JP2011178845A - ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物 - Google Patents

ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2011178845A
JP2011178845A JP2010042636A JP2010042636A JP2011178845A JP 2011178845 A JP2011178845 A JP 2011178845A JP 2010042636 A JP2010042636 A JP 2010042636A JP 2010042636 A JP2010042636 A JP 2010042636A JP 2011178845 A JP2011178845 A JP 2011178845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
particles
solvent
nickel particles
dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010042636A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5548481B2 (ja
Inventor
Yoshinari Yamamoto
義成 山本
Koichi Fujishiro
光一 藤城
Shunei Itahara
俊英 板原
Toru Saito
齋藤  亨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel Chemical Co Ltd
Priority to JP2010042636A priority Critical patent/JP5548481B2/ja
Priority to KR20110014989A priority patent/KR20110098633A/ko
Priority to TW100105790A priority patent/TWI512054B/zh
Priority to CN201110120301.4A priority patent/CN102167928B/zh
Publication of JP2011178845A publication Critical patent/JP2011178845A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5548481B2 publication Critical patent/JP5548481B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • C09D11/326Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black characterised by the pigment dispersant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0862Nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

【課題】ニッケル微粒子の分散性に優れたインクジェット用組成物であり、具体的には、ニッケル微粒子と有機バインダーによって良好な分散状態を形成し、ニッケル微粒子の分散安定化を図ったインクジェット用組成物を提供する。
【解決手段】(a)沸点190℃以上の溶媒に(b)平均一次粒子径が10〜20nmのニッケル粒子が分散されたインクジェット組成物であり、(c)炭化水素とポリカルボン酸から得られる脂肪酸エステル縮合体を含有することを特徴とするインクジェット用組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット用組成物に関する。詳しくは、平均一次粒子径が10〜20nmであるニッケル微粒子が分散安定化しており、工業用インクジェットヘッドにて塗工が可能なインクジェット用組成物に関するものである。
例えば積層セラミックコンデンサーの内部電極層の形成等において、ニッケル粒子を分散させたニッケルペーストが使用されている。近時では、ニッケルペーストの薄膜塗布形成方法として、従来のスクリーン印刷法にかわり、膜厚1μm以下での塗工が可能なインクジェット印刷法の検討が進められている。
