JP2010037574A - Metal nanoparticle paste and pattern forming method - Google Patents

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幸史 越智
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide metal nanoparticle paste which has an excellent balance in fluidity and viscosity or spinnability even without using a binder resin and can clearly form a fine pattern even by intaglio offset printing. <P>SOLUTION: In the metal nanoparticle paste comprising: metal colloidal particles (A) formed from metal nanoparticles (A1) and protective colloid (A2) covering the metal nanoparticles (A1); and a dispersion medium (B) for the metal colloidal particles, the protective colloid (A2) is composed of 1-10C amines (A2-1) which do not have a hydroxy group, 1-3C carboxylic acids (A2-2) and amines (A2-3) which have a hydroxy group, and also, in the protective colloid composing all the metal colloidal particles contained in the paste, the ratio of the amines which have a hydroxy group is regulated to 1 to 35 pts.mass based on the total 100 pts.mass of the 1-10C amines which do not have a hydroxy group and the 1-3C carboxylic acids. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属ナノ粒子(又は金属微粒子、銀ナノ粒子など)と、金属ナノ粒子の表面保護剤(保護コロイド)とで構成された金属コロイド粒子を含むペースト(金属ナノ粒子ペースト、又は金属コロイド粒子ペースト)に関する。より詳細には、凹版印刷(例えば、凹版オフセット印刷)などの印刷において高い印刷性で印刷できるとともに、非常に低温(例えば、150℃以下)の熱処理温度であっても金属膜又は焼結パターンを形成できる金属ナノ粒子ペーストに関する。   The present invention relates to a paste (metal nanoparticle paste or metal colloid) comprising metal colloid particles composed of metal nanoparticles (or metal fine particles, silver nanoparticles, etc.) and a surface protective agent (protective colloid) of the metal nanoparticles. Particle paste). More specifically, it can be printed with high printability in printing such as intaglio printing (for example, intaglio offset printing), and a metal film or sintered pattern can be formed even at a heat treatment temperature of very low temperature (for example, 150 ° C. or less). The present invention relates to a metal nanoparticle paste that can be formed.

金属ナノ粒子(又は金属コロイド粒子)は、比表面積が大きく反応活性が高い。そのため、バルクや金属原子に比べて、低温で融着(低温焼結)する性質を有することが知られており、この特性を生かし、多様な分野への応用が期待されている。例えば、金属ナノ粒子を含むペーストを用いて、パターンを形成する試みがなされている。このようなパターンは、従来、金属ナノ粒子と金属フィラー(粒径がミクロンオーダーの粒子)とを混合したハイブリッド型ペーストを用いて形成されていた。しかし、このようなペーストでは、金属フィラーを混合するので、焼結温度を高くせざるを得ず、また、大きな粒径を有する金属フィラーを用いるため、パターンの微細化には限界があった。   Metal nanoparticles (or metal colloid particles) have a large specific surface area and a high reaction activity. For this reason, it is known that it has a property of being fused (low temperature sintering) at a low temperature as compared with bulk or metal atoms, and it is expected to be applied to various fields by taking advantage of this property. For example, an attempt has been made to form a pattern using a paste containing metal nanoparticles. Conventionally, such a pattern has been formed using a hybrid paste in which metal nanoparticles and metal filler (particles having a particle size of the order of microns) are mixed. However, in such a paste, since the metal filler is mixed, the sintering temperature has to be increased, and the metal filler having a large particle size is used, so that there is a limit to the miniaturization of the pattern.

このような中、金属ナノ粒子のみを用いて微細パターンを形成する試みもなされている。例えば、特開2004−273205号公報(特許文献1)には、金属ナノ粒子を含む導電性ナノ粒子ペーストであって、前記金属ナノ粒子の平均粒子径が、1〜100nmの範囲に選択され、前記導電性ナノ粒子ペーストが前記金属ナノ粒子を分散溶媒中に均一に分散してなる分散液であり、前記金属ナノ粒子表面が、かかる金属ナノ粒子に含まれる金属元素と配位的な結合が可能な基として、窒素、酸素又はイオウ原子を含み、これら原子の有する孤立電子対による配位的な結合が可能な基を有し、特定の融点及び沸点を有する化合物(モノアルキルアミンなど)により特定の割合で被覆されており、前記分散溶媒が、金属ナノ粒子表面を被覆する前記化合物を溶解可能な高溶解性を有する特定の融点および沸点を有する有機溶剤であり、前記金属ナノ粒子100質量部に対して、前記分散溶媒を8〜220質量部含有する導電性ナノ粒子ペースト(請求項1)、基板上に金属ナノ粒子相互の焼結体層からなる、良導電性の微細な配線パターンを形成する方法であって、前記ペーストを用いて、描画される前記微細な配線パターンの塗布層を基板表面上に形成する工程と、前記塗布層中に含まれる金属ナノ粒子に対して焼成処理を行って、金属ナノ粒子相互の焼結体層を形成する工程とを有し、前記金属ナノ粒子相互の焼結体層形成は、300℃を超えない温度に前記塗布層を加熱することによってなされ、前記焼成処理における加熱を施す際、前記化合物が前記分散溶媒中に、金属ナノ粒子表面からの解離、溶出がなされて、金属ナノ粒子相互の表面接触が達成され、前記金属ナノ粒子相互の焼結と、分散溶媒の蒸散除去とがなされる微細配線パターンの形成方法(請求項7)が開示されている。   Under such circumstances, attempts have been made to form a fine pattern using only metal nanoparticles. For example, JP 2004-273205 A (Patent Document 1) is a conductive nanoparticle paste containing metal nanoparticles, and the average particle diameter of the metal nanoparticles is selected in the range of 1 to 100 nm, The conductive nanoparticle paste is a dispersion obtained by uniformly dispersing the metal nanoparticles in a dispersion solvent, and the metal nanoparticle surface has a coordinate bond with a metal element contained in the metal nanoparticle. As a possible group, a compound containing a nitrogen, oxygen or sulfur atom and capable of coordinative bonding by a lone pair of these atoms, having a specific melting point and boiling point (such as a monoalkylamine) It is coated at a specific ratio, and the dispersion solvent is an organic solvent having a specific melting point and boiling point having high solubility capable of dissolving the compound that coats the surface of the metal nanoparticles. Conductive nanoparticle paste containing 8 to 220 parts by mass of the dispersion solvent with respect to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (Claim 1), a highly conductive material comprising a sintered body layer of metal nanoparticles on a substrate. A method of forming a fine wiring pattern having a property of forming a coating layer of the fine wiring pattern to be drawn on a substrate surface using the paste, and metal nano contained in the coating layer Firing the particles to form a sintered body layer between the metal nanoparticles, and forming the sintered body layer between the metal nanoparticles at a temperature not exceeding 300 ° C. When the layer is heated, the compound is dissociated and eluted from the surface of the metal nanoparticles in the dispersion solvent when the heating in the baking treatment is performed, and the surface contact between the metal nanoparticles is achieved, The gold And sintering of the nanoparticles cross, method of forming a fine wiring pattern (claim 7) is disclosed that the evaporation removal of the dispersing solvent is made.

しかし、この文献のペーストでは、比較的低温でパターンを形成できるものの、高沸点成分を使用するためか、その焼成温度の低減には限界がある。そのため、パターンを形成する基板が制限され、配線材料などとして使用できる実用的なパターン(低抵抗値のパターンなど)を現実的に樹脂基板などに形成するのは困難である。また、この文献のペーストでも、従来の金属粉ペーストに比べて精細なパターン印刷は可能であるが、低温焼結性を得るために、より炭素数の少ない保護コロイドを有する金属ナノ粒子を用いると、分散媒への分散性が低下して流動性も低下する。さらに、シリコーンブランケットによる転写工程を有する凹版オフセット印刷において、明瞭な印刷を行うためには、適度な流動性に加えて、転写に必要な適度な粘性や曳糸性も要求されるが、これらの特性も充分でない。   However, although the paste of this document can form a pattern at a relatively low temperature, there is a limit to reducing the firing temperature because of the use of a high-boiling component. Therefore, the substrate on which the pattern is formed is limited, and it is difficult to realistically form a practical pattern (such as a low resistance value pattern) that can be used as a wiring material or the like on a resin substrate or the like. In addition, even with the paste of this document, fine pattern printing is possible as compared with the conventional metal powder paste, but in order to obtain low-temperature sinterability, metal nanoparticles having a protective colloid with a smaller number of carbon atoms are used. In addition, the dispersibility in the dispersion medium is lowered and the fluidity is also lowered. Furthermore, in order to perform clear printing in intaglio offset printing having a transfer process using a silicone blanket, in addition to appropriate fluidity, appropriate viscosity and stringiness required for transfer are also required. The characteristics are not sufficient.

凹版オフセット印刷における印刷性を向上させるために、例えば、特開2005−111665号公報(特許文献2)には、特定の表面ゴム層を有するオフセット印刷用ブランケットが提案されている。この文献では、オフセット印刷に用いる導電性インキについて、金属粉末に対してバインダー樹脂を配合することが記載されている。   In order to improve the printability in intaglio offset printing, for example, JP 2005-111665A (Patent Document 2) proposes an offset printing blanket having a specific surface rubber layer. This document describes blending a binder resin with a metal powder for conductive ink used for offset printing.

しかし、この導電性インキ組成物では、バインダー樹脂の調節により容易に凹版の印刷性を制御できるものの、バインダー樹脂の存在により低温焼結性が低下する。さらに、バインダー樹脂の配合により、ペースト中の金属濃度を高濃度にできない。
特開2004−273205号公報(特許請求の範囲、段落[0017]、[0019]、[0025]、[0026]) 特開2005−111665号公報(特許請求の範囲、段落[0017]、[0019]、[0025]、[0026])
However, in this conductive ink composition, the printing property of the intaglio can be easily controlled by adjusting the binder resin, but the low-temperature sinterability decreases due to the presence of the binder resin. Furthermore, the metal concentration in the paste cannot be increased due to the blending of the binder resin.
JP 2004-273205 A (Claims, paragraphs [0017], [0019], [0025], [0026]) JP-A-2005-111665 (Claims, paragraphs [0017], [0019], [0025], [0026])

従って、本発明の目的は、バインダー樹脂を用なくても、流動性と粘性又は曳糸性とのバランスに優れ、凹版印刷(例えば、凹版オフセット印刷)によっても微細なパターンを明瞭に形成できる金属ナノ粒子ペースト及びこのペーストを用いたパターンの形成方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is a metal that has an excellent balance between fluidity and viscosity or spinnability without using a binder resin, and can form a fine pattern clearly even by intaglio printing (for example, intaglio offset printing). An object of the present invention is to provide a nanoparticle paste and a pattern forming method using the paste.

本発明の他の目的は、低温(特に150℃以下程度の低温)であっても、焼結層(特に導電層)又は焼結パターンを効率よく形成できる金属ナノ粒子ペースト及びこのペーストを用いたパターンの形成方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to use a metal nanoparticle paste capable of efficiently forming a sintered layer (especially a conductive layer) or a sintered pattern even at a low temperature (especially a low temperature of about 150 ° C. or less) and this paste. It is to provide a method for forming a pattern.

本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、金属ナノ粒子を被覆又は保護する保護コロイド(又は分散剤)が、ヒドロキシル基を有さない特定の炭素数のアミン類及び特定の炭素数のカルボン酸類並びにヒドロキシル基を有するアミン類で構成された特定の金属コロイド粒子を含むペースト(濃厚分散液)を用いると、流動性と粘性又は曳糸性とのバランスに優れ、凹版オフセット印刷によっても微細なパターンを明瞭に形成できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above problems, the present inventor has found that the protective colloid (or dispersant) for coating or protecting the metal nanoparticles has a specific number of amines and a specific carbon having no hydroxyl group. Using a paste (concentrated dispersion) containing specific metal colloidal particles composed of a number of carboxylic acids and amines having a hydroxyl group provides a good balance between fluidity and viscosity or spinnability. And found that a fine pattern can be clearly formed, and completed the present invention.

