JP2008235035A - Metal nanoparticle paste and manufacturing method of metal nanoparticle paste - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal nanoparticle paste which prevents incidents of turbulence and disconnection of a wiring pattern, and forms the low-impedance and fine wiring pattern even if the wiring pattern is formed on a substrate by using an ink jet printing method or the like, and also to provide a manufacturing method of the metal nano particle paste. <P>SOLUTION: The metal nanoparticle paste has metal nano particles of 1 to 100 nm of the average particle diameter as a conductive medium, contains a fluorine atom or the like to adjust wettability with the substrate and alkoxide of silicon to form a matrix of the metal nanoparticles as the essential component, and in the case where a circuit pattern is formed by the ink jet printing method, incidents of turbulence and disconnection of the wiring pattern are prevented by fusion-bonding and sintering the metal nanoparticles mutually at a low temperature, and making a line width of the printed pattern uniform. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属ナノ粒子ペースト及び当該金属ナノ粒子ペーストの製造方法に関する。さらに詳しくは、インクジェット印刷法等を用いて、ガラス基板、セラミック基板等の耐熱性基板上に、低インピーダンスでかつ微細な配線パターンの形成に適する金属ナノ粒子ペースト及び当該金属ナノ粒子ペーストの製造方法に関する。   The present invention relates to a metal nanoparticle paste and a method for producing the metal nanoparticle paste. More specifically, a metal nanoparticle paste suitable for forming a fine wiring pattern with a low impedance on a heat-resistant substrate such as a glass substrate or a ceramic substrate using an inkjet printing method or the like, and a method for producing the metal nanoparticle paste About.

近年、液晶ディスプレイの大型化に伴い、液晶パネルの配線パターンをインクジェット印刷法で調製しようという研究が盛んになっている。従来適用されていたリソグラフィー法では、工程が多数あることやディスプレイの大型化により設備面積が大きくなるという問題がある。また、メタルスクリーンマスクを型として印刷するスクリーン印刷法では、情報末端の急速な小型化に伴い、配線の微細化や隣り合う配線の幅にも限界がある。   In recent years, along with the increase in size of liquid crystal displays, research for preparing a wiring pattern of a liquid crystal panel by an ink jet printing method has become active. Conventionally applied lithography methods have a problem in that the number of processes is large and the area of equipment is increased due to an increase in the size of the display. Further, in the screen printing method in which a metal screen mask is printed as a mold, there is a limit to the miniaturization of wiring and the width of adjacent wiring as the information terminal is rapidly reduced in size.

そこで、導電性ペーストインクを直接基板上に噴射し、目的とする配線パターンを描画することができるインクジェット印刷法が注目されている。この方法では、従来適用されていた方法と比べ、直接形成するためマスキングが必要ない、大きいサイズの基板にも容易に応用できる、工程時間を短くすることができる、パソコンレベルでパターンを描画させることができるので機械の小型化が可能である、といった利点がある。   In view of this, attention has been focused on an ink jet printing method in which a conductive paste ink can be directly sprayed onto a substrate to draw a target wiring pattern. Compared to the methods used in the past, this method does not require masking because it is formed directly, can be easily applied to large-sized substrates, can shorten the process time, and can draw patterns at the personal computer level. Therefore, there is an advantage that the machine can be downsized.

一方、インクジェット印刷法には、機器システム(プリンタ)の他に導電性インク(導電性ペースト)が必要である。また、液晶パネル製造工程では、低温(250℃以下)で焼結可能な導電性の高いインクジェット用導電性ペーストが望まれており、当該導電性ペーストの研究において、溶融金属、導電性高分子と金属ナノ粒子を含む研究がなされている。金属ナノ粒子は、均一性及び分散性に優れていることや、金属の粒子サイズがナノレベルまで小さくなると、金属本来の融点よりも格段に低い温度で焼結するという低温焼結性(例えば、銀の融点は960℃であるが、ナノ粒子にすることで200℃まで低温化可能)を備えるため、これを利用して導電性ペーストの合成に使われている。かかる現象は、金属の微粒子においては、その粒子径を十分に小さくすると、全体に対する粒子表面に存在するエネルギー状態の高い原子の割合が大きくなり、金属原子の表面拡散が無視し得ないほど大きくなるために、粒子相互の界面の延伸がなされ焼結が行われるためであり、かかる金属微粒子を使用することによって、低温焼付条件でも十分に導電性を有する金属ナノ粒子ペーストを得られることが期待される。よって、このような金属ナノ粒子を含んだ導電性ペーストの検討が各方面でなされている(例えば、特許文献1〜特許文献6を参照。)。   On the other hand, the ink jet printing method requires a conductive ink (conductive paste) in addition to the equipment system (printer). In addition, in the liquid crystal panel manufacturing process, a highly conductive conductive paste for inkjet that can be sintered at a low temperature (250 ° C. or lower) is desired. In the research of the conductive paste, molten metal, conductive polymer and Studies involving metal nanoparticles have been made. The metal nanoparticles are excellent in uniformity and dispersibility, and when the metal particle size is reduced to the nano level, low temperature sinterability (for example, sintering at a temperature much lower than the original melting point of the metal) The melting point of silver is 960 ° C., but it can be reduced to 200 ° C. by making it into nanoparticles), so it is used for the synthesis of conductive paste. In the case of metal fine particles, when the particle size is sufficiently small, the proportion of atoms in the energy state present on the particle surface with respect to the whole increases, and the surface diffusion of metal atoms becomes so large that it cannot be ignored. Therefore, it is expected that a metal nanoparticle paste having sufficient conductivity even under low-temperature baking conditions can be obtained by using such metal fine particles. The Therefore, examination of the electrically conductive paste containing such a metal nanoparticle is made | formed in each direction (for example, refer patent document 1-patent document 6).

特開2002−324966号公報([請求項1]、[実施例1])JP 2002-324966 A ([Claim 1], [Example 1]) 特開2004−247572号公報([実施例1])JP 2004-247572 A ([Example 1]) 特開2004−273205号公報([請求項1]、[実施例2])JP-A-2004-273205 ([Claim 1], [Example 2]) 特開2005−26081号公報([請求項1]、[実施例1])JP 2005-26081 A ([Claim 1], [Example 1]) 特表2005−537386号公報([請求項38]、[0027]、[0051]、[0102]、[0318]〜[0333])JP-T-2005-537386 ([Claim 38], [0027], [0051], [0102], [0318] to [0333]) 特開2006−253262号公報([請求項3]、[請求項4])JP 2006-253262 A ([Claim 3], [Claim 4])

しかしながら、従来の技術で得られた、金属ナノ粒子を含む導電性ペーストを用いて大面積の基板に対してインクジェット印刷法で印刷を実施した場合にあっては、配線パターンの乱れや断線が生じる場合があり、改善が求められていた。   However, when the conductive paste containing metal nanoparticles obtained by the conventional technique is used to print a large area substrate by the inkjet printing method, the wiring pattern is disturbed or disconnected. In some cases, improvements were required.

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、金属ナノ粒子を含む導電性ペーストであって、インクジェット印刷法等を用いて基板上に配線パターンを形成した場合であっても、配線パターンの乱れや断線の発生を防止することができ、低インピーダンスでかつ微細な配線パターンを形成することができる金属ナノ粒子ペースト及び当該金属ナノ粒子ペーストの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a conductive paste containing metal nanoparticles, and even when a wiring pattern is formed on a substrate using an inkjet printing method or the like, the wiring An object of the present invention is to provide a metal nanoparticle paste that can prevent pattern disturbance and disconnection, and that can form a fine wiring pattern with low impedance and a method for producing the metal nanoparticle paste.

前記の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る金属ナノ粒子ペーストは、下記(a)〜(c)の成分を含むことを特徴とする。
(a)金属ナノ粒子
(b)フッ素原子及び/またはフッ素化合物
(c)ケイ素のアルコキシド
In order to solve the above-described problems, the metal nanoparticle paste according to claim 1 of the present invention includes the following components (a) to (c).
(A) metal nanoparticles (b) fluorine atom and / or fluorine compound (c) silicon alkoxide

本発明の請求項2に係る金属ナノ粒子ペーストは、前記した請求項1において、前記金属ナノ粒子の含有量が、金属ナノ粒子ペースト全体に対して2.0〜30.0質量%であることを特徴とする。   The metal nanoparticle paste according to claim 2 of the present invention is the metal nanoparticle paste according to claim 1, wherein the content of the metal nanoparticles is 2.0 to 30.0 mass% with respect to the entire metal nanoparticle paste. It is characterized by.

本発明の請求項3に係る金属ナノ粒子ペーストは、前記した請求項1または請求項2において、前記金属ナノ粒子が銀ナノ粒子であることを特徴とする。
を特徴とする。
The metal nanoparticle paste according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in the above-described claim 1 or 2, the metal nanoparticles are silver nanoparticles.
It is characterized by.

本発明の請求項4に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、対象となる金属ナノ粒子を含む金属塩を、水溶性高分子からなる保護剤の存在下に含アルコール溶媒中で加熱還流し、保護金属ナノ粒子を得る第1工程と、前記第1工程で得られた保護金属ナノ粒子と、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドをゾル・ゲル法によりペースト化させる第2工程を含むことを特徴とする。   In the method for producing a metal nanoparticle paste according to claim 4 of the present invention, a metal salt containing a target metal nanoparticle is heated to reflux in an alcohol-containing solvent in the presence of a protective agent comprising a water-soluble polymer, A first step of obtaining protective metal nanoparticles, a second step of pasting the protective metal nanoparticles obtained in the first step, a fluorine compound containing the target metal nanoparticles and an alkoxide of silicon by a sol-gel method Including a process.

本発明の請求項5に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、前記した請求項4において、前記第1工程における金属塩と保護剤のモル量の比(保護剤のモル量/金属塩のモル量=R)が、R=0.5〜5.0であることを特徴とする。   The method for producing a metal nanoparticle paste according to claim 5 of the present invention is the method according to claim 4, wherein the ratio of the molar amount of the metal salt to the protective agent in the first step (the molar amount of the protective agent / the molar amount of the metal salt). Amount = R) is characterized in that R = 0.5 to 5.0.

本発明の請求項6に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、前記した請求項4または請求項5において、前記保護剤の分子量(重量平均分子量:M)が20000〜400000であることを特徴とする。 The method according to claim 6 in accordance with the metal nanoparticle paste of the present invention, in claim 4 or claim 5 and wherein the molecular weight of the protective agent (weight average molecular weight: M W), characterized in that it is 20,000 to 400,000 And

本発明の請求項7に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、前記した請求項4ないし請求項6のいずれかにおいて、前記保護剤がポリビニルピロリドン(PVP)であることを特徴とする。   The metal nanoparticle paste manufacturing method according to claim 7 of the present invention is characterized in that, in any of the above-described claims 4 to 6, the protective agent is polyvinylpyrrolidone (PVP).

本発明の請求項1に係る金属ナノ粒子ペーストは、平均粒径が概ね1〜100nmである金属ナノ粒子を導電性媒体とするとともに、基板との濡れ性を調整するためのフッ素原子等や、金属ナノ粒子のマトリックスとなるケイ素のアルコキシドを必須成分として含有するので、インクジェット印刷法で回路パターンを形成した場合には、金属ナノ粒子同士を低温で融着・焼結させることができるとともに、印刷されたパターンの線幅を均一にして、配線パターンの乱れや断線の発生を防止することができ、低インピーダンスでかつ微細な配線パターンの形成を実現可能な金属ナノ粒子ペースト(いわゆる導電性インク)となる。   The metal nanoparticle paste according to claim 1 of the present invention uses a metal nanoparticle having an average particle diameter of approximately 1 to 100 nm as a conductive medium, a fluorine atom for adjusting wettability with a substrate, and the like, Since it contains silicon alkoxide, which is a matrix of metal nanoparticles, as an essential component, when a circuit pattern is formed by inkjet printing, the metal nanoparticles can be fused and sintered at a low temperature and printed. Metal nano-particle paste (so-called conductive ink) that can form a fine wiring pattern with low impedance by making the line width of the formed pattern uniform, preventing the wiring pattern from being disturbed and breaking. It becomes.

