JP2011168631A - 金属被覆粒子の製造方法 - Google Patents
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【解決手段】本発明の金属被覆粒子の製造方法は、基材粒子としてのビニル系重合体粒子と表面層としての金属被覆層とを有する金属被覆粒子の製造方法であって、水および/または有機溶媒に該基材粒子、金化合物、還元剤、および添加剤としての高分子化合物を添加して該基材粒子の分散液を調製し、該金化合物を還元させて金微粒子を該基材粒子の表面に付着させる工程(I)と、該工程(I)で得られる金付着基材粒子の表面に無電解めっき法により金属被覆層を形成させる工程(II)とを含む。
【選択図】図1
Description
本発明における基材粒子は、ビニル系重合体粒子である。基材粒子としてビニル系重合体粒子を採用することによって、基材粒子への金微粒子の付着、および、該金微粒子を介しての基材粒子表面への無電解めっき法による金属被覆層の形成が可能となる。
有機質重合体微粒子は、ビニル系単量体を含有する単量体混合物を含む単量体組成物を重合して得られる。単量体混合物に含有させるビニル系単量体としては、1分子中に1個のビニル基を有する非架橋性単量体、1分子中に2個以上のビニル基を有する架橋性単量体のいずれも使用することができる。
有機無機複合粒子は、ビニル重合体に由来する有機質部分と、無機質部分とを含んでなる粒子である。
本発明の金属被覆粒子の製造方法は、基材粒子としてのビニル系重合体粒子と表面層としての金属被覆層とを有する金属被覆粒子の製造方法であって、水および/または有機溶媒に該基材粒子、金化合物、還元剤、および添加剤としての高分子化合物を添加して該基材粒子の分散液を調製し、該金化合物を還元させて金微粒子を該基材粒子の表面に付着させる工程(I)を含む。
本発明の金属被覆粒子の製造方法は、基材粒子としてのビニル系重合体粒子と表面層としての金属被覆層とを有する金属被覆粒子の製造方法であって、水および/または有機溶媒に該基材粒子、金化合物、還元剤、および添加剤としての高分子化合物を添加して該基材粒子の分散液を調製し、該金化合物を還元させて金微粒子を該基材粒子の表面に付着させる工程(I)と、該工程(I)で得られる金付着基材粒子の表面に無電解めっき法により金属被覆層を形成させる工程(II)とを含む。
(基材粒子の合成)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水526部、25%アンモニア水1.6部、メタノール118部を入れ、攪拌しながらこの溶液に3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン30部を滴下口から添加して、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解・縮合を行って、オルガノポリシロキサン粒子を調製した。反応開始から2時間後、得られたオルガノポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、コールターマルチサイザー(ベックマンコールター社製)により粒子径を測定したところ、平均粒子径は1.95μmであった。次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、ハイテノールNF−08)2.5部をイオン交換水175部で溶解した溶液に、エチレングリコールジメタクリレート70部、ジメチルアミノエチルメタクリレート30部、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、V−65)2部を溶解した溶液を加え、ホモミキサーで乳化分散させてモノマーエマルションを調製し、得られたモノマーエマルションをオルガノポリシロキサン粒子の乳濁液中に添加して、さらに撹拌を行った。次いで、反応液を窒素雰囲気下で65℃に昇温させて、65℃で2時間保持し、モノマーのラジカル重合を行った。ラジカル重合後、得られた乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、次いでメタノールで洗浄し、さらに80℃で12時間真空乾燥させて、基材粒子(1)を得た。基材粒子(1)の平均粒子径は、電子顕微鏡(SEM)によって任意の20個の粒子径を計測し、その平均値から、4.2μmであった。また、平均粒子径の変動係数(CV値)は3.5%であった。
3Lの三角フラスコに、基材粒子(1)5部、蒸留水750ml、メタノール75mlを加え、超音波分散を1分間行い、基材粒子(1)を分散させた。さらに、ポリビニルピロリドン(関東化学製、MW=8000)1.14部を加え、スターラーで電磁撹拌を10分間行い、ポリビニルピロリドンを溶解させた。次いで、温浴で40℃に加熱後、0.02M塩化金酸四水和物(キシダ化学製)1.25ml、0.1Mクエン酸水溶液(和光純薬工業社製)5mlを加え、40℃で1時間撹拌した。塩化金酸四水和物とクエン酸を加えて撹拌開始から約30分で、反応液の色が徐々に紫色に着色してきた。撹拌開始から1時間後、0.02M塩化金酸四水和物5ml、0.1Mクエン酸水溶液20mlを徐々に加え、さらに1時間撹拌した。以後、1時間おきに、0.02M塩化金酸四水和物6.25ml、0.1Mクエン酸水溶液25mlを加え、合計で、0.02M塩化金酸四水和物37.5ml、0.1Mクエン酸水溶液150mlとなるようにした。0.02M塩化金酸四水和物と0.1Mクエン酸水溶液を全量添加後、40℃でさらに1時間撹拌した後、冷却し、吸引濾過により固液分離を行い、さらに80℃で12時間真空乾燥させて、金付着基材粒子(1)を得た。金付着基材粒子(1)の平均粒子径は、電子顕微鏡(SEM)によって任意の20個の粒子径を計測し、その平均値から、4.3μmであった。