これまでニッケルペーストに用いられてきたニッケル粒子は、最も微粒なサイズでも粒径が100nmサイズであったが、今後、内部電極層の薄膜化に対応すべく、100nmより小さな粒径のニッケル微粒子を用いた薄膜塗布形成方法の実現が期待されている。
すなわち、100nmを超える大きいサイズのニッケル粒子では、積層セラミックコンデンサーのより一層の小型化へ対応する方法に制限があり、より微細なニッケル配線形成や薄膜形成が必要な次世代電子部品用途向けには、その利用が難しい。そのため、粒径が数十ナノメートルサイズの小さなニッケル粒子を分散させたニッケルインクの開発が試みられている。
具体的には、金属ニッケル微粒子を含有するニッケルインクとして、特許文献1では、単にニッケル微粒子を分散させただけでは基材への密着性が低下することから、メチルジメトキシシランカップリング剤を含有させる方法が開示されている。特許文献2では、ニッケルコロイド粒子、非極性高分子顔料分散剤、及び有機溶媒を組み合わせる方法が開示されている。特許文献3では、金属ナノ粒子の表面保護剤にポリビニルピロリドンやポリビニルピロリドンの共重合体のほか、ポリビニルアルコール、及びセルロースエーテルを利用する方法が提案されている。
しかしながら、ニッケル粒子がより微粒子になるほど、実用上、インク(組成物)中での分散性が大きな問題になるが、これらの特許文献1〜3では、インク製法時にニッケル粒子を安定に分散させることについて十分な検討がなされていない。すなわち、ニッケル微粒子をインク中に含有させる際、分散性が十分でなくても、多少でも分散できればインク化自体は可能になる。ところが、ニッケル粒子の分散性良否を十分に検討していなければ、インク化するための生産歩留まりが悪くなり、実用上、工業的に安定してインクを量産することはできない。また、例えば粘度の高い溶媒で分散した場合には、機械分散処理の直後でニッケル粒子がほぐれ、溶媒自体の構造粘性により粒子の沈降が抑えられ、見かけ上初期分散が出来ていると判断されることもあるが、実際に、このような場合では、分散状態が分散剤による立体反発効果によるものではなく、溶媒の粘度そのものによる効果であるため、インク自体の長期保管安定性が問題になる。なお、付言すれば、特許文献2では、トルエン溶媒での分散例が示されているが、トルエンは、実際の積層セラミックコンデンサーの下地基板に使用されるブチラール樹脂を溶解したり侵食したりするおそれがあり、この分野では実用上問題がある。
特開2007−281307号公報 特開2004−124237号公報 特開2008−226816号公報
金属ニッケルは粒子自身が比重8.9と大きく、また、磁性体であるため粒子の凝集による沈降現象を起こし易い。それに加え、微粒化するほど粒子表面の表面積が大きくなり、ニッケル粒子の凝集はより顕著な問題となる。そのため、ニッケル粒子を含んだインクをインクジェット印刷法により塗布する上で、インクジェット用組成物(インク)におけるニッケル粒子の分散性を安定化させると共に、工業用として期待されるピエゾ方式等のインクジェットヘッドで安定吐出を可能にすることが大きな課題となっている。
本発明は、上記のような要求を満たす、ニッケル微粒子の分散性に優れたインクジェット用組成物を提供することを目的とする。具体的には、ニッケル微粒子と有機バインダーによって良好な分散状態を形成し、ニッケル微粒子の分散安定化を図ったインクジェット用組成物を提供するものである。
本発明者らは、このような課題を解決するために、ニッケルインクを形成するニッケル微粒子に対して、有機バインダーや溶媒の影響を調べて、インクジェット用組成物としての最適な組成設計を行った。その結果、インクジェット用組成物中で、ニッケル微粒子を特定の脂肪酸エステル縮合体、及び溶媒で補うようにすることで、より良好な分散性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(a)沸点190℃以上の溶媒に(b)平均一次粒子径が10〜20nmのニッケル粒子が分散されたインクジェット組成物であり、(c)炭化水素とポリカルボン酸から得られる脂肪酸エステル縮合体を含有することを特徴とするインクジェット用組成物である。
本発明のインクジェット用組成物において、好適には、前記脂肪酸エステル縮合体は、構成元素成分がC(炭素)、H(水素)、及びO(酸素)からなると共に、炭素数が10以上の炭化水素鎖を有し、かつ、水に不溶であって、粘度範囲1800〜3200mPa・sの有機界面活性剤であるのが良い。また、本発明のインクジェット用組成物は、23℃における粘度が30mPa・s以下に調製されているのが好ましい。