本発明の請求項2に係る金属ナノ粒子ペーストは、当該ペーストを構成する金属ナノ粒子の含有量が、金属ナノ粒子ペースト全体に対して特定範囲としているので、粘度も適度となり、加熱焼成後も連続した配線を問題なく形成することができる金属ナノ粒子ペーストを提供可能とする。   In the metal nanoparticle paste according to claim 2 of the present invention, since the content of the metal nanoparticles constituting the paste is in a specific range with respect to the entire metal nanoparticle paste, the viscosity becomes appropriate, and after heating and firing. It is possible to provide a metal nanoparticle paste capable of forming a continuous wiring without problems.

本発明の請求項3に係る金属ナノ粒子ペーストは、当該ペーストを構成する金属ナノ粒子を銀ナノ粒子としているので、良好な導電性を備えた金属ナノ粒子ペーストを提供する。   Since the metal nanoparticle paste which concerns on Claim 3 of this invention uses the metal nanoparticle which comprises the said paste as a silver nanoparticle, the metal nanoparticle paste provided with favorable electroconductivity is provided.

本発明の請求項4に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、対象となる金属ナノ粒子を含む金属塩を、水溶性高分子からなる保護剤の存在下にアルコール還元法を用いて、保護金属ナノ粒子を得る第1工程と、当該保護金属ナノ粒子と、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドをゾル・ゲル法によりペースト化させる第2工程を採用する。第1工程において、アルコール還元法を用いて水溶性高分子からなる保護剤により金属ナノ粒子の表面を被覆保護することにより、金属ナノ粒子を容易に分散できるようにするとともに、当該保護金属ナノ粒子を、ゾル・ゲル法を用いて、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドとペースト化することにより、ペースト中にフッ素原子等及びケイ素のアルコキシドを存在させた金属ナノ粒子ペーストを簡便に調製することが可能となる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a metal nanoparticle paste, comprising subjecting a metal salt containing a target metal nanoparticle to a protective metal using an alcohol reduction method in the presence of a protective agent comprising a water-soluble polymer. A first step of obtaining nanoparticles and a second step of pasting the protective metal nanoparticles, a fluorine compound containing the target metal nanoparticles, and an alkoxide of silicon by a sol-gel method are employed. In the first step, the surface of the metal nanoparticles is coated and protected with a protective agent made of a water-soluble polymer using an alcohol reduction method so that the metal nanoparticles can be easily dispersed, and the protected metal nanoparticles By using a sol-gel method, a metal nanoparticle paste in which fluorine atoms and silicon alkoxide are present in the paste is formed by pasting with a fluorine compound containing the target metal nanoparticles and a silicon alkoxide. It can be easily prepared.

本発明の請求項5に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、第1工程における金属塩と保護剤のモル量の比Rを特定範囲としているので、保護剤と金属塩の量が適度であり、金属ナノ粒子を保護剤で確実に保護することができ、保護金属ナノ粒子の分散性等も良好となる。また、得られる保護金属ナノ粒子の平均粒径を小さく、かつ、粒度分布も狭くすることができるとともに、硝酸銀の副生も防止することができる。   In the method for producing a metal nanoparticle paste according to claim 5 of the present invention, since the ratio R of the molar amount of the metal salt and the protective agent in the first step is within a specific range, the amount of the protective agent and the metal salt is appropriate. The metal nanoparticles can be reliably protected with a protective agent, and the dispersibility of the protective metal nanoparticles is improved. Further, the average particle diameter of the obtained protective metal nanoparticles can be reduced, the particle size distribution can be narrowed, and silver nitrate by-product can be prevented.

本発明の請求項6に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、第1工程で使用する保護剤の分子量(重量平均分子量:M)を特定範囲としているので、平均粒径を小さく、かつ粒度分布を狭くすることができるため、5〜50nm程度の小さい平均粒径の揃った保護ナノ粒子を得ることができる。 In the method for producing a metal nanoparticle paste according to claim 6 of the present invention, the molecular weight (weight average molecular weight: M W ) of the protective agent used in the first step is in a specific range. Since the distribution can be narrowed, protective nanoparticles having a small average particle diameter of about 5 to 50 nm can be obtained.

本発明の請求項7に係る金属ナノ粒子ペーストの製造方法は、第1工程で使用する保護剤としてポリビニルピロリドン(PVP)を採用しているので、比較的弱い吸着力により、金属ナノ粒子を被覆保護することにより金属ナノ粒子を安定化させ、容易に分散させることができる。   Since the manufacturing method of the metal nanoparticle paste according to claim 7 of the present invention employs polyvinylpyrrolidone (PVP) as a protective agent used in the first step, the metal nanoparticles are coated with a relatively weak adsorption force. By protecting, the metal nanoparticles can be stabilized and easily dispersed.

以下、本発明を説明する。本発明の金属ナノ粒子ペーストは、下記(a)〜(c)の成分を含むことにより構成される。
(a)金属ナノ粒子
(b)フッ素原子及び/またはフッ素化合物
(c)ケイ素のアルコキシド
The present invention will be described below. The metal nanoparticle paste of the present invention is constituted by including the following components (a) to (c).
(A) metal nanoparticles (b) fluorine atom and / or fluorine compound (c) silicon alkoxide

(a)金属ナノ粒子:
本発明の金属ナノ粒子ペーストは、例えば、超ファイン回路印刷等、低インピーダンスでかつ極めて微細な回路形成として適用可能であり、よって、導電性媒体として適用される金属ナノ粒子の平均粒径としては、目標とする超ファイン印刷の線幅や加熱焼成処理後の膜厚に応じて、その平均粒径は1〜100nmの範囲の中から選択するようにすることが好ましい。含有される金属ナノ粒子の平均粒径をかかる範囲に選択することで、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法等の従来公知の方法により、極めて微細な線幅のパターンへの塗布を可能とする。金属ナノ粒子の平均粒径としては、平均粒径を2〜50nmの範囲とすることが特に好ましい。
(A) Metal nanoparticles:
The metal nanoparticle paste of the present invention can be applied to form a very fine circuit with a low impedance, such as ultra-fine circuit printing. Therefore, the average particle size of the metal nanoparticles applied as a conductive medium is The average particle size is preferably selected from the range of 1 to 100 nm in accordance with the target line width of ultra fine printing and the film thickness after the heating and baking treatment. By selecting the average particle diameter of the contained metal nanoparticles within such a range, it is possible to apply to an extremely fine line width pattern by a conventionally known method such as an ink jet printing method or a screen printing method. The average particle size of the metal nanoparticles is particularly preferably in the range of 2 to 50 nm.

本発明の金属ナノ粒子ペーストを構成する金属ナノ粒子となる金属としては、特には限定されないが、導電性被膜を得るという点から、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属や、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属とすることができる。本発明にあっては、良好な導電性を付与するという点から、金属ナノ粒子として銀を選択することが特に好ましい。   The metal to be the metal nanoparticles constituting the metal nanoparticle paste of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining a conductive film, for example, noble metals such as gold, silver, platinum, palladium, copper, It can be a metal such as nickel or aluminum. In the present invention, it is particularly preferable to select silver as the metal nanoparticles from the viewpoint of imparting good conductivity.

本発明の金属ナノ粒子ペーストにおける金属ナノ粒子の含有量は、金属ナノ粒子ペースト全体に対して2.0〜30.0質量%以上であることが好ましい。金属ナノ粒子の含有量をかかる範囲とすることにより、粘度も適度となり、加熱焼成後も連続した配線を良好に形成することができる。一方、含有量が2.0質量%より小さいと、金属ナノ粒子の量が少なすぎ、印刷後に加熱焼成した際に金属ナノ粒子相互が分断され、配線が繋がらない場合がある。また、金属ナノ粒子の含有量が30.0質量%より大きいと、金属ナノ粒子ペーストの粘度が高くなり過ぎて、配線の印刷が困難となる場合がある。金属ナノ粒子の含有量は、金属ナノ粒子ペースト全体に対して、2.0〜20.0質量%であることがさらに好ましく、2.0〜15.0質量%であることが特に好ましい。   It is preferable that content of the metal nanoparticle in the metal nanoparticle paste of this invention is 2.0-30.0 mass% or more with respect to the whole metal nanoparticle paste. By setting the content of the metal nanoparticles in such a range, the viscosity becomes appropriate, and a continuous wiring can be satisfactorily formed even after heating and baking. On the other hand, if the content is less than 2.0% by mass, the amount of metal nanoparticles is too small, and the metal nanoparticles may be separated from each other when heated and fired after printing, and the wiring may not be connected. On the other hand, if the content of the metal nanoparticles is larger than 30.0% by mass, the viscosity of the metal nanoparticle paste becomes too high, and it may be difficult to print the wiring. The content of the metal nanoparticles is more preferably 2.0 to 20.0% by mass, and particularly preferably 2.0 to 15.0% by mass with respect to the entire metal nanoparticle paste.

金属ナノ粒子は、その表面を水溶性高分子からなる保護剤で被覆保護されたものを適用するようにしてもよく、金属ナノ粒子を保護剤で保護することにより、金属ナノ粒子を安定化させ、分散性を向上させることができる。保護剤としては、例えば、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone:PVP)(CNO)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl Alcohol:PVA)(CHCH(OH))、ポリアクリル酸、シクロデキストリン、メチルセルロース等を使用することができる。 The metal nanoparticles may be coated with a protective agent made of a water-soluble polymer, and the metal nanoparticles are stabilized by protecting the metal nanoparticles with the protective agent. , Dispersibility can be improved. Examples of the protective agent include polyvinylpyrrolidone (PVP) (C 6 H 9 NO) n , polyvinyl alcohol (PVA) (CH 2 CH (OH)) n , polyacrylic acid, cyclodextrin, and methylcellulose. Can be used.

金属ナノ粒子ペースト中には、保護剤で被覆保護された金属ナノ粒子(保護金属ナノ粒子)と保護されない金属ナノ粒子を混在させるようにしてもよい。保護金属ナノ粒子と金属ナノ粒子との比は、保護金属ナノ粒子/金属ナノ粒子=1/10〜3/1程度としておけばよい。   In the metal nanoparticle paste, metal nanoparticles coated and protected with a protective agent (protected metal nanoparticles) and metal nanoparticles that are not protected may be mixed. The ratio of the protective metal nanoparticles to the metal nanoparticles may be about protective metal nanoparticles / metal nanoparticles = 1/10 to 3/1.

(b)フッ素原子及び/またはフッ素化合物:
本発明において、金属ナノ粒子ペースト中にフッ素原子やフッ素酸化物といったフッ素成分(以下「フッ素原子等」とする場合がある。)が存在することにより、印刷対象となる基板との濡れ性が悪くなり、ペーストと基板の接触角度を大きくさせることができるため、印刷されたパターンの線幅を均一にすることができ、また、低抵抗率の印刷パターンを簡便に得ることができる。フッ素化合物としては、例えば、フッ化物、トリフルオロ酢酸塩、トリフルオロメタスルホン酸塩、テトラフルオロ酸塩、ヘキサフルオロ酸塩等を使用することができる。本発明の金属ナノ粒子ペーストにおけるフッ素原子等の含有量は、金属ナノ粒子ペースト全体に対して5.0〜20.0質量%であることが好ましい。
(B) Fluorine atom and / or fluorine compound:
In the present invention, wettability with a substrate to be printed is poor due to the presence of fluorine components such as fluorine atoms and fluorine oxides (hereinafter sometimes referred to as “fluorine atoms”) in the metal nanoparticle paste. Thus, since the contact angle between the paste and the substrate can be increased, the line width of the printed pattern can be made uniform, and a low resistivity printed pattern can be obtained easily. As the fluorine compound, for example, fluoride, trifluoroacetate salt, trifluorometasulfonate salt, tetrafluoro acid salt, hexafluoro acid salt and the like can be used. It is preferable that content, such as a fluorine atom, in the metal nanoparticle paste of this invention is 5.0-20.0 mass% with respect to the whole metal nanoparticle paste.