すなわち、本発明の金属ナノ粒子ペースト(金属ナノ粒子含有ペースト)は、金属ナノ粒子(A1)とこの金属ナノ粒子(A1)を被覆する保護コロイド(A2)とで形成された金属コロイド粒子(A)及びこの金属コロイド粒子の分散媒(B)を含む金属ナノ粒子ペーストであって、前記保護コロイド(A2)が、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類(A2−1)と炭素数1〜3のカルボン酸類(A2−2)とヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)とを含み、かつペースト中に含まれる全金属コロイド粒子を構成する保護コロイドにおいて、ヒドロキシル基を有するアミン類の割合が、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類及び炭素数1〜3のカルボン酸類の合計100質量部に対して、1〜35質量部である。このような金属ナノ粒子ペーストにおいて、前記アミン類(A2−1)がモノC4-10アルキルアミンであり、前記カルボン酸類(A2−2)がC1-3飽和脂肪族モノカルボン酸であり、かつ前記アミン類(A2−3)がC2-6アルカノールアミンであってもよい。さらに、ペースト中に含まれる全金属コロイド粒子を構成する保護コロイドにおいて、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類とヒドロキシル基を有するアミン類との割合(質量比)が、前者/後者=99/1〜50/50程度であってもよい。前記金属ナノ粒子(A1)を構成する金属は銀単体であり、金属ナノ粒子(A1)の平均粒子径が10nm以下であってもよい。前記保護コロイド(A2)の割合は、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して1〜60質量部であり、前記アミン類(A2−1)及び前記アミン類(A2−3)の合計量と前記カルボン酸類(A2−2)との割合は、前者/後者(質量比)=85/15〜50/50程度であってもよい。前記分散媒(B)は沸点100〜300℃の極性溶媒であってもよい。本発明の金属ナノ粒子ペーストは、保護コロイドとして前記アミン類(A2−3)を含有しない第1のペーストと、保護コロイドとして前記アミン類(A2−3)を含有する第1のペーストとを、固形分換算で、第1のペースト/第2のペースト=10/90〜90/10の割合(質量比)で含むペーストであってもよい。 That is, the metal nanoparticle paste of the present invention (metal nanoparticle-containing paste) is composed of metal colloid particles (A1) and protective colloids (A2) covering the metal nanoparticles (A1) (A2). ) And a dispersion medium (B) of the metal colloid particles, wherein the protective colloid (A2) is an amine having 1 to 10 carbon atoms (A2-1) having no hydroxyl group. Protective colloid comprising carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms (A2-2) and amines having hydroxyl groups (A2-3) and constituting all metal colloid particles contained in the paste, having hydroxyl groups The proportion of amines is 1 to 35 with respect to 100 parts by mass in total of the amine having 1 to 10 carbon atoms and the carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms not having a hydroxyl group. It is the amount part. In such a metal nanoparticle paste, the amines (A2-1) are mono C 4-10 alkylamines, and the carboxylic acids (A2-2) are C 1-3 saturated aliphatic monocarboxylic acids, The amines (A2-3) may be C 2-6 alkanolamine. Further, in the protective colloid constituting the all metal colloid particles contained in the paste, the ratio (mass ratio) of the amine having 1 to 10 carbon atoms having no hydroxyl group and the amine having hydroxyl group is the former / The latter may be about 99/1 to 50/50. The metal constituting the metal nanoparticles (A1) may be silver alone, and the average particle diameter of the metal nanoparticles (A1) may be 10 nm or less. The ratio of the protective colloid (A2) is 1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (A1), and the total amount of the amines (A2-1) and the amines (A2-3). The ratio of the carboxylic acids (A2-2) to the former / the latter (mass ratio) may be about 85/15 to 50/50. The dispersion medium (B) may be a polar solvent having a boiling point of 100 to 300 ° C. The metal nanoparticle paste of the present invention includes a first paste that does not contain the amines (A2-3) as a protective colloid, and a first paste that contains the amines (A2-3) as a protective colloid, The paste may be included in a ratio (mass ratio) of first paste / second paste = 10/90 to 90/10 in terms of solid content.

本発明には、基材に、前記金属ナノ粒子ペーストにより、パターン(例えば、電極又は配線パターン)を形成(又は描画)し、形成されたパターン(描画パターン)を焼成処理することにより焼結パターンを形成するパターン形成方法も含まれる。このようなパターン形成方法においては、凹版オフセット印刷によりパターンを形成(描画)してもよい。本発明の方法では、低い焼成温度であっても焼結パターンを形成でき、例えば、前記方法において、基板として樹脂製基材を用い、焼成温度150℃以下で焼成処理してもよい。   In the present invention, a pattern (for example, an electrode or a wiring pattern) is formed (or drawn) on the substrate with the metal nanoparticle paste, and the formed pattern (drawing pattern) is baked to form a sintered pattern. A pattern forming method for forming the film is also included. In such a pattern forming method, a pattern may be formed (drawn) by intaglio offset printing. In the method of the present invention, a sintered pattern can be formed even at a low firing temperature. For example, in the above method, a resin base material may be used as a substrate and firing may be performed at a firing temperature of 150 ° C. or lower.

本発明の方法では、金属ナノ粒子を高濃度で含むペーストを用いるので、超ファイン(超微細)パターンを形成することができ、例えば、前記方法(例えば、凹版オフセット印刷法によるパターン形成)では、最小線幅20μm以下の焼結パターンを形成することもできる。   In the method of the present invention, since a paste containing metal nanoparticles at a high concentration is used, an ultrafine (ultrafine) pattern can be formed. For example, in the above method (for example, pattern formation by an intaglio offset printing method) A sintered pattern having a minimum line width of 20 μm or less can also be formed.

本発明の金属ナノ粒子ペーストは、金属ナノ粒子を被覆する保護コロイドを、有機質バインダー(樹脂バインダー)ではなく、低温で蒸発又は分解しやすく、バインダーとしても作用する特定の化合物で構成するため、流動性と粘性又は曳糸性とのバランスに優れ、これらの特性を要求される凹版印刷(例えば、凹版オフセット印刷)によっても、微細なパターンを明瞭に形成できる。さらに、低温(特に150℃以下という非常に低温)であっても、焼結層(特に導電層)又は焼結パターンを効率よく形成でき、例えば、樹脂基板などに対しても焼結パターンを形成できる。さらに、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、従来のペーストのような金属フィラーを含んでおらず、微細なパターンを形成できるとともに、バインダー樹脂を含まず、熱処理後に金属膜(焼結膜)に残存する有機物残渣を大きく低減できるため、金属膜特性(例えば、比抵抗)に与える影響も抑制でき、極めて有用である。   In the metal nanoparticle paste of the present invention, the protective colloid covering the metal nanoparticles is not an organic binder (resin binder), but is composed of a specific compound that easily evaporates or decomposes at a low temperature and also acts as a binder. A fine pattern can be clearly formed by intaglio printing (for example, intaglio offset printing) which is excellent in the balance between the properties and the viscosity or the spinnability and requires these characteristics. Furthermore, a sintered layer (especially a conductive layer) or a sintered pattern can be formed efficiently even at low temperatures (especially at a very low temperature of 150 ° C. or less). it can. Furthermore, the metal nanoparticle paste of the present invention does not contain a metal filler like the conventional paste, can form a fine pattern, does not contain a binder resin, and remains in the metal film (sintered film) after heat treatment. Since organic residue can be greatly reduced, the influence on metal film characteristics (for example, specific resistance) can be suppressed, which is extremely useful.

[金属ナノ粒子ペースト]
本発明の金属ナノ粒子ペーストは、特定の化合物を保護コロイドとする金属コロイド粒子(A)及びこの金属コロイド粒子の分散媒(B)を含むペーストである。
[Metal nanoparticle paste]
The metal nanoparticle paste of the present invention is a paste containing metal colloid particles (A) having a specific compound as a protective colloid and a dispersion medium (B) of the metal colloid particles.

(A)金属コロイド粒子
金属コロイド粒子(A)は、金属ナノ粒子(A1)と、この金属ナノ粒子(A1)を被覆する保護コロイド(A2)で被覆された金属コロイド粒子であって、前記保護コロイド(A2)が、特定の化合物の組み合わせで構成されている。
(A) Metal colloid particles The metal colloid particles (A) are metal colloid particles coated with metal nanoparticles (A1) and a protective colloid (A2) covering the metal nanoparticles (A1). The colloid (A2) is composed of a combination of specific compounds.

(A1)金属ナノ粒子
金属ナノ粒子(A1)を構成する金属(金属原子)としては、例えば、遷移金属(例えば、チタン、ジルコニウムなどの周期表第4A族金属;バナジウム、ニオブなどの周期表第5A族金属;モリブデン、タングステンなどの周期表第6A族金属;マンガンなどの周期表第7A族金属;鉄、ニッケル、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、イリジウム、白金などの周期表第8族金属;銅、銀、金などの周期表第1B族金属など)、周期表第2B族金属(例えば、亜鉛、カドミウムなど)、周期表第3B族金属(例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウムなど)、周期表第4B族金属(例えば、ゲルマニウム、スズ、鉛など)、周期表第5B族金属(例えば、アンチモン、ビスマスなど)などが挙げられる。金属は、周期表第8族金属(鉄、ニッケル、ロジウム、パラジウム、白金など)、周期表第1B族金属(銅、銀、金など)、周期表第3B族金属(アルミニウムなど)及び周期表第4B族金属(スズなど)などであってもよい。なお、金属(金属原子)は、保護コロイドに対する配位性の高い金属、例えば、周期表第8族金属、周期表第1B族金属などである場合が多い。
(A1) Metal nanoparticles As the metal (metal atom) constituting the metal nanoparticles (A1), for example, transition metals (for example, periodic table group 4A metals such as titanium and zirconium; periodic tables such as vanadium and niobium) Periodic table Group 6A metals such as molybdenum and tungsten; Group 7A metals such as manganese; Periodic table Group 8 such as iron, nickel, cobalt, ruthenium, rhodium, palladium, rhenium, iridium and platinum Metal; periodic table group 1B metals such as copper, silver, gold), periodic table group 2B metals (for example, zinc, cadmium, etc.), periodic table group 3B metals (for example, aluminum, gallium, indium, etc.), Periodic table group 4B metals (eg, germanium, tin, lead, etc.), periodic table group 5B metals (eg, antimony, bismuth, etc.), etc. Can be mentioned. Metals are periodic group 8 metal (iron, nickel, rhodium, palladium, platinum, etc.), periodic table group 1B metal (copper, silver, gold, etc.), periodic table group 3B metal (aluminum, etc.) and periodic table. It may be a Group 4B metal (such as tin). In many cases, the metal (metal atom) is a metal having a high coordination property to the protective colloid, for example, a Group 8 metal of the periodic table, a Group 1B metal of the periodic table, or the like.

金属ナノ粒子(A1)は、前記金属単体、前記金属の合金、金属酸化物、金属水酸化物、金属硫化物、金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物などであってもよい。これらの金属ナノ粒子(A1)は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。金属ナノ粒子(A1)は、通常、金属単体粒子、又は金属合金粒子である場合が多い。また、金属ナノ粒子(A1)は、特に、導電性金属粒子であってもよい。なかでも、金属ナノ粒子(A1)を構成する金属は、少なくとも銀などの貴金属(特に周期表第1B族金属)を含む金属(貴金属単体および貴金属合金)、特に貴金属単体(例えば、銀単体など)であるのが好ましい。   The metal nanoparticles (A1) may be the metal simple substance, the metal alloy, metal oxide, metal hydroxide, metal sulfide, metal carbide, metal nitride, metal boride and the like. These metal nanoparticles (A1) can be used alone or in combination of two or more. In many cases, the metal nanoparticles (A1) are usually single metal particles or metal alloy particles. In addition, the metal nanoparticles (A1) may be conductive metal particles, in particular. Among them, the metal constituting the metal nanoparticles (A1) is a metal (noble metal simple substance and noble metal alloy) including at least a noble metal such as silver (especially Group 1B metal of the periodic table), particularly a noble metal simple substance (eg, silver simple substance). Is preferred.

金属ナノ粒子(A1)は、ナノメーターサイズの金属微粒子である。例えば、本発明の金属コロイド粒子における金属ナノ粒子(A1)の平均粒子径(平均一次粒子径)は、0.5〜100nm(例えば、1〜80nm)、好ましくは1.5〜70nm(例えば、1.8〜50nm)、さらに好ましくは2〜40nm(例えば、2〜30nm)程度であってもよく、特に10nm以下(例えば、1〜10nm、好ましくは1〜8nm程度)であってもよい。   The metal nanoparticles (A1) are nanometer-sized metal fine particles. For example, the average particle diameter (average primary particle diameter) of the metal nanoparticles (A1) in the metal colloid particles of the present invention is 0.5 to 100 nm (for example, 1 to 80 nm), preferably 1.5 to 70 nm (for example, 1.8 to 50 nm), more preferably about 2 to 40 nm (for example, 2 to 30 nm), particularly 10 nm or less (for example, about 1 to 10 nm, preferably about 1 to 8 nm).

