プリント基板、サーマルヘッド、電子部品等における電極や配線等の導体回路の形成や電磁波シールド等の電子材料に無電解メッキを行う際に好適に適用することができる。 According to the present invention, an electroless plating catalyst having a catalytic ability comparable to that of using Pd alone at low cost can be obtained. The electroless plating catalyst can ensure good conductivity because Pd or the like does not remain in large amounts on the base material, and can be used for electrodes in semiconductor substrates, printed boards, thermal heads, electronic components, etc. It can be suitably applied when conducting electroless plating on the formation of conductor circuits such as wiring and electronic materials such as electromagnetic wave shields.

Claims (5)

金属M及びMからなる合金ナノ粒子を含有し、
前記金属Mは、Agであり、前記金属Mは、Pd、Pt、Rh、Bi、Ru、Ni、Sn及びAuからなる群より選択される1種又は2種以上である
ことを特徴とする無電解メッキ用触媒。
Containing alloy nanoparticles composed of metal M 1 and M 2,
The metal M 1 is Ag, and the metal M 2 is one or more selected from the group consisting of Pd, Pt, Rh, Bi, Ru, Ni, Sn, and Au. Electroless plating catalyst.
合金ナノ粒子において、金属Mの含有量は3質量%以下である請求項1記載の無電解メッキ用触媒。 The catalyst for electroless plating according to claim 1, wherein the alloy nanoparticles have a metal M 2 content of 3% by mass or less. 合金ナノ粒子は、高分子顔料分散剤存在下で金属Mイオン及び金属Mイオンを含有する金属溶液から金属水酸化物類を析出させた後に、還元反応させる工程を含んでなる製造方法により得られるものである請求項1又は2記載の無電解メッキ用触媒。 The alloy nanoparticles are produced by a production method comprising a step of causing a reduction reaction after depositing metal hydroxides from a metal solution containing metal M 1 ions and metal M 2 ions in the presence of a polymer pigment dispersant. The catalyst for electroless plating according to claim 1, which is obtained. 請求項1、2又は3記載の無電解メッキ用触媒を用いて基材に合金ナノ粒子層を形成する工程(1)、及び、得られた基材を更に無電解銅メッキ又は無電解ニッケルメッキする工程(2)からなる
ことを特徴とする無電解メッキ方法。
A step (1) of forming an alloy nanoparticle layer on a base material using the electroless plating catalyst according to claim 1, 2 or 3, and the obtained base material is further subjected to electroless copper plating or electroless nickel plating. An electroless plating method comprising the step (2) of:
工程(1)は、インクジェット方式により行うものである請求項4記載の無電解メッキ方法。
The electroless plating method according to claim 4, wherein step (1) is performed by an inkjet method.
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