(c)ケイ素のアルコキシド:
本発明において、ケイ素のアルコキシド(Si(OR):Rはアルキル基)は、ペースト中で金属ナノ粒子を閉じこめるマトリックス的な役割を果たし、本発明にあっては、ケイ酸メチル(テトラメトキシシラン)、ケイ酸エチル(テトラエトキシシラン)、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−n−ナトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン等を使用することができる。本発明の金属ナノ粒子ペーストにおけるケイ素のアルコキシドの含有量は、金属ナノ粒子ペースト全体に対して1.0〜10.0質量%以上であることが好ましい。
(C) Silicon alkoxide:
In the present invention, silicon alkoxide (Si (OR) 4 : R is an alkyl group) plays a matrix role to confine metal nanoparticles in the paste. In the present invention, methyl silicate (tetramethoxysilane) is used. ), Ethyl silicate (tetraethoxysilane), tetra-i-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-n-natoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, and the like. it can. The silicon alkoxide content in the metal nanoparticle paste of the present invention is preferably 1.0 to 10.0% by mass or more based on the entire metal nanoparticle paste.

本発明の金属ナノ粒子ペーストを構成する分散溶媒としては、特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の1価のアルコール化合物やエチレングリコール等の多価アルコール化合物等の種々の化合物を用いることができる。また、これらのアルコールは、その1種を単独で使用してもよく、あるいはその2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The dispersion solvent constituting the metal nanoparticle paste of the present invention is not particularly limited. For example, various solvents such as monohydric alcohol compounds such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and polyhydric alcohol compounds such as ethylene glycol can be used. Compounds can be used. These alcohols may be used alone or in combination of two or more thereof.

分散溶媒は、金属ナノ粒子ペーストの粘度を決定するものの一つであるが、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、基板の回路パターンの形成において、例えば、インクジェット印刷法等を適用して、基板に対して微細なパターンの描画に実施するのに適用される。従って、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、採用する描画方法に応じて、それぞれ適合する液粘度を有するように、分散溶媒の量を適宜決定することが好ましい。例えば、インクジェット印刷法を適用する場合には、金属ナノ粒子ペーストの粘度を、概ね5.0mPa・s〜30.0mPa・s(25℃)の範囲に選択することが好ましい。また、この場合には、金属ナノ粒子ペーストにおける分散溶媒の含有量は、金属ナノ粒子ペースト全体に対して概ね5.0〜65.0質量%の範囲に選択されていることが好ましい。金属ナノ粒子を含有するペーストの粘度は、用いるナノ粒子の平均粒径、分散濃度、用いている分散溶媒の種類に依存して決まり、これら3種を適宜選択して、目的とする粘度に調整すればよい。なお、本発明の金属ナノ粒子ペーストにあっては、抵抗率の値が特性を図る一つの指標となり、焼成後の値で概ね500μΩ・cm以下であれば問題はない。   The dispersion solvent is one of those that determine the viscosity of the metal nanoparticle paste, but the metal nanoparticle paste of the present invention is applied to the substrate by, for example, applying an inkjet printing method or the like in the formation of the circuit pattern of the substrate. On the other hand, the present invention is applied to drawing a fine pattern. Therefore, it is preferable to appropriately determine the amount of the dispersion solvent so that the metal nanoparticle paste of the present invention has a liquid viscosity suitable for each, depending on the drawing method employed. For example, when an inkjet printing method is applied, it is preferable to select the viscosity of the metal nanoparticle paste in a range of approximately 5.0 mPa · s to 30.0 mPa · s (25 ° C.). In this case, the content of the dispersion solvent in the metal nanoparticle paste is preferably selected in the range of approximately 5.0 to 65.0% by mass with respect to the entire metal nanoparticle paste. The viscosity of the paste containing the metal nanoparticles is determined depending on the average particle size of the nanoparticles used, the dispersion concentration, and the type of the dispersion solvent used, and these three types are selected as appropriate to adjust the target viscosity. do it. In the metal nanoparticle paste of the present invention, the resistivity value is one index for achieving the characteristics, and there is no problem if the value after firing is approximately 500 μΩ · cm or less.

なお、本発明の導電性銀ナノ粒子ペーストには、本発明の目的及び効果を妨げない範囲において、樹脂成分等を適宜添加することができる。   In addition, the resin component etc. can be suitably added to the electroconductive silver nanoparticle paste of this invention in the range which does not inhibit the objective and effect of this invention.

本発明の金属ナノ粒子ペーストは、対象となる金属ナノ粒子を含む金属塩を、水溶性高分子からなる保護剤の存在下に含アルコール溶媒中で加熱還流し、保護金属ナノ粒子を得る第1工程と、かかる第1工程で得られた保護金属ナノ粒子と、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドをゾル・ゲル法によりペースト化させる第2工程からなる製造方法を採用することにより効率よく得ることができる。   In the metal nanoparticle paste of the present invention, a metal salt containing a target metal nanoparticle is heated and refluxed in an alcohol-containing solvent in the presence of a protective agent made of a water-soluble polymer to obtain a protective metal nanoparticle. A manufacturing method comprising a step and a second step of pasting the protective metal nanoparticles obtained in the first step, a fluorine compound containing the target metal nanoparticles and an alkoxide of silicon by a sol-gel method is adopted. Can be obtained efficiently.

(1)アルコール還元法による金属ナノ粒子の調製(第1工程):
アルコール還元法とは、一般に、金属の塩を保護コロイド存在下で、アルコールと混合させた後加熱還流し、貴金属の微粒子分散液を得ることである。この方法は、操作が簡単で、微粒子分散液が容易に得られる、生成微粒子が小さく、粒度分布が狭い、調整条件により粒径を制御できる、分散液から溶媒を減圧で留去して乾燥後、別の溶媒を加えることにより、保護コロイドの可溶な種々の溶媒中に分散させることができるといった利点がある。また、得られる微粒子分散液は触媒として高活性かつ高選択性であることも特徴の1つである。
(1) Preparation of metal nanoparticles by alcohol reduction method (first step):
The alcohol reduction method generally means that a metal salt is mixed with an alcohol in the presence of a protective colloid and then heated to reflux to obtain a fine particle dispersion of a noble metal. In this method, the operation is simple, a fine particle dispersion can be easily obtained, the generated fine particles are small, the particle size distribution is narrow, the particle size can be controlled by adjusting conditions, the solvent is distilled off from the dispersion under reduced pressure and then dried. By adding another solvent, there is an advantage that the protective colloid can be dispersed in various soluble solvents. Another feature of the resulting fine particle dispersion is that it is highly active and highly selective as a catalyst.

本発明の第1工程にあっては、所望の金属ナノ粒子を含む金属塩、及び水溶性高分子からなる保護剤をそれぞれ水溶液として、得られた金属塩水溶液と保護剤水溶液を撹拌混合して混合溶液を得る。そして、得られた混合溶液にアルコールを加え、加熱した後に還流して(アルコール還元して)、目的物である保護金属ナノ粒子を得るようにすればよい。   In the first step of the present invention, a metal salt containing the desired metal nanoparticles and a protective agent comprising a water-soluble polymer are used as aqueous solutions, respectively, and the resulting aqueous metal salt solution and aqueous protective agent solution are stirred and mixed. A mixed solution is obtained. Then, alcohol may be added to the obtained mixed solution, heated and then refluxed (reduced with alcohol) to obtain the protective metal nanoparticles as the target product.

対象となる金属ナノ粒子を含む金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩、ハロゲン化塩、炭酸塩、過塩素酸塩ピロリン酸塩等が挙げられ、例えば、対象となるナノ金属粒子が銀であれば、硝酸銀、酢酸銀、過塩素酸銀、塩化銀等を使用することができる。   Examples of the metal salt containing the target metal nanoparticles include nitrates, acetates, halides, carbonates, perchlorate pyrophosphates, and the like, for example, if the target nanometal particles are silver Silver nitrate, silver acetate, silver perchlorate, silver chloride and the like can be used.

金属ナノ粒子は、粒子径が小さいため、表面活性が極めて高く凝集し、粒子間で焼結し、再分散が困難となる。このために金属ナノ粒子の表面を保護剤で皮膜し、凝集を防ぐ方法が実用化されている。保護剤で覆われた金属ナノ粒子は、溶媒に分散させると、表面が皮膜されるので長期にわたり凝集することがない。本発明において、保護剤として用いることができる水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone:PVP)(CNO)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl Alcohol:PVA)(CHCH(OH))、ポリアクリル酸、シクロデキストリン、メチルセルロース等を使用することができる。これらの水溶性高分子は、比較的弱い吸着力により、金属ナノ粒子を安定化させ、容易に分散させることができる。 Since the metal nanoparticles have a small particle diameter, they have a very high surface activity and are aggregated, sintered between the particles, and difficult to redisperse. For this purpose, a method of preventing the aggregation by coating the surface of the metal nanoparticles with a protective agent has been put into practical use. When the metal nanoparticles covered with the protective agent are dispersed in a solvent, the surface is coated, so that they do not aggregate over a long period of time. In the present invention, examples of the water-soluble polymer that can be used as the protective agent include polyvinylpyrrolidone (PVP) (C 6 H 9 NO) n , polyvinyl alcohol (PVA) (CH 2 CH (OH). )) N , polyacrylic acid, cyclodextrin, methylcellulose and the like can be used. These water-soluble polymers can stabilize and easily disperse metal nanoparticles by a relatively weak adsorption force.

保護剤の分子量(重量平均分子量:M)は、生成される保護金属ナノ粒子の平均粒径及び粒度分布を制御することができ、保護剤の分子量を、20000〜400000とすることが好ましい。保護剤の分子量をかかる範囲とすれば、平均粒径を小さく(例えば、5〜50nm)、かつ粒度分布を狭くすることができるため、5〜50nm程度の小さい平均粒径の揃った保護ナノ粒子を得ることができる。保護剤の分子量は、40000〜360000とすることが特に好ましい。 The molecular weight of the protective agent (weight average molecular weight: M W) is able to control the average particle size and particle size distribution of the protective metal nanoparticles produced, the molecular weight of the protecting agent, it is preferable that the 20,000 to 400,000. If the molecular weight of the protective agent is within such a range, the average particle size can be reduced (for example, 5 to 50 nm) and the particle size distribution can be narrowed. Therefore, the protective nanoparticles having a small average particle size of about 5 to 50 nm are provided. Can be obtained. The molecular weight of the protective agent is particularly preferably 40,000 to 360,000.