本発明によれば、平均一次粒子径10〜20nmのニッケル微粒子の分散性をより高めることができ、このようなインクジェット用組成物を得る上で、生産歩留まりが低下するようなこともなく、工業的に安定して量産することができる。特に、本発明のインクジェット用組成物では、炭化水素とポリカルボン酸とを主成分とする脂肪酸エステル縮合体を特定の溶媒と組み合わせて配合することで、ニッケルを含んだインクを工業的に実用する上で必要な程度まで、ニッケル微粒子の分散性を高めることができる。しかも、本発明のインクジェット用組成物によれば、ピエゾ方式等の工業用インクジェットヘッドによる安定吐出が可能であり、長期保管安定性にも優れる。
図1は、実施例1で得た一次分散液の偏光顕微鏡写真である(倍率93倍)。 図2は、実施例1で得た一次分散液の偏光顕微鏡写真である(倍率934倍)。 図3は、実施例3で得た一次分散液の偏光顕微鏡写真である(倍率93倍)。 図4は、実施例3で得た一次分散液の偏光顕微鏡写真である(倍率934倍)。 図5は、比較例1で得た一次分散液とする前段階(0.2μmフィルターろ過処理前)の分散処理液の偏光顕微鏡写真である(倍率93倍)。
本発明のインクジェット用組成物は、(a)沸点190℃以上の溶媒、(b)平均一次粒子径が10〜20nmのニッケル粒子、及び(c)炭化水素とポリカルボン酸から得られる脂肪酸エステル縮合体を含む。以下、上記沸点190℃以上の溶媒、ニッケル粒子、脂肪酸エステル縮合体を、順に(a)成分、(b)成分、(c)成分ともいう。
(a)成分の沸点190℃以上の溶媒は、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカンなどの炭素数11以上の直鎖アルカン類や、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノールなどの炭素数8以上の脂肪族アルコール類を好ましく用いることが出来る。また、ターピネオールなどの炭素数10以上のテルペン系アルコールを用いることもできる。沸点190℃以上の溶媒を用いることで、インクジェットでの吐出安定化を図ることができ、詳しくは吐出されるピコリットリオーダーの微小液滴表面の乾燥性を抑制することができる。本発明のインクジェット用組成物には、沸点190℃未満の溶媒が共存してもよいが、含有率が高くなるとインク組成物における溶剤の蒸発や乾燥が速くなりすぎて、インクジェット吐出性、及び目標下地への着弾において平坦性が低下しやすいため、沸点190℃未満の溶媒が含まれる場合には、(a)成分中で40wt%以下になるようにするのが望ましい。
(b)成分のニッケル粒子は、平均一次粒子径が10〜20nmのニッケル微粒子を用いる。平均一次粒子径が20nmよりも大きい粒子でもインクジェット吐出は可能であるが、インクジェットヘッドからのノズル詰まりのない、連続的な安定吐出を得られるようにして、尚且つ、吐出後の細線描画、緻密な平坦膜を得るために、本発明では平均一次粒子径が20nm以下のニッケル粒子を用いるようにする。一方、10nmより小さい粒子径サイズであってもインクジェット用インクとして利用できるが、実際に10nmより小さいニッケル粒子を入手するのは困難であり、実用量産性を考慮して下限を10nmとする。なお、本明細書において、平均一次粒子径は、実施例で用いた値を含めて、SEM(走査型顕微鏡)観察を行い、SEM写真にて観察されるニッケル粒子を任意に200個選定して、その粒子径を実計測したものの平均値である。
(b)成分のニッケル粒子を得る方法について特に制限はないが、大別すると、液相法と気相法が知られており、いずれの方法で得られたものであってもよい。このうち、液相法は、金属錯体を還元して金属粒子を製造する方法や、アミン還元法などのプロセスが一般的である。また、気相法は、化学反応を用いたCVD(Chemical Vapor Deposition)法と物理的な方法を用いたPVD(Physical Vapor Deposition)法が知られている。これらの方法では、いずれも反応条件を変えることで、粒子径サイズ等を制御することができる。なお、(b)成分のニッケル粒子は、X線回折パターンにて、(111)面、(200)面、(220)面にニッケル特有の強度が発現するものであれば、銀や銅などを含んだ合金であっても構わない。