また、金属コロイド粒子(A)は、粗大粒子をほとんど含んでいない粒子であってもよい。このような金属コロイド粒子(A)において、前記金属ナノ粒子(A1)の最大一次粒子径は、例えば、200nm以下、好ましくは150nm以下、さらに好ましくは100nm以下であってもよい。さらに、このような金属ナノ粒子(A1)(又は金属コロイド粒子)において、一次粒子径が100nm以上の粒子の割合は、金属(又は金属成分)の質量基準で、例えば、10質量%以下(例えば、0〜8質量%程度)、好ましくは5質量%以下(例えば、0.01〜3質量%)、さらに好ましくは1質量%以下(例えば、0.02〜0.5質量%程度)であってもよい。   Further, the metal colloid particles (A) may be particles containing almost no coarse particles. In such metal colloidal particles (A), the maximum primary particle diameter of the metal nanoparticles (A1) may be, for example, 200 nm or less, preferably 150 nm or less, more preferably 100 nm or less. Furthermore, in such metal nanoparticles (A1) (or metal colloid particles), the proportion of particles having a primary particle diameter of 100 nm or more is, for example, 10% by mass or less (for example, based on the mass of the metal (or metal component)) 0 to 8% by mass), preferably 5% by mass or less (for example, 0.01 to 3% by mass), more preferably 1% by mass or less (for example, about 0.02 to 0.5% by mass). May be.

(A2)保護コロイド
保護コロイド(A2)は、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類(A2−1)と、炭素数1〜3のカルボン酸類(A2−2)と、ヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)とで構成されている。本発明では、このような保護コロイドを、特定のアミン類と特定のカルボン酸類とを組み合わせて構成することにより、高い安定性で金属ナノ粒子を効率よく保護できる。このような高い安定性で保護できる理由は定かではないが、複数種のアミン類とカルボン酸類とが酸・塩基反応により、静電的に結合し、見かけ上ポリマー化することにより、金属ナノ粒子を効率よく保護できるためであると考えられる。アミン類又はカルボン酸類を単独で用いると、金属ナノ粒子を安定して保護できず、金属ナノ粒子が凝集しやすくなる。
(A2) Protective colloid The protective colloid (A2) is composed of an amine having 1 to 10 carbon atoms (A2-1) having no hydroxyl group, a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms (A2-2), and a hydroxyl group. And amines (A2-3) having In the present invention, by forming such a protective colloid in combination of a specific amine and a specific carboxylic acid, the metal nanoparticles can be efficiently protected with high stability. The reason why such a high stability can be protected is not clear, but metal nanoparticles are formed by a plurality of types of amines and carboxylic acids that are electrostatically bonded by an acid-base reaction and apparently polymerized. This is considered to be because it can be efficiently protected. When amines or carboxylic acids are used alone, the metal nanoparticles cannot be stably protected, and the metal nanoparticles tend to aggregate.

さらに、アミン類として、いずれか一方のアミン類を単独で用いると、凹版の印刷性が低下する。印刷性が向上する理由も定かではないが、アミン類(極性基を有さないアミン類)とヒドロキシル基を有するアミン類とを組み合わせることにより、オフセット印刷における粘性と流動性とのバランスがよくなり、凹版の印刷でブランケット(例えば、シリコーンブランケット)へのペーストの転写性が向上するとともに、印刷パターン部以外に残存するペースト(汚れ)などがブランケット(例えば、シリコーンブランケット)に転写されるのを抑制できる。   Furthermore, when any one of the amines is used alone, the printing property of the intaglio is lowered. The reason for improved printability is not clear, but combining amines (amines that do not have a polar group) with amines that have hydroxyl groups improves the balance between viscosity and fluidity in offset printing. Intaglio printing improves the transfer of paste to a blanket (eg, silicone blanket) and suppresses transfer of paste (dirt) remaining outside the printed pattern area to the blanket (eg, silicone blanket) it can.

そして、本発明では、特に炭素数1〜10のアミン類と炭素数1〜3のカルボン酸類とヒドロキシル基を有するアミン類とで保護コロイドを構成することにより、金属コロイド粒子としては安定である一方、このような保護コロイドは、非常に低温(例えば、150℃以下)でも金属コロイド粒子から分離可能であるため、このような低温でも焼結可能である。   In the present invention, the colloidal metal particles are particularly stable by forming a protective colloid with amines having 1 to 10 carbon atoms, carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms and amines having a hydroxyl group. Since such a protective colloid can be separated from the metal colloid particles even at a very low temperature (for example, 150 ° C. or less), it can be sintered at such a low temperature.

(A2−1)ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類
アミン類(A2−1)は、炭素数が1〜10であり、かつヒドロキシル基を有さないアミンである。アミン類(A2−1)には、モノアミン類、ポリアミン類などが含まれる。
(A2-1) C1-C10 amine which does not have a hydroxyl group An amine (A2-1) is a C1-C10 amine which does not have a hydroxyl group. The amines (A2-1) include monoamines and polyamines.

モノアミン類としては、例えば、第1級アミン類[例えば、モノアルキルアミン類(プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン(n−オクチルアミン、2−エチルへキシルアミンなど)、ノニルアミン、デシルアミンなどのC3-10アルキルアミン、好ましくはC4-10アルキルアミン、さらに好ましくはC6-9アルキルアミンなど)、シクロアルキルアミン類(例えば、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンなどのC4-10シクロアルキルアミン)、アリールアミン類(例えば、アニリン、トルイジン、アミノナフタレンなどのC6-10アリールアミン)、アラルキルアミン類(ベンジルアミンなど)など]、第2級アミン類[例えば、ジアルキルアミン類(ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミンなどのジC3-10アルキルアミンなど)、アルキルシクロアルキルアミン類(メチルシクロヘキシルアミンなど)、アルキルアリールアミン類(N−メチルアニリンなど)、環状第2級アミン類(例えば、ピペリジン、ヘキサメチレンイミンなどの5〜8員環状第2級アミンなど)など]、第3級アミン類[例えば、トリアルキルアミン類(トリプロピルアミンなどのC3-10トリアルキルアミンなど)、シクロアルキルジアルキルアミン類(シクロヘキシルジメチルアミンなど)、アリールジアルキルアミン類(N,N−ジメチルアニリンなど)、環状第3級アミン類(例えば、ピリジン、ピコリン、キノリンなどの5〜8員環状第3級アミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−1など)など]などが挙げられる。 Examples of monoamines include primary amines [eg, monoalkylamines (propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine (n-octylamine, 2-ethylhexylamine, etc.), nonylamine, C 3-10 alkyl amines such as decylamine, preferably C 4-10 alkyl amine, more preferably such C 6-9 alkyl amines), cycloalkyl amines (e.g., cyclopentylamine, such as cyclohexylamine C 4- 10 cycloalkylamine), arylamines (for example, C 6-10 arylamines such as aniline, toluidine, and aminonaphthalene), aralkylamines (such as benzylamine), etc.], secondary amines [eg, dialkylamines (Dipropylamine, dii Propylamine, and di-C 3-10 alkyl amine, such as dibutylamine), alkylcycloalkyl amines (such as methyl cyclohexylamine), alkylaryl amines (N- methylaniline, etc.), cyclic secondary amines (e.g., Piperidine, 5-8-membered cyclic secondary amines such as hexamethyleneimine), etc.], tertiary amines [eg, trialkylamines (eg, C 3-10 trialkylamines such as tripropylamine), cyclo Alkyldialkylamines (such as cyclohexyldimethylamine), aryldialkylamines (such as N, N-dimethylaniline), and cyclic tertiary amines (eg, 5- to 8-membered cyclic tertiary amines such as pyridine, picoline, quinoline) 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-1) ] And the like.

ポリアミン類としては、前記モノアミン類に対応するポリアミン類、例えば、鎖状ポリアミン類[例えば、アルカンジアミン類(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC2-10アルカンジアミン)などのジアミン類;ポリアルキレンポリアミン類(又はポリアルキレンイミン、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタアミンなどのポリC2-4アルキレンポリアミン)などの第1級ポリアミン類]、環状ポリアミン類[例えば、環状第2級ポリアミン(例えば、ピペラジン、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン、トリエチレンジアミンなど)、環状第3級ポリアミン(ピリミジンなど)など]などが挙げられる。 Examples of polyamines include polyamines corresponding to the monoamines such as chain polyamines [eg, alkane diamines (C 2-10 alkane diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine), etc. Diamines; primary polyamines such as polyalkylene polyamines (or polyalkylene imines such as poly C2-4 alkylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine)], cyclic polyamines [e.g. Cyclic secondary polyamines (for example, piperazine, 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane, triethylenediamine, etc.), cyclic tertiary polyamines (pyrimidine, etc.) and the like.

これらのアミン類は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。   These amines may be used alone or in combination of two or more.

これらのアミン類のうち、例えば、モノアルキルアミン類[例えば、オクチルアミンなどの炭素数4以上(例えば、炭素数4〜10)のモノアルキルアミン類(特に、モノC6-9アルキルアミン)など]が好ましい。 Among these amines, for example, monoalkylamines [for example, monoalkylamines having 4 or more carbon atoms (for example, 4 to 10 carbon atoms) such as octylamine (especially mono C 6-9 alkylamines), etc. ] Is preferable.

炭素数1〜10のアミン類(A2−1)は、常温(又は室温、例えば、25℃)で、液状又は固体状であってもよく、特に液状であってもよい。液状のアミン類の沸点は、例えば、45〜350℃(例えば、50〜320℃)、好ましくは60〜300℃(例えば、80〜280℃)、さらに好ましくは100〜250℃(例えば、120〜230℃)程度であってもよい。また、アミン類(A2−1)は、後述の焼成温度(例えば、100〜350℃、好ましくは120〜300℃程度)において、分解又は蒸発する化合物であってもよい。   The amine having 1 to 10 carbon atoms (A2-1) may be liquid or solid at room temperature (or room temperature, for example, 25 ° C.), and particularly liquid. The boiling point of liquid amines is 45-350 degreeC (for example, 50-320 degreeC), for example, Preferably it is 60-300 degreeC (for example, 80-280 degreeC), More preferably, it is 100-250 degreeC (for example, 120- About 230 ° C.). Further, the amines (A2-1) may be a compound that decomposes or evaporates at a firing temperature described later (for example, about 100 to 350 ° C., preferably about 120 to 300 ° C.).

(A2−2)炭素数1〜3のカルボン酸類
炭素数1〜3のカルボン酸類(A2−2)は、少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物であればよく、カルボン酸類(A2−2)のカルボキシル基の数は、例えば、1〜2程度であってもよい。
(A2-2) Carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms The carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms (A2-2) may be any compound having at least one carboxyl group, and carboxyls of carboxylic acids (A2-2). The number of groups may be, for example, about 1-2.

なお、カルボン酸類(A2−2)において、一部のカルボキシル基は、塩(金属塩など)を形成していてもよいが、本発明では、通常、カルボキシル基(すべてのカルボキシル基)が、塩を形成していないカルボン酸を使用する場合が多い。   In the carboxylic acids (A2-2), some of the carboxyl groups may form a salt (such as a metal salt), but in the present invention, the carboxyl groups (all the carboxyl groups) are usually a salt. In many cases, a carboxylic acid that does not form a carboxylic acid is used.

また、カルボン酸類(A2−2)は、カルボキシル基を有している限り、カルボキシル基以外の官能基(又は金属化合物又は金属ナノ粒子に対する配位性基)、例えば、ハロゲン原子、ヘテロ原子を有する基{例えば、酸素原子を有する基[ヒドロキシル基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのC1-6アルコキシ基)、ホルミル基、カルボニル基、エステル基など]、硫黄原子を有する基[例えば、チオ基、チオール基、チオカルボニル基、アルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基などのC1-4アルキルチオ基など)、スルホ基、スルファモイル基、スルフィニル基(−SO2−)など]など}などが挙げられる。カルボン酸類(A2−2)は、これらの官能基を単独で又は2種以上組み合わせて有していてもよい。 Moreover, as long as it has a carboxyl group, carboxylic acid (A2-2) has functional groups other than a carboxyl group (or a coordination group with respect to a metal compound or a metal nanoparticle), for example, a halogen atom and a hetero atom. Group {for example, a group having an oxygen atom [hydroxyl group, alkoxy group (for example, C 1-6 alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group), formyl group, carbonyl group, ester group, etc.], A group having a sulfur atom [for example, thio group, thiol group, thiocarbonyl group, alkylthio group (C 1-4 alkylthio group such as methylthio group, ethylthio group, etc.), sulfo group, sulfamoyl group, sulfinyl group (—SO 2 — ) Etc.] etc.}. Carboxylic acids (A2-2) may have these functional groups alone or in combination of two or more.