また、保護剤のモル数と金属塩のモル量との関係として、金属塩と保護剤のモル量の比(R)が、保護剤のモル量/金属塩のモル量=0.5〜5.0とすることが好ましい。Rをかかる範囲とすれば、保護剤と金属塩の量が適度であり、金属ナノ粒子を保護剤で確実に保護することができ、保護金属ナノ粒子の分散性等も良好となる。また、得られる保護金属ナノ粒子の平均粒径を小さく、粒度分布も狭くすることができる。さらには、硝酸銀の副生も防止することができる。これに対して、Rが0.5より小さいと、金属塩の量が多すぎるため、金属を保護剤で確実に保護することができずに、分散性が悪くなる場合があり、一方、Rが5.0を超えると、金属塩の量が少なすぎ、溶液中に含まれる銀の濃度が低下し、粘性も高くなる等といった点で問題となる場合がある。R(保護剤のモル量/金属塩のモル量)=2.0〜5.0とすることが特に好ましい。   Further, as a relationship between the number of moles of the protective agent and the molar amount of the metal salt, the ratio (R) of the molar amount of the metal salt to the protective agent is the molar amount of the protective agent / the molar amount of the metal salt = 0.5-5. 0.0 is preferable. When R is within such a range, the amount of the protective agent and the metal salt is appropriate, the metal nanoparticles can be reliably protected with the protective agent, and the dispersibility of the protective metal nanoparticles is improved. Moreover, the average particle diameter of the protective metal nanoparticle obtained can be made small, and a particle size distribution can also be made narrow. Furthermore, by-production of silver nitrate can be prevented. On the other hand, if R is less than 0.5, the amount of the metal salt is too large, so that the metal cannot be reliably protected with a protective agent and the dispersibility may be deteriorated. If it exceeds 5.0, the amount of the metal salt is too small, the concentration of silver contained in the solution may decrease, and the viscosity may increase. R (molar amount of protective agent / molar amount of metal salt) is particularly preferably 2.0 to 5.0.

金属塩及び保護剤は、それぞれ水、アルコール等を溶媒として金属塩水溶液及び保護剤水溶液とし、この金属塩水溶液と保護剤水溶液を撹拌混合して、混合溶液とすればよい。なお、本発明にあっては、金属塩水溶液と保護剤水溶液の撹拌混合については、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス中で実施することが好ましい。   The metal salt and the protective agent may be made into a mixed solution by stirring and mixing the aqueous metal salt solution and the aqueous protective agent solution, using water, alcohol or the like as a solvent, respectively. In the present invention, the stirring and mixing of the metal salt aqueous solution and the protective agent aqueous solution is preferably performed in an inert gas such as argon gas or nitrogen gas.

混合溶液に加えられるアルコールは、還元剤としてのはたらきとともに、それ自体が分散剤として作用する。使用できるアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の1価のアルコール化合物やエチレングリコール等の多価アルコール化合物等の種々の化合物を用いることができる。また、これらのアルコールは、その1種を単独で使用してもよく、あるいはその2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本発明にあっては、混合溶液とアルコールの撹拌混合についても、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス中で実施することが好ましい。   The alcohol added to the mixed solution functions as a reducing agent and acts as a dispersant itself. Examples of usable alcohols include various compounds such as monohydric alcohol compounds such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and polyhydric alcohol compounds such as ethylene glycol. These alcohols may be used alone or in combination of two or more thereof. In the present invention, it is preferable to carry out stirring and mixing of the mixed solution and alcohol in an inert gas such as argon gas or nitrogen gas.

本発明の第1工程にあっては、金属塩水溶液と保護剤水溶液を撹拌混合して得られた混合溶液にアルコールを加えるのであるが、混合溶液とアルコールの容量比は、混合溶液/アルコール=1/9〜1/1とすることが好ましい。容量比をかかる範囲とすることにより、アルコール還元を効率よく実施することができる。   In the first step of the present invention, alcohol is added to the mixed solution obtained by stirring and mixing the metal salt aqueous solution and the protective agent aqueous solution. The volume ratio of the mixed solution to the alcohol is: mixed solution / alcohol = It is preferable to set to 1/9 to 1/1. By setting the volume ratio in such a range, alcohol reduction can be carried out efficiently.

混合溶液とアルコールを混合して還流を行う場合にあっては、両者を混合して、例えば
60〜95℃程度に加熱した後、あるいは加熱しながら行うようにすればよい。なお、還流の具体的な手段については特に制限はなく、従来公知の方法を用いて行えばよい。
When the mixed solution and the alcohol are mixed and refluxed, the two are mixed and heated, for example, at about 60 to 95 ° C. or while heating. In addition, there is no restriction | limiting in particular about the specific means of recirculation | reflux, What is necessary is just to perform using a conventionally well-known method.

なお、還流終了後は、得られた保護金属ナノ粒子を乾燥することにより、粉末状の保護金属ナノ粒子を得ることができる。保護金属ナノ粒子における水分等を除去するためには、例えば、エバポレータ等で溶剤を除去して、減圧乾燥等の乾燥を施すことが好ましい。   In addition, after completion | finish of recirculation | reflux, a powdery protective metal nanoparticle can be obtained by drying the obtained protective metal nanoparticle. In order to remove moisture or the like in the protective metal nanoparticles, it is preferable to remove the solvent with an evaporator or the like and perform drying such as reduced pressure drying.

(2)ゾル・ゲル法による金属ナノ粒子ペーストの製造(第2工程):
本発明の製造方法を構成する第2工程は、前記した第1工程で得られた保護金属ナノ粒子と、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドをゾル・ゲル法によりペースト化する工程である。
(2) Production of metal nanoparticle paste by the sol-gel method (second step):
In the second step constituting the production method of the present invention, the protective metal nanoparticles obtained in the first step, the fluorine compound containing the target metal nanoparticles and the silicon alkoxide are made into a paste by a sol-gel method. It is a process to do.

ここで、ゾル・ゲル法とは、一般に、金属の有機または無機化合物を溶液とし、溶液中で化合物の加水分解・重合反応を進ませてゾルをゲルとして固化し、ゲルの加熱によって酸化物固体を調製する方法である。目的とする酸化物に対応する金属アルコキシドを溶媒のアルコール類に溶かし、溶液とする。その溶液に加水分解に必要な水、触媒としての酸(またはアンモニア)を添加し出発原料とし、室温〜80℃で攪拌してアルコキシドの加水分解と重合を行わせると、金属酸化物の粒子が生成して溶液はゾルとなり、反応が進むと全体で固まったゲルとなる。   Here, the sol-gel method generally uses a metal organic or inorganic compound as a solution, and hydrolyzes and polymerizes the compound in the solution to solidify the sol as a gel. It is a method of preparing. A metal alkoxide corresponding to the target oxide is dissolved in a solvent alcohol to obtain a solution. When water required for hydrolysis and acid (or ammonia) as a catalyst are added to the solution as a starting material and stirred at room temperature to 80 ° C. to cause hydrolysis and polymerization of the alkoxide, metal oxide particles are formed. As a result, the solution becomes a sol, and when the reaction proceeds, the solution becomes a solid gel as a whole.

本発明の第2工程にあっては、ゾル・ゲル法として、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物とアルコールを混合撹拌して混合し、この混合水溶液にケイ素のアルコキシドを加えてさらに混合して第1の混合溶液を調製し、この第1の混合溶液に、第1工程で得られた保護金属ナノ粒子とアルコールの混合溶液(第2の混合溶液)を加えてペースト化する。   In the second step of the present invention, as a sol-gel method, a fluorine compound containing the target metal nanoparticles and an alcohol are mixed and stirred and mixed, and a silicon alkoxide is added to the mixed aqueous solution and further mixed. A first mixed solution is prepared, and a mixed solution (second mixed solution) of the protective metal nanoparticles and alcohol obtained in the first step is added to the first mixed solution to form a paste.

使用できるフッ素化合物としては、フルオロ酸系のフッ素化合物を使用することが好ましく、具体的には、例えば、フルオロ酢酸塩、フルオロスルホン酸塩等を使用することができる。対象となる金属ナノ粒子が銀であれば、例えば、フッ化銀(I)、フッ化銀(II)、トリフルオロ酢酸銀、トリフルオロメタスルホン酸銀、テトラフルオロホウ酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸銀、ペンタフルオロ酪酸銀等を使用することができる。かかるフッ素化合物を適用することにより、得られる金属ナノ粒子ペースト中にフッ素原子ないしはフッ素化合物が存在することになり、印刷対象となる基板との濡れ性を悪くさせ、ペーストと基板の接触角度を大きくさせることができる。これにより、印刷されたパターンの線幅を均一にすることができ、また、低抵抗率の印刷パターンを簡便に得ることができる。   As the fluorine compound that can be used, a fluoro acid-based fluorine compound is preferably used, and specifically, for example, a fluoroacetate salt, a fluorosulfonate salt, and the like can be used. If the target metal nanoparticles are silver, for example, silver fluoride (I), silver fluoride (II), silver trifluoroacetate, silver trifluorometasulfonate, silver tetrafluoroborate, hexafluorophosphoric acid Silver, silver hexafluoroantimonate, silver pentafluorobutyrate and the like can be used. By applying such a fluorine compound, fluorine atoms or fluorine compounds exist in the obtained metal nanoparticle paste, which deteriorates the wettability with the substrate to be printed, and increases the contact angle between the paste and the substrate. Can be made. Thereby, the line width of the printed pattern can be made uniform, and a low resistivity printed pattern can be easily obtained.

また、ペースト中で金属ナノ粒子を閉じこめるマトリックス的な役割を果たすケイ素のアルコキシドとしては、例えば、ケイ酸メチル、ケイ酸エチル、ケイ酸メチル(テトラメトキシシラン)、ケイ酸エチル(テトラエトキシシラン)、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−n−ナトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン等を使用することができる。   Examples of silicon alkoxides that play a matrix-like role in confining metal nanoparticles in paste include, for example, methyl silicate, ethyl silicate, methyl silicate (tetramethoxysilane), ethyl silicate (tetraethoxysilane), Tetra-i-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-n-natoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, and the like can be used.

使用されるアルコールは、得られる金属ナノ粒子ペーストの分散溶媒となるものであり、前記した本発明の金属ナノ粒子ペーストを構成するアルコールと同様、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の1価のアルコール化合物やエチレングリコール等の多価アルコール化合物等の種々の化合物を用いることができる。また、これらのアルコールは、その1種を単独で使用してもよく、あるいはその2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、これらのアルコールの適用量は、目的物である金属ナノ粒子ペーストの必要とされる粘度に応じて、適宜決定すればよい。   The alcohol used is a dispersion solvent for the obtained metal nanoparticle paste, and is the same as the alcohol constituting the metal nanoparticle paste of the present invention as described above, and is a monovalent alcohol such as methanol, ethanol, propanol, or butanol. Various compounds such as a compound and a polyhydric alcohol compound such as ethylene glycol can be used. These alcohols may be used alone or in combination of two or more thereof. In addition, what is necessary is just to determine the application amount of these alcohols suitably according to the required viscosity of the metal nanoparticle paste which is a target object.

なお、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物とアルコールを混合撹拌して混合し、この混合水溶液にケイ素のアルコキシドを加えてさらに混合して第1の混合溶液を調製する場合にあっては、攪拌しても2層に分離してしまう場合があり、この場合には分散助剤として少量のアルコール(エタノール、プロパノール等)を加えてもよい。   In addition, in the case where the fluorine compound containing the target metal nanoparticles and the alcohol are mixed and stirred, and mixed, and the silicon alkoxide is added to the mixed aqueous solution and further mixed to prepare the first mixed solution, Even if it stirs, it may separate into two layers, and in this case, a small amount of alcohol (ethanol, propanol, etc.) may be added as a dispersion aid.

本発明の金属ナノ粒子ペーストの製造方法の適用例として、第1工程及び第2工程において使用する物質を下記のようにして、金属ナノ粒子ペーストとして銀ナノ粒子ペーストを製造する方法を、図1及び図2を用いて説明する。ここで、図1は、第1工程の一態様のフローチャートであり、図2は、第2工程の一態様のフローチャートである。   As an application example of the method for producing a metal nanoparticle paste of the present invention, a method for producing a silver nanoparticle paste as a metal nanoparticle paste by using the substances used in the first step and the second step as follows is shown in FIG. And it demonstrates using FIG. Here, FIG. 1 is a flowchart of an aspect of the first step, and FIG. 2 is a flowchart of an aspect of the second step.