(c)成分の脂肪酸エステル縮合体は、分散剤として、ニッケル粒子の分散安定化を補うものである。一般に、金属微粒子の分散安定化に用いられる分散剤とは、金属微粒子の表面に吸着もしくは固着して、金属微粒子同士の凝集を阻害するものと定義することができる。一般的な分散剤の基本構造は、金属微粒子に吸着する吸着部と、金属微粒子同士の凝集を阻害する立体反発部とを有する。このうち、吸着部は、金属微粒子表面とは逆の電荷を持った構造を有しており、例えば、金属微粒子表面が酸性処理を施されていた場合、吸着部はNa+やアミンやイミノ構造を有している場合が多い。一方、立体反発部は、長鎖の炭化水素鎖、アクリル、エステル、エーテルなどで連結されている。このように一方に電荷を持ち他方に炭化水素構造を有していることから、分散剤は一種の界面活性剤であると言える。
そこで、本発明における(c)成分の脂肪酸エステル縮合体は、ポリマーベースのアニオン系分散剤であって、詳しくは、ニッケル粒子表面への吸着基として機能するポリカルボン酸成分と、溶媒への親和性を高める役割とニッケル粒子同士の凝集を阻害する立体反発を担う炭化水素成分とから構成される。一般に、金属微粒子を安定分散させる分散剤には、星型構造を有するポリマーベースタイプなどが有効であるが、本発明では、水に不溶であって、構成元素成分がC(炭素)、H(水素)、及びO(酸素)から成り、また、炭素数10以上の炭化水素鎖を有して、粘度範囲が1800〜3200mPa・sの有機界面活性剤を用いるのが好ましい。粘度が1800mPa・sよりも低くなると、低分子量成分の割合が増えて、分散剤構造の立体障害による反発などの分散安定化に有用な特性が損なわれてしまうおそれがある。一方、粘度が3200mPa・sよりも高くなると、高分子量成分の割合が増えて、分散剤の溶媒に対する溶解特性が低下してしまい、尚且つ、インク化したときの粘度も高くなる傾向がある。なお、ここで言う粘度は23℃におけるものであり、コーンプレート型の回転粘度計(E型粘度計)にして測定される値である。
本発明におけるインクジェット用組成物を得る好適な例としては、先ず、ニッケル粒子1質量部に対して(c)成分の分散剤を0.02〜10質量部の範囲で配合すると共に、ニッケル粒子1質量部に対して溶媒を1.5〜200質量部の範囲で配合して、例えばジルコニアビーズをメディアとしたペイントシェーカーで15分〜120分間程度の分散処理を行い、必要に応じて更に、例えばT.Kフィルミックス(特殊機化工業株式会社製)のような高速乳化分散機を用いて、15分〜150分間程度の分散化処理をして、ニッケルスラリーからなる一次分散液を得るようにするのが好ましい。ここで用いる溶媒は、事前にニッケル粒子を分散剤に分散させた一次分散液を得る目的で使用するものであり、本発明のインクジェット用組成物に使用する(a)成分の溶媒を用いるのが良いことは勿論のこと、これ以外の溶媒を用いて一次分散液を得るようにしても良い。
次いで、得られた一次分散液からビーズ等を分けるために例えば目開き75μmのフィルターでろ過し、また、インクジェットヘッドのノズル詰まりを考慮して例えば0.2μmのフィルターで更にろ過する。次いで、ろ過した液をインクジェット用組成物とするために、一次分散液に含まれた溶媒を(a)成分の溶媒に置換処理する。この際、置き換えの対象となる不要な溶媒を除去するためには、例えば一般的に溶媒除去に用いられるロータリーエバポレーター等による減圧蒸留処理や、単純加熱によって溶媒を揮発させる処理等が挙げられる。溶媒を除去した後の一次分散液では、ニッケル粒子と分散剤が乾燥個化した状態になる。
そして、(a)成分の溶媒を新たに加え、一次分散液の調製で挙げた攪拌条件等を例に攪拌することで、目的のインクジェット用組成物を得るようにする。このように、一次散液を得た溶媒を一度蒸留等により除去したのち、新たに(a)成分を添加することで、良好な分散状態が維持されたインクジェット用組成物を得ることができる。また、このインクジェット用組成物では、ニッケル粒子1質量部に対して(c)成分の分散剤が0.02〜10質量部であり、ニッケル粒子1質量部に対して(a)成分の溶媒が0.4〜100質量部となるように配合されるのが好ましい。(c)成分の分散剤が上記範囲より少ないと、十分な分散効果が得られず、反対に上記範囲より多いと、余剰の分散剤がインクジェットで吐出した際にインク(インクジェット用組成物)と被着体との密着性を阻害するおそれがある。また、(a)成分の溶媒が上記範囲より少ないと、分散が十分に行われないか、あるいは、分散に長時間要することがあり好ましくなく、反対に上記範囲より多いと、(c)成分の分散剤が希釈されることになり、結果として分散剤を多量に使用する必要があり効率的ではない。なお、一次分散液を得る際に(a)成分の溶媒を用いた場合には、上述した溶媒置換処理を経ずに、目的のインクジェット用組成物を調製するようにしてもよい。