代表的なカルボン酸類(A2−2)には、例えば、C1-3モノカルボン酸[例えば、C1-3脂肪族モノカルボン酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸など)など]、C2-3ポリカルボン酸(シュウ酸、プロパン二酸など)、C2-3ヒドロキシカルボン酸(又はオキシカルボン酸、グリコール酸、乳酸など)などが挙げられる。なお、これらのカルボン酸は、無水物、水和物などであってもよい。 Representative carboxylic acids (A2-2) include, for example, C 1-3 monocarboxylic acid [eg, C 1-3 aliphatic monocarboxylic acid (eg, formic acid, acetic acid, propionic acid, acrylic acid, etc.)] C 2-3 polycarboxylic acid (oxalic acid, propanedioic acid, etc.), C 2-3 hydroxycarboxylic acid (or oxycarboxylic acid, glycolic acid, lactic acid, etc.) and the like. These carboxylic acids may be anhydrides, hydrates, and the like.

カルボン酸類(A2−2)は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。   Carboxylic acids (A2-2) may be used alone or in combination of two or more.

これらのカルボン酸類(A2−2)のうち、酢酸、プロピオン酸などのC1-3飽和脂肪族モノカルボン酸が好ましく、特にプロピオン酸が好ましい。 Of these carboxylic acids (A2-2), C 1-3 saturated aliphatic monocarboxylic acids such as acetic acid and propionic acid are preferable, and propionic acid is particularly preferable.

なお、カルボン酸類(A2−2)のpKa値は、例えば、1以上(例えば、1〜10程度)、好ましくは2以上(例えば、2〜8程度)であってもよい。   The pKa value of the carboxylic acids (A2-2) may be, for example, 1 or more (for example, about 1 to 10), preferably 2 or more (for example, about 2 to 8).

(A2−3)ヒドロキシル基を有するアミン類
ヒドロキシル基を有するアミン類としては、通常、アルカノールアミン類が使用される。アルカノールアミン類としては、例えば、モノアルカノールアミン[例えば、モノエタノールアミン(2−アミノエチルアルコール)、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオールなどのモノC2-6アルカノールアミンなど]、ジアルカノールアミン(例えば、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンなどのジC2-6アルカノールアミンなど)、トリアルカノールアミン(例えば、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのトリC2-6アルカノールアミンなど)、アルキルアルカノールアミン類(N−メチルエタノールアミンなどのN−C1-3アルキルモノC2-6アルカノールアミン、N−メチルジエタノールアミンなどのN−C1-3アルキルジC2-6アルカノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミンなどのジC1-3アルキルモノ又はジC2-6アルカノールアミンなど)、又はこれらのエチレンオキサイド付加体などが挙げられる。これらのアルカノールアミンは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(A2-3) Amines having a hydroxyl group As the amines having a hydroxyl group, alkanolamines are usually used. Examples of the alkanolamines include monoalkanolamines [for example, monoethanolamine (2-aminoethyl alcohol), monopropanolamine, monoisopropanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2. - such as mono C 2-6 alkanolamines such as methyl-1,3-propanediol, dialkanolamine (e.g., diethanolamine, di-propanolamine, and di C 2-6 alkanolamines such as diisopropanolamine), trialkanolamines Amines (for example, tri-C 2-6 alkanolamines such as triethanolamine, tripropanolamine, triisopropanolamine), alkyl alkanolamines (N—C 1-3 alkylmono such as N-methylethanolamine) C 2-6 alkanolamines, N-N-C 1-3 alkyl di C 2-6 alkanolamines such as methyldiethanolamine, N, N-dimethyl-ethanol-di C 1-3 alkyl mono- or di-C 2-6 alkanol such as amines Amine), or these ethylene oxide adducts. These alkanolamines can be used alone or in combination of two or more.

これらのアミン類のうち、C2-6アルカノールアミン(例えば、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミンなどのモノC2-6アルカノールアミン、ジエタノールアミンなどのジC2-3アルカノールアミン、トリエタノールアミンなど)が好ましく、モノエタノールアミンなどのモノC2-3アルカノールアミンが特に好ましい。 Among these amines, C 2-6 alkanolamines (for example, mono-C 2-6 alkanolamines such as monoethanolamine and monopropanolamine, di- C2-3 alkanolamines such as diethanolamine, and triethanolamine) are included. Mono C2-3 alkanolamines such as monoethanolamine are particularly preferred.

前記金属コロイド粒子において、保護コロイド(A2)[アミン類(A2−1)、カルボン酸類(A2−2)及びアミン類(A2−3)の総量]の割合は、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して、例えば、0.1〜100質量部(例えば、0.5〜80質量部)、好ましくは1〜60質量部(例えば、1.5〜50質量部)、さらに好ましくは3〜50質量部(例えば、5〜40質量部)程度であってもよい。   In the metal colloid particles, the ratio of protective colloid (A2) [total amount of amines (A2-1), carboxylic acids (A2-2) and amines (A2-3)] is 100 masses of metal nanoparticles (A1). Part to 100 parts by weight (for example, 0.5 to 80 parts by weight), preferably 1 to 60 parts by weight (for example, 1.5 to 50 parts by weight), more preferably 3 to 100 parts by weight. About 50 mass parts (for example, 5-40 mass parts) may be sufficient.

なお、金属コロイド粒子において、アミン類(A2−1)の割合は、例えば、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して、例えば、0.01〜70質量部(例えば、0.1〜50質量部)、好ましくは0.5〜40質量部(例えば、1〜30質量部)、さらに好ましくは1.5〜20質量部(例えば、2〜15質量部)程度であってもよい。   In the metal colloid particles, the ratio of the amines (A2-1) is, for example, 0.01 to 70 parts by mass (for example, 0.1 to 50 parts) with respect to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (A1). Part by mass), preferably 0.5 to 40 parts by mass (for example, 1 to 30 parts by mass), more preferably about 1.5 to 20 parts by mass (for example, 2 to 15 parts by mass).

カルボン酸類(A2−2)の割合は、例えば、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して、例えば、0.01〜50質量部(例えば、0.05〜30質量部)、好ましくは0.1〜30質量部(例えば、0.5〜20質量部)、さらに好ましくは1〜15質量部(例えば、2〜10質量部)程度であってもよい。   The ratio of carboxylic acid (A2-2) is 0.01-50 mass parts (for example, 0.05-30 mass parts) with respect to 100 mass parts of metal nanoparticles (A1), for example, Preferably it is 0. 0.1-30 mass parts (for example, 0.5-20 mass parts), More preferably, about 1-15 mass parts (for example, 2-10 mass parts) may be sufficient.

アミン類(A2−3)の割合は、例えば、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して、例えば、0.01〜40質量部(例えば、0.05〜30質量部)、好ましくは0.1〜25質量部(例えば、0.3〜20質量部)、さらに好ましくは0.5〜10質量部(例えば、1〜5質量部)程度であってもよい。また、アミン類(A2−3)の割合は、アミン類(A2−1)及びカルボン酸類(A2−2)の合計100質量部に対して、例えば、1〜35質量部、好ましくは3〜30質量部、さらに好ましくは5〜25質量部(特に8〜20質量部)程度であってもよい。さらに、凹版の転写性の点から、アミン類(A2−1)に対する割合(質量比)も重要であり、例えば、アミン類(A2−1)/アミン類(A2−3)=99/1〜50/50、好ましくは95/5〜60/40、さらに好ましくは90/10〜70/30程度である。   The ratio of the amines (A2-3) is, for example, 0.01 to 40 parts by mass (for example, 0.05 to 30 parts by mass), preferably 0 with respect to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (A1). It may be about 1 to 25 parts by mass (for example, 0.3 to 20 parts by mass), more preferably about 0.5 to 10 parts by mass (for example, 1 to 5 parts by mass). Moreover, the ratio of amines (A2-3) is 1-35 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of amines (A2-1) and carboxylic acids (A2-2), Preferably it is 3-30. It may be about 5 to 25 parts by mass (particularly 8 to 20 parts by mass). Furthermore, the ratio (mass ratio) to the amines (A2-1) is also important from the point of transferability of the intaglio, for example, amines (A2-1) / amines (A2-3) = 99/1 50/50, preferably 95/5 to 60/40, more preferably about 90/10 to 70/30.

なお、アミン類(A2−3)の割合に関しては、金属コロイド粒子(A)を含む粒子全体の割合として前記範囲であればよい。すなわち、アミン類(A2−3)の割合は、全金属コロイド粒子の保護コロイドにおける平均として前記範囲にあればよく、個々の金属ナノ粒子は前記範囲を外れる割合であってもよい。具体的には、保護コロイド中にアミン類(A2−3)を含有する粒子と、保護コロイド中にアミン類(A2−3)を含有しない粒子との混合物において、全粒子の保護コロイド中における割合が前記範囲にあればよい。   In addition, about the ratio of amines (A2-3), what is necessary is just the said range as a ratio of the whole particle | grains containing a metal colloid particle (A). That is, the ratio of amines (A2-3) may be within the above range as an average of the protective colloid of all metal colloid particles, and the individual metal nanoparticles may be out of the above range. Specifically, in the mixture of particles containing amines (A2-3) in the protective colloid and particles not containing amines (A2-3) in the protective colloid, the proportion of all particles in the protective colloid Should just be in the said range.

金属コロイド粒子において、アミン類[アミン類(A2−1)及びアミン類(A2−3)の合計]とカルボン酸類(A2−2)との割合は、前者/後者(質量比)=99/1〜1/99、好ましくは95/5〜10/90、さらに好ましくは90/10〜30/70(特に85/15〜50/50)程度であってもよい。   In the metal colloidal particles, the ratio of amines [total of amines (A2-1) and amines (A2-3)] to carboxylic acids (A2-2) is the former / the latter (mass ratio) = 99/1. It may be about 1/99, preferably 95/5 to 10/90, more preferably about 90/10 to 30/70 (especially 85/15 to 50/50).

なお、本発明の金属コロイド粒子は、保護コロイドとして少なくとも前記保護コロイド(A2)を含んでいればよく、他の保護コロイドを含んでいてもよい。他の保護コロイドは、無機化合物であってもよいが、通常、有機化合物である。   In addition, the metal colloid particle of this invention should just contain the said protective colloid (A2) at least as a protective colloid, and may contain the other protective colloid. Other protective colloids may be inorganic compounds, but are usually organic compounds.

有機化合物としては、前記保護コロイド(A2)で例示されたアミン類を含むアミン類、前記保護コロイド(A2)で例示されたカルボン酸類を含むカルボン酸類、酸素原子含有有機化合物{例えば、ケトン類[例えば、アルカノン類、シクロアルカノン類、ジケトン類(アセチルアセトンなどのβ−ジケトン類)など]、アルデヒド類(カプリルアルデヒド、ラウリルアルデヒド、パルミトアルデヒド、ステアリルアルデヒドなどのC6-20脂肪族アルデヒド)など}、硫黄原子含有有機化合物[例えば、スルホキシド類、スルホン酸類(例えば、アルカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などのアレーンスルホン酸など)など]などが挙げられる。これらの他の保護コロイドは、単独であってもよく、前記保護コロイド(A2)と異なる組み合わせであれば、二種以上組み合わせてもよい。 Examples of the organic compound include amines including amines exemplified in the protective colloid (A2), carboxylic acids including carboxylic acids exemplified in the protective colloid (A2), and organic compounds containing oxygen atoms {for example, ketones [ For example, alkanones, cycloalkanones, diketones (β-diketones such as acetylacetone)], aldehydes (C 6-20 aliphatic aldehydes such as caprylaldehyde, laurylaldehyde, palmitoaldehyde, stearylaldehyde), etc. }, Organic compounds containing sulfur atoms [for example, sulfoxides, sulfonic acids (eg, arene sulfonic acids such as alkane sulfonic acid, benzene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, etc.)] and the like. These other protective colloids may be used alone or in combination of two or more as long as they are different from the protective colloid (A2).