(第1工程における使用物質)
金属塩:過塩素酸銀
保護剤(水溶性高分子):ポリビニルピロリドン(PVP)
アルコール:エタノール
調製される保護金属ナノ粒子:保護銀ナノ粒子
(Substance used in the first step)
Metal salt: Silver perchlorate Protective agent (water-soluble polymer): Polyvinylpyrrolidone (PVP)
Alcohol: ethanol Protected metal nanoparticles prepared: Protective silver nanoparticles

(第2工程における使用物質)
フッ素化合物:トリフルオロ酢酸銀
ケイ素のアルコキシド:ケイ酸エチル
アルコール:エチレングリコール
(Substance used in the second step)
Fluorine compound: Silver trifluoroacetate Silicon alkoxide: Ethyl silicate Alcohol: Ethylene glycol

(第1工程)
まず、図1に示すように、過塩素酸銀とイオン交換水を混合することにより、イオン交換水に過塩素酸銀を溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製する。また、これとは別に、ポリビニルピロリドン(PVP)とイオン交換水を混合することにより、イオン交換水にPVPを溶解させてPVP水溶液を調製する。
(First step)
First, as shown in FIG. 1, by mixing silver perchlorate and ion exchange water, silver perchlorate is dissolved in ion exchange water to prepare a silver perchlorate aqueous solution. Separately, polyvinyl pyrrolidone (PVP) and ion-exchanged water are mixed to dissolve PVP in ion-exchanged water to prepare a PVP aqueous solution.

PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で攪拌混合し、混合溶液を得る。この混合溶液にエタノールを加え、アルゴン雰囲気下で攪拌して混合させる。混合させたら、昇温してから還流を実施する。還流が終わったら、常温になるまで放置し、エバポレータ等で溶媒を飛ばした後、減圧乾燥等で乾燥させることにより、PVP保護銀ナノ粒子を得ることができる。   A silver perchlorate aqueous solution is added to the PVP aqueous solution, followed by stirring and mixing under an argon gas atmosphere to obtain a mixed solution. Ethanol is added to this mixed solution and mixed under stirring in an argon atmosphere. Once mixed, the temperature is raised before refluxing. When the refluxing is completed, the PVP-protected silver nanoparticles can be obtained by leaving to stand at room temperature, removing the solvent with an evaporator, and drying by drying under reduced pressure.

(第2工程)
次に、図2に示すように、第1工程で得られたPVP保護銀ナノ粒子にエチレングリコールを加え、攪拌してエチレングリコール中にPVP保護銀ナノ粒子を分散させる。また、これとは別に、トリフルオロ酢酸銀にエチレングリコールを加え、攪拌してエチレングリコール中にトリフルオロ酢酸銀を溶解させておく。
(Second step)
Next, as shown in FIG. 2, ethylene glycol is added to the PVP-protected silver nanoparticles obtained in the first step, and the mixture is stirred to disperse the PVP-protected silver nanoparticles in ethylene glycol. Separately, ethylene glycol is added to silver trifluoroacetate and stirred to dissolve silver trifluoroacetate in ethylene glycol.

トリフルオロ酢酸銀を溶解したエチレングリコールにケイ酸エチルを加えて、さらに少量のエタノールを加えて、攪拌して混合させた(第1の混合溶液)。そして、この混合溶液に対して、エチレングリコールに分散させておいたPVP保護銀ナノ粒子(第2の混合溶液)を加えてさらに攪拌することにより、銀ナノ粒子ペーストを得ることができる。   Ethyl silicate was added to ethylene glycol in which silver trifluoroacetate was dissolved, a small amount of ethanol was added, and the mixture was stirred and mixed (first mixed solution). A silver nanoparticle paste can be obtained by adding PVP-protected silver nanoparticles (second mixed solution) dispersed in ethylene glycol and further stirring the mixed solution.

かかる本発明の金属ナノ粒子ペーストは、平均粒径が概ね2〜100nmである金属ナノ粒子を導電性媒体とするとともに、基板との濡れ性を調整するためのフッ素原子等や、金属ナノ粒子のマトリックスとなるケイ素のアルコキシドを必須成分として含有するので、インクジェット印刷法で回路パターンを形成した場合には、金属ナノ粒子同士を低温で融着・焼結させることができるとともに、印刷されたパターンの線幅を均一にすることにより、配線パターンの乱れや断線の発生を防止することができ、低インピーダンスでかつ微細な配線パターンの形成を実現可能な金属ナノ粒子ペーストとなる。   The metal nanoparticle paste of the present invention uses metal nanoparticles having an average particle diameter of approximately 2 to 100 nm as a conductive medium, and also includes fluorine atoms and the like for adjusting wettability with a substrate, and metal nanoparticles. Since it contains silicon alkoxide as a matrix as an essential component, when a circuit pattern is formed by inkjet printing, the metal nanoparticles can be fused and sintered at a low temperature, and the printed pattern By making the line width uniform, it is possible to prevent the disturbance of the wiring pattern and the occurrence of disconnection, and the metal nanoparticle paste can be formed with a low impedance and a fine wiring pattern.

本発明の金属銀ナノ粒子ペーストは、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法等を用いて、ガラス基板、セラミック基板等の耐熱性基板上に、低インピーダンスでかつ微細な配線パターンの形成に適するものであるが、微細配線パターン等を形成させるための具体的な形成方法としては、従来公知の塗布方法に従って、液粘度を適正化した本発明の金属ナノ粒子ペーストを利用して、目的とする微細なパターンの塗布層を形成するようにすればよい。高い再現性と、描画精度で、微細なパターン描画を行う上では、インクジェット印刷法を適用することが多く、本発明の金属ナノ粒子ペーストは当該印刷法に最適である。なお、導電膜の加熱焼成方法としては特に制限はなく、例えば、50〜300℃、1秒〜60分程度の条件で行うことができる。   The metallic silver nanoparticle paste of the present invention is suitable for forming a fine wiring pattern with a low impedance on a heat-resistant substrate such as a glass substrate or a ceramic substrate using an ink jet printing method or a screen printing method. However, as a specific formation method for forming a fine wiring pattern or the like, the metal nanoparticle paste of the present invention with the liquid viscosity optimized according to a conventionally known coating method is used to form a desired fine pattern. The coating layer may be formed. In order to perform fine pattern drawing with high reproducibility and drawing accuracy, the ink jet printing method is often applied, and the metal nanoparticle paste of the present invention is optimal for the printing method. In addition, there is no restriction | limiting in particular as the heat-firing method of an electrically conductive film, For example, it can carry out on the conditions of about 50-300 degreeC and 1 second-60 minutes.

インクジェット印刷法やスクリーン印刷法を利用する場合であっても、描画される微細パターンの最小配線幅に対して、描画される分散液塗布層の平均厚さは、最小配線幅に対して4/100〜1/1の範囲に選択する必要がある。従って、最終的に得られる緻密な金属焼結体層の平均膜厚は、塗布層中に含有される分散溶媒の蒸散、焼結に伴う凝集・収縮を考慮すると、最小配線幅の10/100〜1/100の範囲に選択することがより合理的である。かかる要件と対応させて、インクジェット印刷法等に適合する金属ナノ粒子ペーストでは、ペースト中における分散溶媒の容積比率範囲を適宜選択することが好ましい。   Even when the ink jet printing method or the screen printing method is used, the average thickness of the dispersion coating layer to be drawn is 4 / min with respect to the minimum wiring width with respect to the minimum wiring width of the drawn fine pattern. It is necessary to select in the range of 100 to 1/1. Therefore, the average thickness of the dense metal sintered body layer finally obtained is 10/100 of the minimum wiring width in consideration of evaporation of the dispersion solvent contained in the coating layer and aggregation / shrinkage accompanying sintering. It is more reasonable to select in the range of ~ 1/100. Corresponding to these requirements, it is preferable to appropriately select the volume ratio range of the dispersion solvent in the paste in the metal nanoparticle paste suitable for the ink jet printing method and the like.

また、塗布対象の基板、基材も特に制限はなく、例えば、セラミック、ガラス、ガラスエポキシ基板、BT基板、及び、半導体を接着するための42アロイ、銅等のリードフレーム等を挙げることができる。また、例えば、コンデンサ、チップ抵抗器、導体回路、リードフレームと半導体の接着部分等に適用するようにしてもよい。   Also, there are no particular limitations on the substrate and base material to be applied, and examples thereof include ceramic, glass, glass epoxy substrate, BT substrate, 42 alloy for bonding semiconductors, lead frames such as copper, and the like. . Further, for example, the present invention may be applied to a capacitor, a chip resistor, a conductor circuit, a bonding portion between a lead frame and a semiconductor, or the like.

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

[参考例1〜参考例8]
下記の方法を用いて、PVP保護銀ナノ粒子を製造した。なお、使用した試薬及び実験装置は以下のとおりである。
[Reference Examples 1 to 8]
PVP protected silver nanoparticles were produced using the following method. In addition, the used reagent and experimental apparatus are as follows.

(試薬)
(1)過塩素酸銀一水和物(AgClO=225.5g/mol)
(2)ポリビニルピロリドン(PVP)(CNO)
=10000(PVP10−500G:Sigma−Aldrich)
=40000(ポリビニルピロリドンK300:和光純薬工業(株)製)
=360000(ポリビニルピロリドンK90:和光純薬工業(株)製)
(reagent)
(1) Silver perchlorate monohydrate (AgClO 4 = 225.5 g / mol)
(2) Polyvinylpyrrolidone (PVP) (C 6 H 9 NO) n
M W = 10000 (PVP10-500G: Sigma -Aldrich)
M W = 40000 (polyvinylpyrrolidone K300: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
M W = 360000 (polyvinylpyrrolidone K90: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

(実験装置)
(1)真空乾燥機(減圧乾燥で使用)
品名 : VOS−200SD(東京理科機械(株)製)
条件 :40℃×20時間
(2)超音波洗浄機(溶液の混合撹拌やアセトン洗浄等で使用)
品名 : US−1R(アズワン社製)
(Experimental device)
(1) Vacuum dryer (used for vacuum drying)
Product Name: VOS-200SD (Tokyo Science Machinery Co., Ltd.)
Conditions: 40 ° C x 20 hours (2) Ultrasonic cleaner (used for mixing and stirring solutions, washing with acetone, etc.)
Product name: US-1R (manufactured by ASONE)

[参考例1]
過塩素酸銀1.9836g(8.7965×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)1.9686g(0.01770mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=2.0)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 1]
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 1.936 g (8.7965 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes with stirring. Further, 1.9686 g (0.01770 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40,000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes (R = 2.0). A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

[参考例2]
過塩素酸銀1.6402g(7.2736×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.8523g(7.6646×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.0)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 2]
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.6402 g (7.27376 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Also, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.8523 g (7.6646 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 1.0). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

[参考例3]
過塩素酸銀2.2044g(9.7756×10−3mol)とイオン交換水25mLmLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.6573g(5.9110×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.6)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 3]
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 2.2044 g (9.7756 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL mL of ion-exchanged water for 30 minutes. Further, 0.6573 g (5.9110 × 10 −3 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40,000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 0.6). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

参考例1で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図3、参考例2で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図4、参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図5にそれぞれ示す。なお、UV吸収スペクトルは還流において1時間ごとにサンプルを採取し、還流が終了する9時間後まで(後記する参考例6は4時間後まで)測定したものであり、例えば、図中の「1h」は、還流1時間後の結果を示す(後記のUV吸収スペクトルも同様である。)。銀は、特有の表面プラズモンを持ち、溶液中に銀が存在すれば、通常400nm付近で吸収スペクトルを観察することができる。粒子表面が大きくなれば表面プラズモンをより吸収するので、銀ナノ粒子は、参考例1〜参考例3においても、長時間還流について粒子成長して、ピークを確認することができる。なお、還元前は、溶液は透明で吸収スペクトルは見られない。還流後、溶液は黄色になり吸収スペクトルを確認することができる。   3 shows the UV absorption spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 1, FIG. 4 shows the UV absorption spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 2, and PVP-protected silver obtained in Reference Example 3. The UV absorption spectra of the nanoparticles are shown in FIG. The UV absorption spectrum was measured every 9 hours during reflux, and was measured up to 9 hours after the completion of reflux (4 hours in Reference Example 6 described later). For example, “1h” in the figure "Indicates the result after 1 hour of reflux (the UV absorption spectrum described below is also the same). Silver has a specific surface plasmon, and if silver is present in the solution, an absorption spectrum can usually be observed at around 400 nm. Since the surface plasmon is absorbed more as the particle surface becomes larger, the silver nanoparticle can grow for a long time in the reference examples 1 to 3, and the peak can be confirmed. Before the reduction, the solution is transparent and no absorption spectrum is seen. After reflux, the solution turns yellow and the absorption spectrum can be confirmed.