ビーカーに「ピンクシューマー(日本カニゼン株式会社製)」10部と、イオン交換水70部を入れ混合して、混合液を調製した。別途、イオン交換水10部に金付着基材粒子(1)2部を超音波分散させたものを準備し、これを上記混合液に投入し、30℃で10分間攪拌して懸濁液とし、これを固液分離して得られたケーキを、イオン交換水、メタノールの順で洗浄し、窒素雰囲気下100℃で2時間真空乾燥を行い、乾燥粒子とした。
(金付着基材粒子の合成)
実施例1において、ポリビニルピロリドン溶解後の反応液を40℃に加温後、0.02M塩化金酸四水和物(キシダ化学製)6.25mlを添加し、次いで、0.1Mクエン酸水溶液(和光純薬工業社製)25mlを添加し(一括添加法)、さらに40℃で1時間撹拌後、冷却し、吸引濾過により固液分離を行い、さらに80℃で12時間真空乾燥させて、金付着基材粒子(2)を得た。金付着基材粒子(2)の平均粒子径は、電子顕微鏡(SEM)によって任意の20個の粒子径を計測し、その平均値から、4.2μmであった。
実施例1において、金付着基材粒子(1)に代えて金付着基材粒子(2)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、金属被覆粒子(2)を得た。得られた金属被覆粒子(2)を電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、金属ニッケルが均一に基材粒子周囲に被覆されていることがわかった。
(基材粒子の合成)
ポリビニルピロリドン(重量平均分子量3万)6.0部、エアロゾルOT(和光純薬工業社製、アニオン界面活性剤)4.0部、およびアゾビスイソブチロニトリル7.15部を、エタノール420部に溶解させた溶液に、撹拌しながら窒素気流下で、スチレン100部を投入した後、70℃に昇温して24時間重合反応を行い、シード粒子を得た。このシード粒子の平均粒子径は1.8μmであった。このシード粒子25部にイオン交換水1000部とラウリル硫酸ナトリウム0.7部を加えて均一に分散させた。次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、ハイテノールNF−08)3部をイオン交換水200部で溶解した溶液に、ジビニルベンゼン120部、ジメチルアミノエチルメタクリレート30部、過酸化ベンゾイル15部を溶解した溶液を加え、ホモミキサーで乳化分散させてモノマーエマルションを調製し、得られたモノマーエマルションを上記シード龍氏分散液に加え、25℃で3時間撹拌して、シード粒子にモノマーを吸収させた。次いで、反応液にポリビニルピロリドン(重量平均分子量3万)の3重量%水溶液100部を加えた後、窒素雰囲気下で70℃に昇温させて、70℃で12時間保持し、モノマーのラジカル重合を行った。ラジカル重合後、得られた乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、次いでメタノールで洗浄し、さらに80℃で12時間真空乾燥させて、基材粒子(2)を得た。基材粒子(2)の平均粒子径は、電子顕微鏡(SEM)によって任意の20個の粒子径を計測し、その平均値から、3.4μmであった。
実施例1において、基材粒子(1)に代えて基材粒子(2)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、金付着基材粒子(3)を得た。金付着基材粒子(3)の平均粒子径は、電子顕微鏡(SEM)によって任意の20個の粒子径を計測し、その平均値から、3.5μmであった。また、平均粒子径の変動係数(CV値)は3.8%であった。
実施例1において、金付着基材粒子(1)に代えて金付着基材粒子(3)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、金属被覆粒子(3)を得た。得られた金属被覆粒子(3)を電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、金属ニッケルが均一に基材粒子周囲に被覆されていることがわかった。
実施例1の金属被覆粒子の合成において、金付着基材粒子(1)に代えて、基材粒子(1)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、金属被覆粒子(C1)を得た。得られた金属被覆粒子(C1)を電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、金属ニッケルの析出状態のばらつきが大きく、金属ニッケルが均一に基材粒子周囲に被覆されていないことがわかった(図2)。
実施例1において、金付着基材粒子(1)に代えて基材粒子(2)を用いた以外は、実施例1と同様に行い、金属被覆粒子(C2)を得た。得られた金属被覆粒子(C2)を電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、金属ニッケルの析出状態のばらつきが大きく、金属ニッケルが均一に基材粒子周囲に被覆されていないことがわかった。
Claims (5)
- 基材粒子としてのビニル系重合体粒子と表面層としての金属被覆層とを有する金属被覆粒子の製造方法であって、
水および/または有機溶媒に該基材粒子、金化合物、還元剤、および添加剤としての高分子化合物を添加して該基材粒子の分散液を調製し、該金化合物を還元させて金微粒子を該基材粒子の表面に付着させる工程(I)と、該工程(I)で得られる金付着基材粒子の表面に無電解めっき法により金属被覆層を形成させる工程(II)とを含む、
金属被覆粒子の製造方法。 - 前記無電解めっき法がエッチング工程を含まない、請求項1に記載の金属被覆粒子の製造方法。
- 前記添加剤としての高分子化合物がポリビニルピロリドンおよび/またはポリビニルアルコールである、請求項1または2に記載の金属被覆粒子の製造方法。
- 前記基材粒子の平均粒子径が0.5μm〜30μm、平均粒子径の変動係数が10%以下である、請求項1から3までのいずれかに記載の金属被覆粒子の製造方法。
- 前記金微粒子の平均粒子径が1nm〜100nmである、請求項1から4までのいずれかに記載の金属被覆粒子の製造方法。
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