これらの有機化合物のうち、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類と炭素数1〜3のカルボン酸類との組み合わせが好ましい。金属ナノ粒子に対する保護コロイドの割合、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類と炭素数1〜3のカルボン酸類との比は、前記保護コロイド(A2)と同様である。   Among these organic compounds, a combination of an amine having 1 to 10 carbon atoms having no hydroxyl group and a carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms is preferable. The ratio of the protective colloid to the metal nanoparticles and the ratio of the amine having 1 to 10 carbon atoms having no hydroxyl group and the carboxylic acid having 1 to 3 carbon atoms are the same as those in the protective colloid (A2).

他の保護コロイドの割合は、前記保護コロイド(A2)100質量部に対して、例えば、1〜1000質量部、好ましくは10〜500質量部、さらに好ましくは30〜300質量部(特に50〜250質量部)程度であってもよい。   The proportion of the other protective colloid is, for example, 1 to 1000 parts by weight, preferably 10 to 500 parts by weight, more preferably 30 to 300 parts by weight (particularly 50 to 250 parts) with respect to 100 parts by weight of the protective colloid (A2). Part by mass).

(B)分散媒
分散媒としては、前記金属コロイド粒子(又は金属ナノ粒子)との組み合わせにより、ペーストにおいて十分な粘度を生じさせる溶媒であれば特に限定されず、汎用の溶媒が使用できる。分散媒(分散溶媒)としては、例えば、アルコール類{例えば、脂肪族アルコール類(例えば、ヘプタノール、オクタノール(1−オクタノール、2−オクタノールなど)、デカノール(1−デカノールなど)、ラウリルアルコール、テトラデシルアルコール、セチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、オクタデシルアルコール、ヘキサデセノール、オレイルアルコールなどの飽和又は不飽和C6-30脂肪族アルコール、好ましくは飽和又は不飽和C8-24脂肪族アルコールなど)、脂環族アルコール類[例えば、シクロヘキサノールなどのシクロアルカノール類;テルピネオール、ジヒドロテルピネオールなどのテルペンアルコール類(例えば、モノテルペンアルコールなど)など]、芳香脂肪族アルコール(例えば、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールなど)、多価アルコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどの(ポリ)C2-4アルキレングリコールなどのグリコール類;グリセリンなどの3以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールなど)など}、グリコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテルなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル;2−フェノキシエタノールなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアリールエーテルなど)、グリコールエステル類(例えば、酢酸カルビトールなどの(ポリ)アルキレングリコールアセテートなど)、グリコールエーテルエステル類(例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート)、炭化水素類[例えば、脂肪族炭化水素類(例えば、テトラデカン、オクタデカン、ヘプタメチルノナン、テトラメチルペンタデカンなどの飽和又は不飽和脂肪族炭化水素類)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレンなど)など]、エステル類(例えば、酢酸ベンジル、酢酸イソボルネオール、安息香酸メチル、安息香酸エチルなど)などの極性溶媒(極性基を有する溶媒)が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
(B) Dispersion medium The dispersion medium is not particularly limited as long as it is a solvent that generates sufficient viscosity in the paste by combining with the metal colloid particles (or metal nanoparticles), and a general-purpose solvent can be used. Examples of the dispersion medium (dispersion solvent) include alcohols {for example, aliphatic alcohols (for example, heptanol, octanol (1-octanol, 2-octanol, etc.), decanol (1-decanol, etc.), lauryl alcohol, tetradecyl. Saturated or unsaturated C 6-30 aliphatic alcohols such as alcohol, cetyl alcohol, 2-ethyl-1-hexanol, octadecyl alcohol, hexadecenol, oleyl alcohol, preferably saturated or unsaturated C 8-24 aliphatic alcohols), Alicyclic alcohols [eg, cycloalkanols such as cyclohexanol; terpene alcohols such as terpineol and dihydroterpineol (eg, monoterpene alcohol)], araliphatic alcohols (eg, benzyl alcohol) , Phenethyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol and other (poly) C 2-4 alkylene glycols and other glycols; glycerin and the like having three or more hydroxyl groups Polyhydric alcohol, etc.}, glycol ethers (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene Glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripro (Poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as pyrene glycol butyl ether; (poly) alkylene glycol monoaryl ethers such as 2-phenoxyethanol), glycol esters (eg, (poly) alkylene glycol acetates such as carbitol acetate), Glycol ether esters (for example, (poly) alkylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate), carbonization Hydrogens [eg, aliphatic hydrocarbons (eg, Saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons such as tradecane, octadecane, heptamethylnonane, tetramethylpentadecane), aromatic hydrocarbons (eg, toluene, xylene, etc.)], esters (eg, benzyl acetate, isoacetate) And polar solvents (solvents having a polar group) such as borneol, methyl benzoate, ethyl benzoate and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

代表的な分散媒には、脂肪族アルコール(例えば、2−エチル−1−ヘキサノール、オクタノール、デカノールなどの飽和又は不飽和C6-30脂肪族アルコール、好ましくは飽和又は不飽和C6-20脂肪族アルコールなど)、脂環族アルコール類[例えば、テルピネオール、ジヒドロテルピネオールなどのテルペンアルコール類(例えば、モノテルペンアルコールなど)など]などの極性溶媒などが挙げられる。 Typical dispersion media include aliphatic alcohols (eg, saturated or unsaturated C 6-30 aliphatic alcohols such as 2-ethyl-1-hexanol, octanol, decanol, preferably saturated or unsaturated C 6-20 fats). And polar solvents such as alicyclic alcohols [for example, terpene alcohols such as terpineol and dihydroterpineol (for example, monoterpene alcohol)].

また、分散媒の沸点(混合溶媒である場合、各溶媒の沸点)は、金属ナノ粒子ペーストの用途に応じて異なるが、100℃以上(例えば、100〜300℃程度)であるのが好ましく、例えば、100〜400℃(例えば、120〜380℃)、好ましくは130〜370℃(例えば、150〜350℃)、さらに好ましくは170〜320℃(例えば、180〜300℃)程度であってもよく、通常180〜270℃(例えば、185〜250℃)程度であってもよい。   The boiling point of the dispersion medium (in the case of a mixed solvent, the boiling point of each solvent) varies depending on the use of the metal nanoparticle paste, but is preferably 100 ° C. or higher (eg, about 100 to 300 ° C.), For example, even if it is about 100-400 degreeC (for example, 120-380 degreeC), Preferably it is about 130-370 degreeC (for example, 150-350 degreeC), More preferably, it is about 170-320 degreeC (for example, 180-300 degreeC). It may be about 180 to 270 ° C. (for example, 185 to 250 ° C.).

金属ナノ粒子ペーストにおいて、分散媒の割合は、例えば、金属コロイド粒子100質量部に対して、例えば、0.1〜100質量部、好ましくは1〜80質量部、さらに好ましくは2〜50質量部、特に3〜30質量部(例えば、5〜20質量部)程度であってもよい。   In the metal nanoparticle paste, the ratio of the dispersion medium is, for example, 0.1 to 100 parts by weight, preferably 1 to 80 parts by weight, more preferably 2 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal colloid particles. In particular, it may be about 3 to 30 parts by mass (for example, 5 to 20 parts by mass).

金属ナノ粒子ペーストには、用途に応じて、慣用の添加剤、例えば、バインダー樹脂(ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの親水性高分子など)、色相改良剤、光沢付与剤、金属腐食防止剤、安定剤、界面活性剤又は分散剤(アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤など)、流動性向上剤(エチレンジアミンなどのアミン類及び/又は2−エチルヘキサン酸などのカルボン酸類など)、分散安定化剤、増粘剤又は粘度調整剤、保湿剤、チクソトロピー性賦与剤、消泡剤、殺菌剤、充填剤などが含まれていてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。金属ナノ粒子ペーストは、導電性や低温焼結の点で、これらの添加剤を含んでいないのが好ましく、特に、バインダー樹脂(有機質バインダー)を実質的に含んでいないのが好ましい。   For metal nanoparticle pastes, conventional additives such as binder resins (hydrophilic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene glycol), hue improvers, gloss imparting agents, metal corrosion inhibitors, stable Agent, surfactant or dispersant (anionic surfactant, cationic surfactant, nonionic surfactant, amphoteric surfactant, etc.), fluidity improver (amines such as ethylenediamine and / or 2-ethyl) Carboxylic acids such as hexanoic acid), dispersion stabilizers, thickeners or viscosity modifiers, humectants, thixotropic agents, antifoaming agents, bactericides, fillers and the like may be included. These additives can be used alone or in combination of two or more. The metal nanoparticle paste preferably does not contain these additives from the viewpoint of conductivity and low-temperature sintering, and particularly preferably does not substantially contain a binder resin (organic binder).

金属ナノ粒子ペーストにおいて、金属ナノ粒子(A1)の割合は、例えば、40質量%以上(例えば、45〜95質量%程度)、好ましくは50質量%以上(例えば、55〜90質量%程度)、さらに好ましくは60質量%以上(例えば、65〜85質量%程度)であってもよく、特に70質量%以上(例えば、70〜90質量%程度)であってもよい。   In the metal nanoparticle paste, the ratio of the metal nanoparticles (A1) is, for example, 40% by mass or more (for example, about 45 to 95% by mass), preferably 50% by mass or more (for example, about 55 to 90% by mass), More preferably, it may be 60 mass% or more (for example, about 65 to 85 mass%), and particularly 70 mass% or more (for example, about 70 to 90 mass%).

また、金属ナノ粒子ペーストの粘度は、用途や適用する印刷法などに応じて異なるが、通常、25℃において、0.5Pa・s以上(例えば、1〜400Pa・s)、好ましくは3Pa・s以上(例えば、5〜300Pa・s)、さらに好ましくは10〜200Pa・s、特に15〜100Pa・s(例えば、20〜80Pa・s)程度であってもよく、通常10〜70Pa・s程度であってもよい。なお、この粘度は、汎用の粘度計(例えば、B型粘度計、E型粘度計)を用いて測定される値である。   Further, the viscosity of the metal nanoparticle paste varies depending on the application and the printing method to be applied, but is usually 0.5 Pa · s or more (for example, 1 to 400 Pa · s) at 25 ° C., preferably 3 Pa · s. Above (for example, 5 to 300 Pa · s), more preferably 10 to 200 Pa · s, especially about 15 to 100 Pa · s (for example, 20 to 80 Pa · s), usually about 10 to 70 Pa · s. There may be. This viscosity is a value measured using a general-purpose viscometer (for example, a B-type viscometer or an E-type viscometer).

[金属ナノ粒子ペーストの製造方法]
本発明の金属ナノ粒子ペーストは、前記構成の金属ナノ粒子ペーストを得ることができる限り特に限定されないが、通常、前記金属コロイド粒子(A)を、前記分散媒(B)に分散させることにより得ることができる。
[Production Method of Metal Nanoparticle Paste]
The metal nanoparticle paste of the present invention is not particularly limited as long as the metal nanoparticle paste having the above-described configuration can be obtained. Usually, the metal colloidal particles (A) are obtained by dispersing them in the dispersion medium (B). be able to.

前記金属コロイド粒子(A)(又はその分散液)は、慣用の方法、例えば、前記金属ナノ粒子(A1)に対応する金属化合物を、保護コロイド(A2)(及び必要に応じて前記他の保護コロイド)及び還元剤の存在下、溶媒中で還元することにより調製できる。   The metal colloid particles (A) (or dispersions thereof) can be prepared by a conventional method, for example, by applying a metal compound corresponding to the metal nanoparticles (A1) to the protective colloid (A2) (and the other protection if necessary). Colloid) and a reducing agent in the presence of a reducing agent.