参考例1で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図6、参考例2で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図7、参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図8に示す。図6〜図8に示すように、R=0.6(参考例3)及びR=1.0(参考例2)の結果は、硝酸銀のピークと一致しており、一部に硝酸銀が生成されていることが確認できた。一方、R=2.0(参考例1)では、PVPと同じアモロファス(アモルファス)状態を示した。R=0.6やR=1.0では、PVPが保護剤の役割を果たせていないようである。一部に硝酸銀が生成されるということは、PVPにあるN(窒素原子)が反応に関与していると考えられ、PVPが分解されてしまっていることになる。これは、PVPのNを含む5員環以外の発生源は考えられないからである。一方、R=2.0の場合には、銀がPVPに完全に保護されているので、アモロファス状態となっているものと考えられる。   6 shows the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 1, FIG. 7 shows the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 2, and PVP obtained in Reference Example 3 The X-ray diffraction spectrum of the protective silver nanoparticles is shown in FIG. As shown in FIGS. 6 to 8, the results of R = 0.6 (Reference Example 3) and R = 1.0 (Reference Example 2) coincide with the peak of silver nitrate, and silver nitrate is generated in part. It has been confirmed that. On the other hand, at R = 2.0 (Reference Example 1), the same amorofus (amorphous) state as PVP was shown. At R = 0.6 and R = 1.0, it seems that PVP cannot play the role of a protective agent. The fact that silver nitrate is partially produced means that N (nitrogen atom) in PVP is considered to be involved in the reaction, and PVP has been decomposed. This is because a source other than the 5-membered ring containing N of PVP cannot be considered. On the other hand, in the case of R = 2.0, it is considered that the silver is completely protected by the PVP, so that it is in an amorofus state.

参考例1〜参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子の粒度分布を図9に示す。図9に示すように、R=2.0(参考例1)では,分布幅が狭く、粒径が約17.8nmという小さな粒子が合成できた。一方、R=1.0(参考例2)やR=0.6(参考例3)では、分布幅が広く、粒径は平均するとそれぞれ、20nm、25〜35nm程度の粒子が生成していることが確認できた。この結果より、PVPが多いほど(Rが大きいほど)分布の幅が狭く、粒子径の均一な粒子が調製できることが分かった。   The particle size distribution of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Examples 1 to 3 is shown in FIG. As shown in FIG. 9, at R = 2.0 (Reference Example 1), small particles having a narrow distribution width and a particle size of about 17.8 nm could be synthesized. On the other hand, when R = 1.0 (Reference Example 2) or R = 0.6 (Reference Example 3), the distribution width is wide, and the average particle size is about 20 nm, 25 to 35 nm, respectively. I was able to confirm. From this result, it was found that the larger the PVP (the larger R), the narrower the distribution width and the more uniform the particle diameter.

[参考例4]
過塩素酸銀1.7213g(7.6333×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が10000のポリビニルピロリドン(PVP)0.8594g(7.72843×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.01)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 4]
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.7213 g (7.6333 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Moreover, 0.8594 g (7.72843 × 10 −3 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 10,000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 1.01). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

[参考例5]
過塩素酸銀3.4681g(0.01538mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が360000のポリビニルピロリドン(PVP)1.7238g(0.01550mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.00)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450
mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 5]
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 3.4681 g (0.01538 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion-exchanged water for 30 minutes. Moreover, 1.7238 g (0.01550 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 360,000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes to prepare a PVP aqueous solution (R = 1.00). Add silver perchlorate aqueous solution to PVP aqueous solution and stir for 30 minutes under argon gas atmosphere.
mL of ethanol was added and further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

参考例4で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図10、参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図11にそれぞれ示す。図10、図11及び前記した図4に示すように、PVPの分子量が360000(参考例5:図11)及び40000(参考例2:図4)の場合は、銀が溶液中に安定して存在していることが確認できる。一方、PVPの分子量が10000(参考例4:図10)の場合は、少量の光で変色してしまい、UV吸収スペクトルが確認しにくかった。   The UV absorption spectrum of the PVP protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 4 is shown in FIG. 10, and the UV absorption spectrum of the PVP protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 5 is shown in FIG. As shown in FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 4 described above, when the molecular weight of PVP is 360000 (Reference Example 5: FIG. 11) and 40000 (Reference Example 2: FIG. 4), the silver is stable in the solution. It can be confirmed that it exists. On the other hand, when the molecular weight of PVP was 10,000 (Reference Example 4: FIG. 10), it was discolored by a small amount of light, and it was difficult to confirm the UV absorption spectrum.

参考例4で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図12、参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図13に示す。図12及び図13に示すように、いずれも硝酸銀のピークが確認でき、PVPの分子量を変化させても、R=1.0の条件では一部に硝酸銀が生成されるということが確認できた。   FIG. 12 shows the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 4, and FIG. 13 shows the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 5. As shown in FIG.12 and FIG.13, the peak of silver nitrate was able to be confirmed, and even if the molecular weight of PVP was changed, it was confirmed that silver nitrate was partially generated under the condition of R = 1.0. .

参考例2、参考例4及び参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子の粒度分布を図14に示す。図14に示すように、粒度分布については、PVPの分子量が360000(参考例5)では、分布幅が狭く、粒径が7.9nmという小さな粒子が合成できた。一方、PVPの分子量が40000(参考例2)及び10000(参考例4)では、分布幅が広く、粒径は平均するとそれぞれ20nm、21.1nmの粒子ができた。この結果より、PVPの分子量が大きいほど分布の幅が狭く、粒子径の均一な粒子を得ることができることが確認できた。   The particle size distribution of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 2, Reference Example 4 and Reference Example 5 is shown in FIG. As shown in FIG. 14, regarding the particle size distribution, when the molecular weight of PVP was 360,000 (Reference Example 5), small particles having a narrow distribution width and a particle size of 7.9 nm could be synthesized. On the other hand, when the molecular weight of PVP was 40000 (Reference Example 2) and 10000 (Reference Example 4), the distribution width was wide, and the average particle size was 20 nm and 21.1 nm, respectively. From this result, it was confirmed that the larger the molecular weight of PVP, the narrower the distribution width and the more uniform particles can be obtained.

[参考例6]
過塩素酸銀1.9355g(8.5831×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.9555g(8.5926×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.00)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから4時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 6]
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 1.9355 g (8.5831 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion-exchanged water for 30 minutes with stirring. Further, 0.955 g (8.5926 × 10 −3 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes (R = 1.00). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 4 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

参考例6で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図15に、参考例6で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトル図16にそれぞれ示す。図15及び図16に示すように、還流時間を9時間から4時間に短縮しても銀イオンのスペクトルが確認できる一方、未だ一部には硝酸銀が生成されていることが確認できた。   The UV absorption spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 6 is shown in FIG. 15, and the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 6 is shown in FIG. As shown in FIGS. 15 and 16, the silver ion spectrum could be confirmed even when the reflux time was shortened from 9 hours to 4 hours, but it was confirmed that silver nitrate was still partially formed.

[参考例7]
過塩素酸銀1.5950g(7.0732×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させた。また、分子量が360000のポリビニルピロリドン(PVP)0.7997g(7.1275×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.01)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで1時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 7]
1.5950 g (7.0732 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion-exchanged water were stirred and dissolved for 30 minutes. Moreover, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.7997 g (7.1275 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 360,000 and ion-exchanged water 25 mL were stirred and dissolved for 20 minutes to prepare an aqueous PVP solution (R = 1.01). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the mixture was left for 1 hour until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

参考例7で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを図17に、参考例7で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトル図18にそれぞれ示す。図17及び図18に示すように、常温になるまでの放置時間を13時間から1時間に短縮しても銀イオンのスペクトルが確認できる一方、未だ一部に硝酸銀が生成されていることが確認できた。参考例6及び参考例7に関する結果より、生成物の一部が硝酸銀になる反応は、エバポレータで溶剤を除去している間に起こっていると考えられる。   The UV absorption spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 7 is shown in FIG. 17, and the X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 7 is shown in FIG. As shown in FIGS. 17 and 18, the silver ion spectrum can be confirmed even if the standing time until the room temperature is reduced from 13 hours to 1 hour, but it is confirmed that silver nitrate is still partially generated. did it. From the results regarding Reference Example 6 and Reference Example 7, it is considered that the reaction in which a part of the product becomes silver nitrate occurs during the removal of the solvent with an evaporator.

[参考例8]
過塩素酸銀1.9596g(8.6900×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.5829g(5.2420×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させた。得られた銀ナノ粒子1.9128gにアセトンを加え、超音波洗浄機で1時間洗浄し、ろ過後乾燥させた。このアセトンで洗浄する操作を2回繰り返して、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Reference Example 8]
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 1.9596 g (8.6900 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes with stirring. Further, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.5829 g (5.2420 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, it was allowed to stand until it reached room temperature, and the solvent was removed with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours. Acetone was added to 1.9128 g of the obtained silver nanoparticles, washed with an ultrasonic cleaner for 1 hour, filtered and dried. This operation of washing with acetone was repeated twice to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

参考例8で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを図19(アセトン洗浄前とアセトン洗浄後の比較)に示す。アセトン洗浄することで、硝酸銀を作るPVPを取り除くことにより硝酸銀はなくなり、銀となると考えたが、図19に示すように、アセトン洗浄後は、洗浄前に比べて硝酸銀の強度が低くなるものの、依然として硝酸銀も存在し、アセトン洗浄によって完全に硝酸銀を取り除くことはできなかった。   An X-ray diffraction spectrum of the PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 8 is shown in FIG. 19 (comparison before and after acetone cleaning). Although it was thought that silver nitrate disappears by removing PVP that makes silver nitrate by washing with acetone, and becomes silver, as shown in FIG. 19, the strength of silver nitrate is lower after washing with acetone than before washing, Silver nitrate was still present, and the silver nitrate could not be completely removed by washing with acetone.

[実施例1〜実施例14]
下記の方法を用いて、本発明の銀ナノ粒子ペーストを製造した。なお、使用した試薬及び実験装置(試験例2及び試験例3で使用)は以下のとおりである。
[Examples 1 to 14]
The silver nanoparticle paste of the present invention was produced using the following method. In addition, the used reagent and experimental apparatus (used in Test Example 2 and Test Example 3) are as follows.