また、本発明のインクジェット用組成物は、インクジェット印刷法で用いる場合の連続吐出特性や間歇吐出特性などを考慮して、好ましくは、23℃における粘度が30mPa・s以下となるように調製するのが良い。粘度の調整は、(a)〜(c)成分の混合割合を変えることで可能であるが、(a)〜(c)成分以外に熱重合性モノマー、熱重合開始剤、分散剤以外のカップリング剤等を添加して調整してもよい。また、インクジェット用組成物中に含まれる金属濃度を調整する観点から、減圧蒸留や加熱等による濃縮を行うようにしても良い。先に述べた一次分散液を得た後の溶媒置換処理は、このような観点からも有効である。なお、ここで言う粘度は、(c)成分に関する説明で述べた測定法と同じである。
以下、実施例等に基づき、本発明をより具体的に説明する。なお、特に断りのない限り、部は質量部を表し、%は質量%を表す。また、一次分散液の調製及び評価、並びにインクジェット組成物の評価方法は、以下のとおりである。
インクジェット組成物に用いる一次分散液は、先ず、表1に示した各成分配合したものを100ccプラスチック製容器に入れ、φ200μmのビーズを装填して2000rpmで20分間分散した後、これを目開き75μmのフィルターでろ過してビーズを取り除いた。そして、2日間静置した後、上澄み液を目開き0.2μmのフィルターでろ過して、一次分散液とした。この際、一次分散液の評価として、0.2μmフィルターでのろ過性について、一次分散液がろ過フィルターに目詰まりせず、フィルターを通る場合を○、一次分散液がろ過フィルターに目詰まりして、フィルターを通らない場合を×として評価した。また、得られた一次分散液について、規定温度条件(110℃、3時間)で加熱した後の残渣の質量(加熱残分)を測定し、加熱残分値から分散剤の質量を差し引いた分を分散安定化したニッケル粒子分とみなし、分散前のニッケル粒子固形分総質量100%に対する一次分散液中の分散安定化粒子率%を算出した。ここでは、一次分散液に配合された(c)成分の分散剤は、0.2μmのフィルターでろ過する際の上澄み液中にすべて含有されている前提のもと、分散安定化粒子率を計算した。その結果、一次分散液の分散安定化粒子率が5%に満たないものについては、インク生産の実用性を考慮して×(不良)と判断し、5%以上のものを○(良好)と判定して、分散性を評価した。なお、0.2μmフィルターでのろ過性評価では、ろ過できないものについて、分散安定化粒子率の評価には値せず、分散不良と判定した。
また、一次分散液を用いて得たインクジェット用組成物について、E型粘度計(コーンプレート型の回転粘度計;東機産業製)を用いて、23℃での粘度測定を行った。得られた結果が30mPa・s以下であれば、工業的なインクとしての吐出に適すると判断することができる。また、得られたインクジェット用組成物の0.2μmフィルターでのろ過性を一次分散液の場合と同様に評価した。更には、インクジェット組成物の分散性の評価として、スピンコーターを用いて125mm×125mm×厚さ0.7mmのガラス基板上に塗布し、偏光顕微鏡を用いて倍率を93倍及び934倍に設定して外観写真観察を行った。このとき、写真中に凝集物が認められなけば、分散性は良好であり、凝集物が認められる場合は分散性が不良であると判定した。
なお、実施例等で使用した各成分と、表1及び2で記した略号との関係を以下にまとめて示す。
ニッケル粒子A:新日鐵化学社製(平均一次粒子径10nm)
ニッケル粒子B:新日鐵化学社製(平均一次粒子径20nm)
ニッケル粒子C:新日鐵化学社製(平均一次粒子径60nm)
なお、ニッケル粒子A〜Cの平均一次粒子径は、粒子のSEM(走査型顕微鏡)観察によるSEM写真からニッケル粒子を任意に200個選定し、その粒子径を実計測したものの平均値である。
分散剤A:脂肪酸エステル縮合体(クローダジャパン社製商品名;HYPERMER KD−9)(成分含有量100%)
分散剤B:ビックケミー・ジャパン社製商品名;Disperbyk−2155
分散剤C:信越化学工業社製商品名;KBM−602
(実施例1)