前記金属ナノ粒子(A1)に対応する金属化合物は、例えば、金属酸化物、金属水酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物、金属酸塩[金属無機酸塩(硫酸塩、硝酸塩、過塩素酸塩などのオキソ酸塩など)、金属有機酸塩(酢酸塩など)など]などであってもよい。なお、金属塩の形態は、単塩、複塩又は錯塩のいずれであってもよく、多量体(例えば、2量体)などであってもよい。これらの金属化合物は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの金属化合物のうち、金属ハロゲン化物、金属酸塩[金属無機酸塩(硫酸塩、硝酸塩、過塩素酸塩などのオキソ酸塩など)、金属有機酸塩(酢酸塩など)など]などを使用する場合が多い。なお、これらの金属化合物は、溶媒に溶解又は分散させて(例えば、水溶液などの水系溶媒の溶液の形態で)用いてもよい。   Examples of the metal compound corresponding to the metal nanoparticle (A1) include metal oxide, metal hydroxide, metal sulfide, metal halide, metal acid salt [metal inorganic acid salt (sulfate, nitrate, perchloric acid). Oxo acid salts such as salts), metal organic acid salts (such as acetates), and the like]. In addition, the form of the metal salt may be any of a single salt, a double salt, or a complex salt, and may be a multimer (for example, a dimer). These metal compounds can be used alone or in combination of two or more. Among these metal compounds, metal halides, metal acid salts [metal inorganic acid salts (such as sulfates, nitrates, perchlorates, etc.), metal organic acid salts (such as acetates), etc.] Often used. These metal compounds may be used by dissolving or dispersing in a solvent (for example, in the form of a solution of an aqueous solvent such as an aqueous solution).

還元剤としては、慣用の成分、例えば、水素化ホウ素ナトリウム類(水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素ナトリウムなど)、水素化アルミニウムリチウム、次亜リン酸又はその塩(ナトリウム塩など)、ボラン類(ジボラン、ジメチルアミンボランなど)、ヒドラジン類(ヒドラジンなど)、ホルマリン、有機酸(クエン酸、酒石酸、アスコルビン酸など)などが例示できる。これらの還元剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the reducing agent include conventional components such as sodium borohydride (sodium borohydride, sodium cyanoborohydride, sodium triethylborohydride, etc.), lithium aluminum hydride, hypophosphorous acid or a salt thereof (sodium). Salt), boranes (diborane, dimethylamine borane, etc.), hydrazines (hydrazine, etc.), formalin, organic acids (citric acid, tartaric acid, ascorbic acid, etc.) and the like. These reducing agents can be used alone or in combination of two or more.

還元剤の使用量は、金属原子換算で前記金属化合物1当量(又は1モル)に対して、1〜30モル(例えば、1.2〜20モル)、好ましくは1.5〜15モル、さらに好ましくは2〜10モル程度であってもよく、通常1〜5モル程度であってもよい。   The amount of the reducing agent used is 1 to 30 mol (for example, 1.2 to 20 mol), preferably 1.5 to 15 mol, based on 1 equivalent (or 1 mol) of the metal compound in terms of metal atom. Preferably, it may be about 2 to 10 mol, and usually about 1 to 5 mol.

還元反応は、慣用の方法、例えば、温度10〜75℃(例えば、15〜50℃、好ましくは20〜35℃)程度で行うことができる。反応系の雰囲気は、空気、不活性ガス(窒素ガスなど)であってもよく、還元性ガス(水素ガスなど)を含む雰囲気であってもよい。また、反応は、通常、攪拌下で(又は攪拌しながら)行ってもよい。   The reduction reaction can be performed by a conventional method, for example, at a temperature of about 10 to 75 ° C. (for example, about 15 to 50 ° C., preferably about 20 to 35 ° C.). The atmosphere of the reaction system may be air, an inert gas (such as nitrogen gas), or an atmosphere containing a reducing gas (such as hydrogen gas). In addition, the reaction may be usually performed under stirring (or while stirring).

なお、反応溶媒としては、最終的な金属ナノ粒子ペーストを構成する前述の分散媒(B)であってもよく、金属ナノ粒子ペーストを構成する分散媒(B)とは異なる溶媒であってもよく、これらの混合溶媒であってもよい。反応溶媒としては、前記保護コロイドの種類などに応じて選択でき、例えば、保護コロイドが水溶性化合物である場合には、水などの極性溶媒で反応溶媒を構成することが多く、疎水性化合物である場合には疎水性溶媒で反応溶媒を構成することが多い。   The reaction solvent may be the aforementioned dispersion medium (B) constituting the final metal nanoparticle paste, or a solvent different from the dispersion medium (B) constituting the metal nanoparticle paste. It may be a mixed solvent of these. The reaction solvent can be selected according to the type of the protective colloid. For example, when the protective colloid is a water-soluble compound, the reaction solvent is often composed of a polar solvent such as water, and a hydrophobic compound. In some cases, the reaction solvent is often composed of a hydrophobic solvent.

反応溶媒は、前記分散媒の他、疎水性溶媒[例えば、炭化水素類(例えば、ヘキサン、ヘプタン、トリメチルペンタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカンなどの脂肪族炭化水素類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、トリクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類など)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチルなど)、ケトン類(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルなど)など]、極性溶媒[水、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのC1-4アルカノールなど)、脂肪族多価アルコール類(エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンなど)、ケトン類(アセトンなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、有機カルボン酸類(酢酸など)など]などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上組み合わせてもよい。反応溶媒は、通常、少なくとも疎水性溶媒(前記分散媒でない疎水性溶媒)で構成してもよい。 In addition to the dispersion medium, the reaction solvent is a hydrophobic solvent [for example, hydrocarbons (for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, trimethylpentane, octane, decane, dodecane, and tetradecane; alicyclic such as cyclohexane) Hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and trichloroethane), esters (such as methyl acetate and ethyl acetate), ketones (such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone), Ethers (diethyl ether, dipropyl ether, etc.)], polar solvents [water, alcohols (C 1-4 alkanols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, etc.), aliphatic polyhydric alcohols (ethylene glycol) , Polyethylene grease Coal, glycerin, etc.), ketones (acetone, etc.), ethers (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), organic carboxylic acids (acetic acid, etc.) and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The reaction solvent may usually be composed of at least a hydrophobic solvent (a hydrophobic solvent that is not the dispersion medium).

なお、反応溶媒中の前記金属化合物の濃度は、金属の質量換算で、例えば、5質量%以上(例えば、6〜50質量%)、好ましくは8質量%以上(例えば、9〜40質量%)、さらに好ましくは10質量%以上(例えば、12〜30質量%)、通常5〜30質量%程度の高濃度であってもよい。   In addition, the density | concentration of the said metal compound in a reaction solvent is 5 mass% or more (for example, 6-50 mass%) in conversion of the mass of a metal, for example, Preferably it is 8 mass% or more (for example, 9-40 mass%). More preferably, it may be a high concentration of 10% by mass or more (for example, 12 to 30% by mass), usually about 5 to 30% by mass.

なお、反応溶媒の種類などに応じて反応系のpHを調整してもよい。   The pH of the reaction system may be adjusted according to the type of reaction solvent.

pH調整は、慣用の方法、例えば、酸(塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸などの無機酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などの有機酸)、アルカリ[水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニアなどの無機塩基、アミン類(例えば、アルキルアミンなどの第三級アミン類などの有機塩基)などの塩基類]を用いて行うことができる。   The pH is adjusted by a conventional method, for example, an acid (an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid or perchloric acid, an organic acid such as formic acid, acetic acid, propionic acid or benzoic acid), an alkali [sodium hydroxide, Inorganic bases such as sodium hydrogen carbonate and ammonia, and bases such as amines (for example, organic bases such as tertiary amines such as alkyl amines) can be used.

上記のような反応(還元反応)により、反応溶媒に金属コロイド粒子(A)が分散した分散液の形態で金属コロイド粒子(A)を調製することができる。なお、還元反応の終了後、必要に応じて、反応混合液を慣用の方法(例えば、遠心分離;メンブレンフィルタによるろ過、限外ろ過などのろ過処理など)で精製してもよい。   By the reaction (reduction reaction) as described above, the metal colloid particles (A) can be prepared in the form of a dispersion in which the metal colloid particles (A) are dispersed in the reaction solvent. In addition, after completion | finish of a reductive reaction, you may refine | purify a reaction liquid mixture by a conventional method (For example, centrifugation; Filtration processing, such as filtration by a membrane filter, ultrafiltration, etc.).

そして、金属ナノ粒子ペーストは、前記反応溶媒として前記分散媒(B)を含む溶媒を用いた場合には、分散液から不要な溶媒成分を濃縮して調製することもできるが、通常、このような分散液から分離した前記金属コロイド粒子(A)を前記分散媒(B)に分散(再分散)させることにより調製できる。   The metal nanoparticle paste can be prepared by concentrating unnecessary solvent components from the dispersion when the solvent containing the dispersion medium (B) is used as the reaction solvent. It can be prepared by dispersing (redispersing) the metal colloidal particles (A) separated from the dispersion in the dispersion medium (B).

分散液からの金属コロイド粒子(A)の分離は、慣用の方法、例えば、分散液から反応溶媒を分離除去することにより行うことができる。反応溶媒の除去は、慣用の濃縮操作などを利用できる。なお、前記反応溶媒の除去は、反応溶媒と前記分散媒(B)との沸点差を利用して、分散媒(B)の存在下で行ってもよい(すなわち、反応溶媒の除去と分散媒(B)への分散を同一の系で行ってもよい)。例えば、前記分散液に前記分散媒(B)を混合した混合物から前記反応溶媒を除去してもよい。   Separation of the metal colloid particles (A) from the dispersion can be performed by a conventional method, for example, by separating and removing the reaction solvent from the dispersion. For removal of the reaction solvent, a conventional concentration operation or the like can be used. The removal of the reaction solvent may be performed in the presence of the dispersion medium (B) using the difference in boiling point between the reaction solvent and the dispersion medium (B) (that is, removal of the reaction solvent and the dispersion medium). (B) may be dispersed in the same system). For example, the reaction solvent may be removed from a mixture obtained by mixing the dispersion medium (B) with the dispersion.

分散媒(B)の使用量としては、所望の粘度となるように適宜調整でき、前記と同様の範囲から適宜選択してもよい。なお、分散媒に加えて他の溶媒を混合し、他の溶媒を除去することにより粘度調整を行ってもよい。   The amount of the dispersion medium (B) used can be appropriately adjusted so as to obtain a desired viscosity, and may be appropriately selected from the same range as described above. The viscosity may be adjusted by mixing other solvent in addition to the dispersion medium and removing the other solvent.

さらに、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、保護コロイドとしてヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)を含有しない第1のペーストと、保護コロイドとしてヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)を含有する第2のペーストとを含んでいてもよい。第1のペーストと第2のペーストとを混合して調製する方法は、例えば、要求される印刷性などに応じて、ヒドロキシル基を有するアミン類の濃度を調整する場合などに効果的である。   Furthermore, the metal nanoparticle paste of the present invention contains a first paste not containing amines (A2-3) having a hydroxyl group as a protective colloid and amines (A2-3) having a hydroxyl group as a protective colloid. The second paste may be included. The method of preparing by mixing the first paste and the second paste is effective, for example, when adjusting the concentration of amines having a hydroxyl group according to the required printability.

第1及び第2のペーストにおけるヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類及び炭素数1〜3のカルボン酸類の割合については、前記金属コロイド粒子(A)における範囲から選択できる。   About the ratio of the C1-C10 amines and C1-C3 carboxylic acids which do not have a hydroxyl group in the 1st and 2nd paste, it can select from the range in the said metal colloid particle (A).

第2のペーストにおけるヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)の割合は、例えば、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して、例えば、0.05〜50質量部、好ましくは0.1〜30質量部、さらに好ましくは0.5〜20質量部(例えば、1〜10質量部)程度であってもよい。さらに、ヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)の割合は、ヒドロキシル基を有する炭素数1〜10のアミン類(A2−1)及び炭素数1〜3のカルボン酸類(A2−2)の合計100質量部に対して、例えば、5〜100質量部、好ましくは10〜80質量部、さらに好ましくは30〜70質量部(特に35〜50質量部)程度であってもよい。   The ratio of the amine (A2-3) having a hydroxyl group in the second paste is, for example, 0.05 to 50 parts by mass, preferably 0.1 to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (A1). -30 mass parts, More preferably, about 0.5-20 mass parts (for example, 1-10 mass parts) may be sufficient. Furthermore, the ratio of amines having a hydroxyl group (A2-3) is the sum of amines having 1 to 10 carbon atoms (A2-1) having a hydroxyl group and carboxylic acids having 1 to 3 carbon atoms (A2-2). For example, 5-100 mass parts with respect to 100 mass parts, Preferably it is 10-80 mass parts, More preferably, about 30-70 mass parts (especially 35-50 mass parts) may be sufficient.