(1)トリフルオロ酢酸銀(CFCOOAg)=220.88g/mol
(純度97.0%、和光純薬工業(株)製)
(2)ケイ酸エチルSi(OC=208g/mol
(純度99.0%、キシダ化学(株)製)
(3)エチレングリコール特級(純度99.5%以上、キシダ化学(株)製)
(1) Silver trifluoroacetate (CF 3 COOAg) = 220.88 g / mol
(Purity 97.0%, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(2) Ethyl silicate Si (OC 2 H 5 ) 4 = 208 g / mol
(Purity 99.0%, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)
(3) Ethylene glycol special grade (purity 99.5% or more, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)

(実験装置)
(1)マッフル炉:FO410(ヤマト科学(株)製)
(試験例2、試験例3の焼成に使用)
昇温速度:100℃/時間
(Experimental device)
(1) Muffle furnace: FO410 (manufactured by Yamato Science Co., Ltd.)
(Used for firing in Test Example 2 and Test Example 3)
Temperature increase rate: 100 ° C / hour

[実施例1]
トリフルオロ酢酸銀4.5193g(0.02046mol)にエチレングリコール10mLを加え、3.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル1.242mL(5.5712×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを3mL加えた。一方、参考例1で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.2085gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 1]
10 mL of ethylene glycol was added to 4.5193 g (0.02046 mol) of silver trifluoroacetate and dissolved by stirring for 3.5 hours. 1.242 mL (5.5712 * 10 < -3 > mol) ethyl silicate was added here, and it stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 3 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 2.2085 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 1, and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例2]
トリフルオロ酢酸銀3.6298g(0.01643mol)にエチレングリコール10mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.916mL(4.1087×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを4mL加えた。一方、参考例2で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.1186gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 2]
10 mL of ethylene glycol was added to 3.6298 g (0.01643 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred and dissolved for 2.5 hours. To this, 0.916 mL (4.1877 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 4 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 2.1186 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 2, and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例3]
トリフルオロ酢酸銀3.1710g(0.01436mol)にエチレングリコール10mLを加え、2時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル1.051mL(4.7144×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを4mL加えた。一方、参考例4で調製したPVP保護銀ナノ粒子1.8028gにエチレングリコール30mLを加え、3.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 3]
10 mL of ethylene glycol was added to 3.1710 g (0.01436 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred for 2 hours to be dissolved. To this, 1.051 mL (4.7144 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 4 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 1.8028 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 4, and the mixture was stirred and dispersed for 3.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例4]
トリフルオロ酢酸銀3.1745g(0.01437mol)にエチレングリコール10mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル1.044mL(4.6832×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを5mL加えた。一方、参考例5で調製したPVP保護銀ナノ粒子1.8177gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 4]
10 mL of ethylene glycol was added to 3.1745 g (0.01437 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred and dissolved for 2.5 hours. 1.044 mL (4.6683 * 10 < -3 > mol) ethyl silicate was added here, and it stirred for 1 hour. This is separated into two layers even if stirred, so 5 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 1.8177 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 5, and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例5]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀2.7978g(0.01241mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)1.3984g(0.01258mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=1.01)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 5]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 2.7978 g (0.01241 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes with stirring. Moreover, 1.3984 g (0.01258 mol) of polyvinyl pyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes (R = 1.01). A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀3.5957 g(0.01628mol)にエチレングリコール5mLを加え、3時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル1.065mL(4.7769×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを4mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.1105gにエチレングリコール15mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
To 3.5957 g (0.01628 mol) of silver trifluoroacetate, 5 mL of ethylene glycol was added and stirred for 3 hours to dissolve. To this, 1.065 mL (4.7769 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 4 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 15 mL of ethylene glycol was added to 2.1105 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例6]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀1.9511g(8.6523×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.5770g(5.1888×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 6]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.9511 g (8.6523 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Further, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.5770 g (5.1888 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀1.2073g(5.4659×10−3mol)にエチレングリコール10mLを加え、3.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.983mL(4.4107×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを5mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.3847gにエチレングリコール30mLを加え、5.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
10 mL of ethylene glycol was added to 1.2073 g (5.4659 × 10 −3 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred and dissolved for 3.5 hours. To this, 0.983 mL (4.4107 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. This is separated into two layers even if stirred, so 5 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 2.3847 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1) and dispersed by stirring for 5.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例7]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀1.7875g(7.9268×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.5288g(4.7553×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 7]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.7875 g (7.9268 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Further, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.5288 g (4.7553 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was removed with an evaporator.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀1.8879g(8.5472×10−3mol)にエチレングリコール10mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.976mL(4.3779×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子1.9374gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
10 mL of ethylene glycol was added to 1.8879 g (8.5472 × 10 −3 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred for 2.5 hours to be dissolved. To this, 0.976 mL (4.37377 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 1.9374 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例8]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀2.0518g(9.0988×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.6034g(5.4262×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 8]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 2.0518 g (9.0988 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion-exchanged water for 30 minutes with stirring. Moreover, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.6034 g (5.4262 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀2.1194g(9.5953×10−3mol)にエチレングリコール10mLを加え、4時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.729mL(3.2700×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.0826gにエチレングリコール30mLを加え、5.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
10 mL of ethylene glycol was added to 2.1194 g (9.5953 × 10 −3 mol) of silver trifluoroacetate and dissolved by stirring for 4 hours. To this, 0.729 mL (3.2700 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 2.0826 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1) and dispersed by stirring for 5.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例9]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀2.0755g(9.2039×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.6160g(5.5395×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 9]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring 2.0755 g (9.2039 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes with stirring. Further, 0.6160 g (5.5395 × 10 −3 mol) of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were stirred for 20 minutes and dissolved to prepare a PVP aqueous solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes under an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes under an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀2.5134g(0.01138mol)にエチレングリコール10mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.985mL(4.4183×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.2555gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
10 mL of ethylene glycol was added to 2.5134 g (0.01138 mol) of silver trifluoroacetate and dissolved by stirring for 2.5 hours. Ethyl silicate 0.985mL (4.4183 * 10 < -3 > mol) was added here, and it stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 2.2555 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例10]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀1.8649g(8.2700×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.5525g(4.9685×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 10]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
Silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.8649 g (8.2700 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Further, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.5525 g (4.9985 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40,000 and ion-exchanged water 25 mL were stirred and dissolved for 20 minutes to prepare an aqueous PVP solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀2.7253g(0.01234mol)にエチレングリコール10mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.982mL(4.4048×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを5mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子1.8077gにエチレングリコール30mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
10 mL of ethylene glycol was added to 2.7253 g (0.01234 mol) of silver trifluoroacetate and stirred for 2.5 hours to dissolve. To this, 0.982 mL (4.4048 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. This is separated into two layers even if stirred, so 5 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 30 mL of ethylene glycol was added to 1.8077 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例11]
トリフルオロ酢酸銀1.9682g(8.9107×10−3mol)にエチレングリコール5mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.988mL(4.4317×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、参考例3で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.0241gにエチレングリコール15mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 11]
Ethylene glycol 5 mL was added to 1.9682 g (8.9107 × 10 −3 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred for 2.5 hours to be dissolved. Ethyl silicate 0.988mL (4.4317 * 10 < -3 > mol) was added here, and it stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 15 mL of ethylene glycol was added to 2.0241 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 3, and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例12]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀1.9654g(8.7157×10−3mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.5835g(5.2473×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 12]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 1.9654 g (8.7157 × 10 −3 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion exchange water for 30 minutes. Further, polyvinyl pyrrolidone (PVP) 0.5835 g (5.2473 × 10 −3 mol) having a molecular weight of 40,000 and ion exchange water 25 mL were stirred and dissolved for 20 minutes to prepare an aqueous PVP solution (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀2.3423g(0.01060mol)にエチレングリコール5mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.993mL(4.4543×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.0195gにエチレングリコール15mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
5 mL of ethylene glycol was added to 2.3423 g (0.01060 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred for 2.5 hours to dissolve. To this, 0.993 mL (4.4543 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 15 mL of ethylene glycol was added to 2.0195 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例13]
(1)PVP保護銀ナノ粒子の調製:
過塩素酸銀2.2665g(0.01005mol)とイオン交換水25mLを30分攪拌して溶解させて過塩素酸銀水溶液を調製した。また、分子量が40000のポリビニルピロリドン(PVP)0.6727g(6.0494×10−3mol)とイオン交換水25mLを20分攪拌して溶解させてPVP水溶液を調製した(R=0.60)。PVP水溶液に過塩素酸銀水溶液を加えて、アルゴンガス雰囲気下で30分攪拌し、450mLのエタノールを加えさらにアルゴン雰囲気下で30分攪拌した。その後、90℃近くに昇温してから9時間還流した。還流が終わったら、常温になるまで13時間放置し、エバポレータで溶媒を飛ばしてから、減圧乾燥で40℃、20時間乾燥させて、PVP保護銀ナノ粒子を得た。
[Example 13]
(1) Preparation of PVP protected silver nanoparticles:
A silver perchlorate aqueous solution was prepared by stirring and dissolving 2.2665 g (0.01005 mol) of silver perchlorate and 25 mL of ion-exchanged water for 30 minutes. Further, 0.6727 g (6.0494 × 10 −3 mol) of polyvinyl pyrrolidone (PVP) having a molecular weight of 40000 and 25 mL of ion-exchanged water were dissolved by stirring for 20 minutes (R = 0.60). . A silver perchlorate aqueous solution was added to the PVP aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes in an argon gas atmosphere. 450 mL of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes in an argon atmosphere. Thereafter, the temperature was raised to near 90 ° C. and then refluxed for 9 hours. When the refluxing was completed, the solution was left for 13 hours until the temperature reached room temperature, and the solvent was blown off with an evaporator, followed by drying under reduced pressure at 40 ° C. for 20 hours to obtain PVP-protected silver nanoparticles.

(2)銀ナノ粒子ペーストの調製:
トリフルオロ酢酸銀2.9435 g(0.01333mol)にエチレングリコール5mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.991mL(4.4452×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを6mL加えた。一方、(1)で調製したPVP保護銀ナノ粒子2.0119gにエチレングリコール15mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
(2) Preparation of silver nanoparticle paste:
5 mL of ethylene glycol was added to 2.9435 g (0.01333 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred for 2.5 hours to dissolve. Ethyl silicate 0.991mL (4.4442 * 10 < -3 > mol) was added here, and it stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 6 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 15 mL of ethylene glycol was added to 2.0119 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in (1), and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[実施例14]
トリフルオロ酢酸銀1.1219g(5.0792×10−3mol)にエチレングリコール3mLを加え、2.5時間攪拌し溶解させた。ここにケイ酸エチル0.399mL(1.7899×10−3mol)を加えて1時間攪拌した。これは、攪拌しても2層に分離するので、分散を良好にさせるためにエタノールを3mL加えた。一方、参考例8で調製したPVP保護銀ナノ粒子1.0464gにエチレングリコール7mLを加え、4.5時間攪拌し分散させた。そして、この両者を混合してさらに1時間攪拌して、本発明の銀ナノ粒子ペーストを得た。
[Example 14]
3 mL of ethylene glycol was added to 1.1219 g (5.0792 × 10 −3 mol) of silver trifluoroacetate, and the mixture was stirred and dissolved for 2.5 hours. To this, 0.399 mL (1.7899 × 10 −3 mol) of ethyl silicate was added and stirred for 1 hour. Since this separated into two layers even when stirred, 3 mL of ethanol was added to improve the dispersion. On the other hand, 7 mL of ethylene glycol was added to 1.0464 g of PVP-protected silver nanoparticles prepared in Reference Example 8, and the mixture was stirred and dispersed for 4.5 hours. And both were mixed and further stirred for 1 hour, and the silver nanoparticle paste of this invention was obtained.

[試験例1]
粘度の測定:
実施例2、実施例5、実施例7、実施例9〜実施例14で得られた銀ナノ粒子ペーストについて、下記の測定条件を用いて粘度を測定した。測定結果を表1に示すが、いずれも良好な値であった。
[Test Example 1]
Viscosity measurement:
About the silver nanoparticle paste obtained in Example 2, Example 5, Example 7, and Example 9 to Example 14, the viscosity was measured using the following measurement conditions. The measurement results are shown in Table 1, and all were good values.