両ペーストの割合(質量比)は、全金属コロイド粒子中におけるヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)の割合が前記範囲になるように、例えば、固形分換算で、第1のペースト/第2のペースト=1/99〜99/1程度の範囲から選択でき、例えば、10/90〜90/10、好ましくは20/80〜80/20、さらに好ましくは30/70〜70/30程度である。   The ratio (mass ratio) of both pastes is such that the ratio of amines having hydroxyl groups (A2-3) in all metal colloidal particles is within the above range, for example, in terms of solid content, 2 paste = can be selected from the range of about 1/99 to 99/1, for example, 10/90 to 90/10, preferably 20/80 to 80/20, more preferably about 30/70 to 70/30. is there.

[金属ナノ粒子ペーストの用途]
本発明の金属ナノ粒子ペーストは、種々の用途に使用できる。例えば、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、金属膜(特に導電性膜)を形成するためのペーストとして有用である。特に、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、高濃度で金属ナノ粒子を含んでおり、比較的低温で焼結可能であるため、金属膜(連続膜、焼結膜)の中でも、所定のパターン(回路パターンなど、特に導電性パターンなど)を形成するためのペーストとして好適である。以下、前記金属ナノ粒子ペーストを用いて、パターンを形成する方法について詳述する。
[Use of metal nanoparticle paste]
The metal nanoparticle paste of the present invention can be used for various applications. For example, the metal nanoparticle paste of the present invention is useful as a paste for forming a metal film (particularly a conductive film). In particular, since the metal nanoparticle paste of the present invention contains metal nanoparticles at a high concentration and can be sintered at a relatively low temperature, a predetermined pattern (circuit) among metal films (continuous film, sintered film). It is suitable as a paste for forming a pattern, particularly a conductive pattern. Hereinafter, a method for forming a pattern using the metal nanoparticle paste will be described in detail.

このような方法では、通常、基材に、前記金属ナノ粒子ペースト(又は金属ナノ粒子ペーストの塗布)により、パターン(塗布層)を形成(描画)し、形成されたパターン(描画パターン)を焼成処理することにより焼結パターン(焼結膜、金属膜、焼結体層、導体層)を形成できる。   In such a method, a pattern (coating layer) is usually formed (drawn) on the substrate by the metal nanoparticle paste (or coating of the metal nanoparticle paste), and the formed pattern (drawing pattern) is baked. By processing, a sintered pattern (sintered film, metal film, sintered body layer, conductor layer) can be formed.

基材(又は基板)としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択できる。基材を構成する材質は、無機材料であってもよく、有機材料であってもよい。無機材料としては、例えば、ガラス類(ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、クラウンガラス、バリウム含有ガラス、ストロンチウム含有ガラス、ホウ素含有ガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス、結晶化透明ガラス、シリカガラス、石英ガラス、耐熱ガラスなど)、金属酸化物(アルミナ、サファイア、ジルコニア、チタニア、酸化イットリウムなど)などが挙げられる。有機材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂[ポリアルキレンアリレート系樹脂(ポリエチレンテレタフタレートなど)、ポリアリレート系樹脂や液晶ポリマーを含む]、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース誘導体、フッ素樹脂などが挙げられる。これらの材料は、焼成工程を経るため、耐熱性の高い材料、例えば、無機材料、エンジニアリングプラスチック(例えば、芳香族ポリエステル系樹脂(ポリアリレート系樹脂を含む)、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂など)、液晶ポリマー、フッ素樹脂などが好ましい。特に、本発明では、低温焼結可能であるため、樹脂を材質とする基材であってもパターン形成可能である。なお、基材は、表面処理されていてもよい。   It does not specifically limit as a base material (or board | substrate), According to a use, it can select suitably. The material constituting the substrate may be an inorganic material or an organic material. Examples of inorganic materials include glasses (soda glass, borosilicate glass, crown glass, barium-containing glass, strontium-containing glass, boron-containing glass, low alkali glass, alkali-free glass, crystallized transparent glass, silica glass, and quartz glass. And heat-resistant glass), metal oxides (alumina, sapphire, zirconia, titania, yttrium oxide, etc.). Examples of the organic material include polymethyl methacrylate resin, styrene resin, vinyl chloride resin, polyester resin [including polyalkylene arylate resin (polyethylene terephthalate, etc.), polyarylate resin and liquid crystal polymer], Examples include polyamide resins, polycarbonate resins, polysulfone resins, polyethersulfone resins, polyimide resins, cellulose derivatives, and fluororesins. Since these materials undergo a baking process, they are highly heat-resistant materials, such as inorganic materials, engineering plastics (for example, aromatic polyester resins (including polyarylate resins), polyimide resins, polysulfone resins, etc.) A liquid crystal polymer, a fluororesin and the like are preferable. In particular, in the present invention, since it can be sintered at low temperature, a pattern can be formed even on a base material made of resin. In addition, the base material may be surface-treated.

基材(又は基板)の厚みは、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、0.001〜10mm、好ましくは0.01〜5mm、さらに好ましくは0.05〜3mm(特に0.1〜1mm)程度であってもよい。   What is necessary is just to select the thickness of a base material (or board | substrate) suitably according to a use, for example, 0.001-10 mm, Preferably it is 0.01-5 mm, More preferably, it is 0.05-3 mm (especially 0.1-3 mm). 1 mm) or so.

パターン(塗布層)を描画するための描画法(又は印刷法)としては、パターン形成可能な印刷法であれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法(例えば、グラビア印刷法など)、オフセット印刷法、凹版オフセット印刷法、フレキソ印刷法などが挙げられる。本発明では、分散媒によって金属ナノ粒子濃度を容易に制御でき、適度な流動性を確保できるとともに、粘性又は曳糸性などの特性に優れるため、ドクターブレードによる掻き取り性やシリコーンブランケットによる転写性を要求される凹版オフセット印刷法に特に有用である。   The drawing method (or printing method) for drawing the pattern (coating layer) is not particularly limited as long as it is a pattern forming printing method. For example, a screen printing method, an ink jet printing method, an intaglio printing method (for example, Gravure printing method), offset printing method, intaglio offset printing method, flexographic printing method and the like. In the present invention, the concentration of the metal nanoparticles can be easily controlled by the dispersion medium, and appropriate fluidity can be secured, and the properties such as viscosity or spinnability are excellent, so that scraping by a doctor blade and transfer by a silicone blanket are possible. This is particularly useful for the intaglio offset printing method that requires the above.

塗布層(又は焼結パターン)の平均厚みは、例えば、0.5〜20μm、好ましくは0.6〜15μm、さらに好ましくは0.8〜10μm(特に1〜5μm)程度であってもよい。本発明では、高濃度で金属ナノ粒子を含むペーストを用いるので、このようなミクロンオーダーの厚膜も効率よく形成できる。   The average thickness of the coating layer (or sintered pattern) may be, for example, about 0.5 to 20 μm, preferably 0.6 to 15 μm, and more preferably about 0.8 to 10 μm (particularly 1 to 5 μm). In the present invention, since a paste containing metal nanoparticles at a high concentration is used, such a thick film on the order of microns can be formed efficiently.

また、塗布層(又は焼結パターン)の線幅(最小線幅)は、例えば、1〜50μm、好ましくは3〜40μm、さらに好ましくは5〜30μm程度であってもパターン形成できる。特に、本発明では、最小線幅30μm以下(例えば、1〜30μm、好ましくは2〜25μm)、好ましくは最小線幅25μm以下(例えば、1〜23μm、好ましくは2〜20μm)程度の微細な焼結パターンであっても、効率よく形成できる。なお、塗布層(又は焼結パターン)の最小線幅と平均厚みとの比は、前者/後者=1/20〜1/2、好ましくは1/18〜1/3、さらに好ましくは1/15〜1/5程度であってもよい。   The line width (minimum line width) of the coating layer (or sintered pattern) is, for example, 1 to 50 μm, preferably 3 to 40 μm, and more preferably about 5 to 30 μm. In particular, in the present invention, fine firing with a minimum line width of 30 μm or less (for example, 1 to 30 μm, preferably 2 to 25 μm), preferably a minimum line width of about 25 μm or less (for example, 1 to 23 μm, preferably 2 to 20 μm). Even a bonded pattern can be formed efficiently. The ratio between the minimum line width and the average thickness of the coating layer (or sintered pattern) is the former / the latter = 1/20 to 1/2, preferably 1/18 to 1/3, and more preferably 1/15. It may be about 1 /.

焼成処理は、通常、パターンを所定の焼成温度で加熱(又は焼成又は加熱処理)することにより行うことができる。焼成温度としては、金属ナノ粒子が融着して連続膜を形成できる限り特に限定されず、適宜選択できる。特に、本発明の金属ナノ粒子ペーストは、比較的低温であっても焼結するため、焼成温度は、350℃以下(例えば、50〜350℃程度)、好ましくは70〜320℃、さらに好ましくは80〜300℃(例えば、100〜280℃)程度であってもよく、通常100〜350℃程度であってもよい。特に、本発明では、150℃以下[例えば、40〜150℃、好ましくは45〜145℃(例えば、50〜140℃)、さらに好ましくは55〜135℃、特に60〜130℃程度]という低温でも焼結可能である。そのため、樹脂基板などに対しても金属膜やパターンを形成でき、適用範囲が広い。   The baking treatment can usually be performed by heating the pattern at a predetermined baking temperature (or baking or heat treatment). The firing temperature is not particularly limited as long as the metal nanoparticles can be fused to form a continuous film, and can be appropriately selected. In particular, since the metal nanoparticle paste of the present invention sinters even at a relatively low temperature, the firing temperature is 350 ° C. or less (eg, about 50 to 350 ° C.), preferably 70 to 320 ° C., more preferably About 80-300 degreeC (for example, 100-280 degreeC) may be sufficient, and about 100-350 degreeC may be sufficient normally. In particular, in the present invention, even at a low temperature of 150 ° C. or less [eg, 40 to 150 ° C., preferably 45 to 145 ° C. (eg 50 to 140 ° C.), more preferably 55 to 135 ° C., particularly about 60 to 130 ° C.]. Sinterable. Therefore, a metal film or pattern can be formed on a resin substrate or the like, and the application range is wide.

また、焼成処理時間(加熱時間)は、焼成温度などに応じて、例えば、10分〜6時間、好ましくは15分〜5時間、さらに好ましくは20分〜3時間程度であってもよい。   The firing time (heating time) may be, for example, 10 minutes to 6 hours, preferably 15 minutes to 5 hours, more preferably about 20 minutes to 3 hours, depending on the firing temperature and the like.

このようにして焼結パターン(焼結体層)が形成される。焼結パターンは、金属ナノ粒子として導電性金属粒子を用いた場合、高い導電性を有している。なお、焼結パターンの厚みや線幅も前記と同様の範囲である。   A sintered pattern (sintered body layer) is thus formed. The sintered pattern has high conductivity when conductive metal particles are used as the metal nanoparticles. Note that the thickness and line width of the sintered pattern are in the same ranges as described above.

本発明の金属ナノ粒子ペーストは、高濃度で金属ナノ粒子を含んでいるため、例えば、金属膜(焼結膜)を形成するためのペーストとして有用である。特に、金属フィラーや有機質バインダーを含まず、低温焼結可能であるため、印刷性に優れ、特に、凹版オフセット印刷のような印刷法によっても、微細なパターン(回路又は配線パターンなど)を効率よく形成できる。   Since the metal nanoparticle paste of the present invention contains metal nanoparticles at a high concentration, it is useful, for example, as a paste for forming a metal film (sintered film). In particular, it does not contain metal fillers or organic binders and can be sintered at low temperatures, so it has excellent printability. In particular, even with printing methods such as intaglio offset printing, fine patterns (circuit or wiring patterns) can be efficiently produced. Can be formed.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
硝酸銀2.5g、n−オクチルアミン4.9g、プロピオン酸2.0gをトリメチルペンタン1.0リットルに加え、攪拌混合し溶解した。この混合溶液に、0.03モル/リットルの水素化ホウ素ナトリウムを含むプロパノール溶液1.0リットルを1時間かけて滴下し銀を還元した。さらに、3時間攪拌して黒色の液体を得た。得られた黒色の液体をエバポレータによって濃縮した後、これにメタノール2.0リットルを加えて褐色の沈殿物を生成させた後、吸引ろ過により沈殿物を回収した。生成した沈殿物をトリメチルペンタンに再分散させ、ろ過した後、乾燥させて、銀コロイド粒子を黒色の固体として得た。透過型電子顕微鏡(TEM)によれば、得られた銀ナノ粒子のコア部の個数平均粒子径は3.5nm、動的光散乱粒径測定(DLS)によれば、保護コロイドを含む銀コロイド粒子全体の個数平均粒子径は6.3nmであった。
Example 1
2.5 g of silver nitrate, 4.9 g of n-octylamine and 2.0 g of propionic acid were added to 1.0 liter of trimethylpentane, and the mixture was stirred and dissolved. To this mixed solution, 1.0 liter of a propanol solution containing 0.03 mol / liter sodium borohydride was added dropwise over 1 hour to reduce silver. Furthermore, it stirred for 3 hours and obtained the black liquid. After the obtained black liquid was concentrated by an evaporator, 2.0 liters of methanol was added thereto to form a brown precipitate, and then the precipitate was collected by suction filtration. The resulting precipitate was redispersed in trimethylpentane, filtered and dried to obtain silver colloidal particles as a black solid. According to the transmission electron microscope (TEM), the number average particle diameter of the core part of the obtained silver nanoparticles is 3.5 nm. According to the dynamic light scattering particle size measurement (DLS), the silver colloid containing the protective colloid The number average particle size of the entire particles was 6.3 nm.

得られた銀コロイド粒子2.0g、1−エチルヘキサノール0.3gを乳鉢で混合し、第1の銀ナノ粒子ペーストを調製した。得られたペーストは濃青色で流動性が高かった。この第1の銀ナノ粒子ペーストの粘度(E型粘度計、25℃で、5回/分測定)は17Pa・s、金属含有量は73.7質量%であった。   2.0 g of the obtained silver colloid particles and 0.3 g of 1-ethylhexanol were mixed in a mortar to prepare a first silver nanoparticle paste. The obtained paste was dark blue and highly fluid. The viscosity of the first silver nanoparticle paste (E-type viscometer, measured 5 times / minute at 25 ° C.) was 17 Pa · s, and the metal content was 73.7% by mass.

この第1のペーストとは別個に、硝酸銀2.5g、n−オクチルアミン3.9g、2−アミノエタノール1.8g、プロピオン酸1.0gをトリメチルペンタン1.0リットルに加え、攪拌混合し溶解した。この混合溶液に、0.03モル/リットルの水素化ホウ素ナトリウムを含むプロパノール溶液1.0リットルを1時間かけて滴下し銀を還元した。さらに、3時間攪拌して黒色の液体を得た。得られた黒色の液体をエバポレータによって濃縮した後、これにメタノール2.0リットルを加えて褐色の沈殿物を生成させた後、吸引ろ過により沈殿物を回収した。   Separately from this first paste, 2.5 g of silver nitrate, 3.9 g of n-octylamine, 1.8 g of 2-aminoethanol, and 1.0 g of propionic acid are added to 1.0 liter of trimethylpentane, and mixed by stirring to dissolve. did. To this mixed solution, 1.0 liter of a propanol solution containing 0.03 mol / liter sodium borohydride was added dropwise over 1 hour to reduce silver. Furthermore, it stirred for 3 hours and obtained the black liquid. After the obtained black liquid was concentrated by an evaporator, 2.0 liters of methanol was added thereto to form a brown precipitate, and then the precipitate was collected by suction filtration.

得られた沈殿物(銀コロイド粒子)2.7g、テルピオネール(和光純薬工業(株)製、異性体混合物)0.3gを乳鉢で混合し、約1時間撹拌することにより第2の銀ナノ粒子ペーストを調製した。得られたペーストは黒紫色で流動性が低かった。この第2の銀ナノ粒子ペーストの粘度は23Pa・s、金属含有量は74.0質量%であった。   2.7 g of the obtained precipitate (silver colloid particles) and 0.3 g of terpionel (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., isomer mixture) were mixed in a mortar and stirred for about 1 hour to obtain the second silver. A nanoparticle paste was prepared. The obtained paste was black purple and low in fluidity. This second silver nanoparticle paste had a viscosity of 23 Pa · s and a metal content of 74.0% by mass.

次に、第1のペーストと第2のペーストとを、第1のペースト/第2のペースト=2/1の質量比で混合し、混合ペーストを調製した。混合ペーストの粘度は15Pa・s、金属含有量は73.8質量%であった。   Next, the first paste and the second paste were mixed at a mass ratio of first paste / second paste = 2/1 to prepare a mixed paste. The viscosity of the mixed paste was 15 Pa · s, and the metal content was 73.8% by mass.

得られた混合ペーストを用いて、ポリエチレンテレフタレート基板(厚み175μm、帝人デュポンフィルム(株)製、「テイジンテトロンフィルムHS175」)上に、凹版オフセット印刷により細線パターンを印刷(パターニング)し、オーブンで120℃、30分間熱処理した。印刷された細線には断線は見られなかった。細線の線幅は12μm、膜厚は1.3μm、体積抵抗率は10μΩ・cmであった。   Using the obtained mixed paste, a fine line pattern was printed (patterned) by intaglio offset printing on a polyethylene terephthalate substrate (thickness: 175 μm, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., “Teijin Tetron Film HS175”), and then 120 ° C. in an oven. Heat treatment was carried out at 30 ° C. for 30 minutes. No disconnection was seen in the printed fine lines. The line width of the fine wire was 12 μm, the film thickness was 1.3 μm, and the volume resistivity was 10 μΩ · cm.

実施例2
実施例1で得られた第1のペーストと第2のペーストとを、第1のペースト/第2のペースト=1/1の質量比で混合し、混合ペーストを調製した。混合ペーストの粘度は16Pa・s、金属含有量は73.9質量%であった。
Example 2
The first paste and the second paste obtained in Example 1 were mixed at a mass ratio of first paste / second paste = 1/1 to prepare a mixed paste. The viscosity of the mixed paste was 16 Pa · s, and the metal content was 73.9% by mass.

得られた混合ペーストを用いて、ポリエチレンテレフタレート基板上に、凹版オフセット印刷により細線パターンを印刷(パターニング)し、オーブンで120℃、30分間熱処理した。印刷された細線には断線は見られなかった。細線の線幅は15μm、膜厚は1.4μm、体積抵抗率は12μΩ・cmであった。   Using the obtained mixed paste, a fine line pattern was printed (patterned) on the polyethylene terephthalate substrate by intaglio offset printing, and heat-treated in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. No disconnection was seen in the printed fine lines. The line width of the fine wire was 15 μm, the film thickness was 1.4 μm, and the volume resistivity was 12 μΩ · cm.

比較例1
実施例1で得られた第1のペーストを用いて、ポリエチレンテレフタレート基板上に凹版オフセット印刷を試みたが、ブランケットにペーストが転写しなかった。
Comparative Example 1
Using the first paste obtained in Example 1, intaglio offset printing was attempted on a polyethylene terephthalate substrate, but the paste was not transferred to the blanket.

比較例2
実施例1で得られた第2のペーストを用いて、ポリエチレンテレフタレート基板上に凹版オフセット印刷を試みたところ、細線パターンを印刷することができたが、細線パターン部以外の部分に残存したペーストも転写され、きれいな細線を印刷することができなかった。
Comparative Example 2
Using the second paste obtained in Example 1, an intaglio offset printing was attempted on a polyethylene terephthalate substrate. As a result, a fine line pattern could be printed. It was transferred and it was not possible to print clean fine lines.

Claims (10)

金属ナノ粒子(A1)とこの金属ナノ粒子(A1)を被覆する保護コロイド(A2)とで形成された金属コロイド粒子(A)及びこの金属コロイド粒子の分散媒(B)を含む金属ナノ粒子ペーストであって、前記保護コロイド(A2)が、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類(A2−1)と炭素数1〜3のカルボン酸類(A2−2)とヒドロキシル基を有するアミン類(A2−3)とを含み、かつペースト中に含まれる全金属コロイド粒子を構成する保護コロイドにおいて、ヒドロキシル基を有するアミン類の割合が、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類及び炭素数1〜3のカルボン酸類の合計100質量部に対して、1〜35質量部である金属ナノ粒子ペースト。   Metal nanoparticle paste comprising metal colloid particles (A) formed of metal nanoparticles (A1) and protective colloid (A2) covering the metal nanoparticles (A1), and a dispersion medium (B) of the metal colloid particles The protective colloid (A2) has a hydroxyl group, which is a C1-C10 amine (A2-1), a C1-C3 carboxylic acid (A2-2) having no hydroxyl group, and a hydroxyl group. In the protective colloid comprising the amines (A2-3) and constituting all metal colloidal particles contained in the paste, the proportion of amines having a hydroxyl group is 1 to 10 carbon atoms having no hydroxyl group. The metal nanoparticle paste which is 1-35 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of amines and C1-C3 carboxylic acids. アミン類(A2−1)がモノC4-10アルキルアミンであり、カルボン酸類(A2−2)がC1-3飽和脂肪族モノカルボン酸であり、かつアミン類(A2−3)がC2-6アルカノールアミンであるとともに、ペースト中に含まれる全金属コロイド粒子を構成する保護コロイドにおいて、ヒドロキシル基を有さない炭素数1〜10のアミン類とヒドロキシル基を有するアミン類との割合(質量比)が、前者/後者=99/1〜50/50である請求項1記載の金属ナノ粒子ペースト。 The amine (A2-1) is a mono C 4-10 alkylamine, the carboxylic acid (A2-2) is a C 1-3 saturated aliphatic monocarboxylic acid, and the amine (A2-3) is C 2. -6 alkanolamine, and the ratio of the 1 to 10 carbon amines having no hydroxyl group and amines having a hydroxyl group (mass) in the protective colloid constituting all metal colloid particles contained in the paste The metal nanoparticle paste according to claim 1, wherein the ratio is the former / the latter = 99/1 to 50/50. 金属ナノ粒子(A1)を構成する金属が銀単体であり、金属ナノ粒子(A1)の平均粒子径が10nm以下である請求項1又は2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 constituting the metal nanoparticles (A1) is a simple silver, and the average particle diameter of the metal nanoparticles (A1) is 10 nm or less. 保護コロイド(A2)の割合が、金属ナノ粒子(A1)100質量部に対して1〜60質量部であり、アミン類(A2−1)及びアミン類(A2−3)の合計量と、カルボン酸類(A2−2)との割合が、前者/後者(質量比)=85/15〜50/50である請求項1〜3のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。   The proportion of the protective colloid (A2) is 1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal nanoparticles (A1), and the total amount of amines (A2-1) and amines (A2-3) The metal nanoparticle paste according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio with the acids (A2-2) is the former / the latter (mass ratio) = 85/15 to 50/50. 分散媒(B)が沸点100〜300℃の極性溶媒である請求項1〜4のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。   The metal nanoparticle paste according to any one of claims 1 to 4, wherein the dispersion medium (B) is a polar solvent having a boiling point of 100 to 300C. 保護コロイドとしてアミン類(A2−3)を含有しない第1のペーストと、保護コロイドとしてアミン類(A2−3)を含有する第2のペーストとを、固形分換算で、第1のペースト/第2のペースト=10/90〜90/10の割合(質量比)で含む請求項1〜5のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。   A first paste / first paste containing no amines (A2-3) as a protective colloid and a second paste containing amines (A2-3) as a protective colloid in terms of solid content. The metal nanoparticle paste according to claim 1, which is contained at a ratio (mass ratio) of 2 paste = 10/90 to 90/10. 基材に、請求項1〜6のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストにより、電極又は配線パターンを形成し、このパターンを焼成処理することにより焼結パターンを形成するパターン形成方法。   The pattern formation method which forms a sintered pattern by forming an electrode or a wiring pattern in the base material with the metal nanoparticle paste in any one of Claims 1-6, and baking this pattern. 凹版オフセット印刷により電極又は配線パターンを形成する請求項7記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 7, wherein an electrode or a wiring pattern is formed by intaglio offset printing. 基板として樹脂製基材を用い、焼成温度150℃以下で焼成処理する請求項7又は8記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of Claim 7 or 8 which uses a resin-made base material as a board | substrate and performs baking processing at the baking temperature of 150 degrees C or less. 最小線幅20μm以下の焼結パターンを形成する請求項7〜9のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 7, wherein a sintered pattern having a minimum line width of 20 μm or less is formed.
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