(測定条件)
装置名 : 音叉型振動式粘度計 SV−10((株)エーアンドデイ製)
測定温度: 27.5〜55.0℃において2.5℃毎に測定
(Measurement condition)
Device name: Tuning fork type vibration viscometer SV-10 (manufactured by A & D Co., Ltd.)
Measurement temperature: Measured every 2.5 ° C. at 27.5-55.0 ° C.

(粘度)
(viscosity)

[試験例2]
抵抗率の測定:
実施例2、実施例5〜実施例7、実施例9〜実施例14で得られた銀ナノ粒子ペーストについて、下記の測定条件を用いて抵抗率を測定した。測定結果を表2に示す。なお、本試験は、下記の温度で焼成したものを測定した。表2に示すように、抵抗率の値は500μm・cm以下であり、良好な値であった。
[Test Example 2]
Resistivity measurement:
About the silver nanoparticle paste obtained in Example 2, Example 5 to Example 7, and Example 9 to Example 14, the resistivity was measured using the following measurement conditions. The measurement results are shown in Table 2. In addition, this test measured what was baked at the following temperature. As shown in Table 2, the resistivity value was 500 μm · cm or less, which was a good value.

(測定条件)
装置名 : 抵抗率計 ロレスタGP((株)ダイヤインスツルメンツ製)
(JIS K7194準拠)
電圧 : 10V
焼成温度: 180℃、200℃、230℃、250℃
(Measurement condition)
Device name: Resistance meter Loresta GP (manufactured by Dia Instruments)
(Conforms to JIS K7194)
Voltage: 10V
Firing temperature: 180 ° C, 200 ° C, 230 ° C, 250 ° C

(抵抗率)
(Resistivity)

[試験例3]
インクジェット印刷試験:
実施例2、実施例5、実施例7及び実施例10で得られた銀ナノ粒子ペーストを用いて、下記の方法でインクジェット印刷試験を行った。なお、全ての試験は、粘度が10mPa・s〜15mP・sの状態で行った。
[Test Example 3]
Inkjet printing test:
Using the silver nanoparticle pastes obtained in Example 2, Example 5, Example 7, and Example 10, an inkjet printing test was conducted by the following method. All tests were performed in a state where the viscosity was 10 mPa · s to 15 mP · s.

(試験条件)
5分間UV照射したスライドガラスを基板として、この基板上に印刷速度10mm/秒の条件で、目標線幅150μmで長さ50mmの線を10本印刷した。次に、この基板を100℃で10分間乾燥後、180℃で1時間焼成して、線幅の状態を評価した。実施例2の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板の写真を図20A、図20B(印刷直後)及び図21A、図21B(焼成後)、実施例5の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板の写真を図22A、図22B(印刷直後)及び図23A、図23B(焼成後)、実施例7の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板の写真を図24A、図24B(印刷直後)及び図25A、図25B(焼成後)、実施例10の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板の写真を図26A、図26B(印刷直後)及び図27A、図27B(焼成後)にそれぞれ示す。なお、図20〜図27において、(A)は基板の全体写真、(B)は線の拡大写真である。
(Test conditions)
Using a slide glass irradiated with UV for 5 minutes as a substrate, 10 lines having a target line width of 150 μm and a length of 50 mm were printed on the substrate at a printing speed of 10 mm / second. Next, after drying this board | substrate for 10 minutes at 100 degreeC, it baked at 180 degreeC for 1 hour, and evaluated the state of line | wire width. 20A, FIG. 20B (immediately after printing) and FIG. 21A, FIG. 21B (after firing), and photographs of the substrate printed with the silver nanoparticle paste of Example 5 were printed. 22A, 22B (immediately after printing) and FIGS. 23A, 23B (after firing), and photographs of the substrate on which the silver nanoparticle paste of Example 7 was printed are shown in FIGS. 24A, 24B (immediately after printing), and FIGS. 25A, 25B. The photographs of the substrate on which the silver nanoparticle paste of Example 10 was printed (after firing) are shown in FIGS. 26A, 26B (immediately after printing), and FIGS. 27A, 27B (after firing), respectively. 20 to 27, (A) is an overall photograph of the substrate, and (B) is an enlarged photograph of a line.

実施例2(図20及び図21)、実施例7(図24及び図25)及び実施例10(図26及び図27)はエチレングリコールの量が40mLで、粘度は実施例5と比較すると低い。印刷直後は、バルジ(出っ張り)はあるものの繋がった線が引けているように見えるが、少し時間を置いておくとバルジの部分にインクが集まってしまい、線は切れてしまった。   In Example 2 (FIGS. 20 and 21), Example 7 (FIGS. 24 and 25), and Example 10 (FIGS. 26 and 27), the amount of ethylene glycol is 40 mL, and the viscosity is lower than that of Example 5. . Immediately after printing, there was a bulge, but the connected line seemed to be drawn, but after a while, ink gathered at the bulge and the line was cut.

一方、実施例5(図22及び図23)は、印刷直後もバルジはほとんどなく、時間を置いても連続して繋がった線を形成することができた。これは、実施例2、実施例7及び実施例10においては、10〜15mPa・sになる温度も低く、印刷前と印刷後の粘度の差があまりないことが関係するのではないかと考えられる。実施例5はこれらより粘度が高いため、印刷前と印刷後のエンド変化が大きかったため、印刷後にもバルジができず、良好な線を引くことができたものと考えられる。線は焼成後も切れることなく繋がっていた。   On the other hand, Example 5 (FIGS. 22 and 23) had almost no bulge immediately after printing, and was able to form a continuous line even after a long time. In Example 2, Example 7 and Example 10, this is probably because the temperature at which the pressure becomes 10 to 15 mPa · s is also low, and there is not much difference in viscosity before and after printing. . Since the viscosity of Example 5 was higher than these, the end change before and after printing was large, so it was considered that bulging was not possible after printing and a good line could be drawn. The wire was connected without breaking after firing.

本発明は、例えば、デジタル高密度配線に対応した低インピーダンスでかつ極めて微細な回路パターンを、インクジェット印刷法等を利用して形成するための金属ナノ粒子ペースト及び当該金属ナノ粒子ペーストの製造方法として有利に使用することができる。   The present invention is, for example, a metal nanoparticle paste for forming a low-impedance and extremely fine circuit pattern corresponding to digital high-density wiring using an inkjet printing method and the like, and a method for producing the metal nanoparticle paste. It can be used advantageously.

第1工程の一態様のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the one aspect | mode of a 1st process. 第2工程の一態様のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the one aspect | mode of a 2nd process. 参考例1で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。FIG. 4 is a view showing a UV absorption spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 1. 参考例2で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。FIG. 4 is a view showing a UV absorption spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 2. 参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。FIG. 6 is a view showing a UV absorption spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 3. 参考例1で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。4 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 1. FIG. 参考例2で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。4 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 2. FIG. 参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。4 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 3. FIG. 参考例1〜参考例3で得られたPVP保護銀ナノ粒子の粒度分布を示した図である。It is the figure which showed the particle size distribution of the PVP protection silver nanoparticle obtained by the reference example 1-the reference example 3. FIG. 参考例4で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the UV absorption spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 4. 参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the UV absorption spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 5. 参考例4で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the X-ray-diffraction spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 4. 参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。6 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 5. FIG. 参考例2、参考例4及び参考例5で得られたPVP保護銀ナノ粒子の粒度分布を示した図である。It is the figure which showed the particle size distribution of the PVP protection silver nanoparticle obtained by the reference example 2, the reference example 4, and the reference example 5. FIG. 参考例6で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the UV absorption spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 6. 参考例6で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the X-ray-diffraction spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 6. 参考例7で得られたPVP保護銀ナノ粒子のUV吸収スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the UV absorption spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 7. 参考例7で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the X-ray-diffraction spectrum of the PVP protection silver nanoparticle obtained in Reference Example 7. 参考例8で得られたPVP保護銀ナノ粒子のX線回折スペクトルを示した図である。6 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum of PVP-protected silver nanoparticles obtained in Reference Example 8. FIG. 実施例2の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 2. FIG. 実施例2の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 2. FIG. 実施例2の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 2. FIG. 実施例2の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 2. FIG. 実施例5の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 5. FIG. 実施例5の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 5. FIG. 実施例5の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 5. FIG. 実施例5の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 5. FIG. 実施例7の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 7. FIG. 実施例7の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 7. FIG. 実施例7の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 7. FIG. 実施例7の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 7. FIG. 実施例10の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 10. FIG. 実施例10の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(印刷直後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (just after printing) which printed the silver nanoparticle paste of Example 10. FIG. 実施例10の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 10. FIG. 実施例10の銀ナノ粒子ペーストを印刷した基板(焼成後)の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the board | substrate (after baking) which printed the silver nanoparticle paste of Example 10. FIG.

Claims (7)

下記(a)〜(c)の成分を含むことを特徴とする金属ナノ粒子ペースト。
(a)金属ナノ粒子
(b)フッ素原子及び/またはフッ素化合物
(c)ケイ素のアルコキシド
A metal nanoparticle paste comprising the following components (a) to (c):
(A) metal nanoparticles (b) fluorine atom and / or fluorine compound (c) silicon alkoxide
前記金属ナノ粒子の含有量が、金属ナノ粒子ペースト全体に対して2.0〜30.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ粒子ペースト。   Content of the said metal nanoparticle is 2.0-30.0 mass% with respect to the whole metal nanoparticle paste, The metal nanoparticle paste of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記金属ナノ粒子が銀ナノ粒子であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属ナノ粒子ペースト。   The metal nanoparticle paste according to claim 1 or 2, wherein the metal nanoparticles are silver nanoparticles. 対象となる金属ナノ粒子を含む金属塩を、水溶性高分子からなる保護剤の存在下に含アルコール溶媒中で加熱還流し、保護金属ナノ粒子を得る第1工程と、
前記第1工程で得られた保護金属ナノ粒子と、対象となる金属ナノ粒子を含むフッ素化合物及びケイ素のアルコキシドをゾル・ゲル法によりペースト化させる第2工程を含むことを特徴とする金属ナノ粒子ペーストの製造方法。
A first step of heating and refluxing a metal salt containing the target metal nanoparticles in an alcohol-containing solvent in the presence of a protective agent made of a water-soluble polymer to obtain protected metal nanoparticles;
A metal nanoparticle comprising a second step of pasting the protective metal nanoparticle obtained in the first step, a fluorine compound containing the target metal nanoparticle and an alkoxide of silicon by a sol-gel method Manufacturing method of paste.
前記第1工程における金属塩と保護剤のモル量の比(保護剤のモル量/金属塩のモル量=R)が、R=0.5〜5.0であることを特徴とする請求項4に記載の金属ナノ粒子ペーストの製造方法。   The ratio of the molar amount of the metal salt and the protective agent in the first step (the molar amount of the protective agent / the molar amount of the metal salt = R) is R = 0.5 to 5.0. 4. A method for producing a metal nanoparticle paste according to 4. 前記保護剤の分子量(重量平均分子量:M)が20000〜400000であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の金属ナノ粒子ペーストの製造方法。 The molecular weight of the protective agent (weight average molecular weight: M W) are provided methods for producing the metal nanoparticle paste according to claim 4 or claim 5, characterized in that it is 20000-400000. 前記保護剤がポリビニルピロリドン(PVP)であることを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストの製造方法。
The method for producing a metal nanoparticle paste according to any one of claims 4 to 6, wherein the protective agent is polyvinylpyrrolidone (PVP).
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