ニッケル粒子としてニッケル粒子B(20nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を10部混合して、「HYPERMER KD−9」/「ニッケル粒子B」の比率を0.1(質量比)とした上で、溶剤としてテトラデカン(沸点253.5℃)18.46gに対して、仕込み原料の総質量が20gとなるように、上記ニッケル粒子B−分散剤混合物を配合して、100ccプラスチック製容器に入れ、φ200μmのビーズを装填して2000rpmで20分間分散した。その後、これを目開き75μmのフィルターでろ過してビーズを取り除いた。そして、2日間静置した後、上澄み液を目開き0.2μmのフィルターでろ過して一次分散液とし、上述した各評価を行った。結果を表1に示す。
上記で得られた一次分散液をガラス基板上に塗布し、ウェット塗布直後の偏光顕微鏡写真を図1(倍率93倍)、及び図2(倍率934倍)に示す。これらの写真からも分るように、実施例1で得られた一次分散液は、偏光顕微鏡の観察において凝集物が見られなく、良好に分散できていることが確認された。そして、この一次分散液は、このまま本発明のインクジェット用組成物として利用することができる。
(実施例2)
ニッケル粒子としてニッケル粒子B(20nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を50部混合して、「HYPERMER KD−9」/「ニッケル粒子B」の比率が0.5(質量比)としたうえで、溶剤としてテトラデカン17.9gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう、上記ニッケル粒子B−分散剤混合物を配合して一次分散液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。なお、この実施例2で得られた一次分散液は、このまま本発明のインクジェット用組成物として利用することができる。
(実施例3)
ニッケル粒子としてニッケル粒子A(10nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を10部混合して、「HYPERMER KD−9」/「ニッケル粒子A」の比率が0.1(質量比)としたうえで、溶剤としてテトラデカン18.46gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう、上記ニッケル粒子A−分散剤混合物を配合して一次分散液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。
上記で得られた一次分散液を実施例1と同様にして、ウェット塗布直後の偏光顕微鏡写真を図3(倍率93倍)、及び図4(倍率934倍)に示す。これらの写真からも分るように、いずれの偏光顕微鏡の観察において凝集物が見られなく、良好に分散できていることが確認された。そして、この一次分散液は、このまま本発明のインクジェット用組成物として利用することができる。
(実施例4)
ニッケル粒子としてニッケル粒子B(20nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を10部混合して、「HYPERMER KD−9」/「ニッケル粒子B」の比率が0.1(質量比)としたうえで、溶剤としてトルエン(沸点110.6℃)18.46gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう、上記ニッケル粒子B−分散剤混合物を配合して一次分散液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。なお、この実施例4で得られた一次分散液は、このまま本発明のインクジェット用組成物として利用することができる。
(実施例5)
実施例3で得た一次分散液を再度0.2μmフィルターに通した後、テトラデカンで希釈して、インクジェット組成物100部中のニッケル粒子(金属成分)が4.7部となるインクジェット組成物を調製した。得られた組成物について評価を行い、結果を表2に示した。
(実施例6)
ニッケル粒子A(10nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を10部混合し、ヘキサン18.46gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなる配合で分散して一次分散液を得た。この一次分散液について、加熱によりヘキサンを蒸留除去したのち、インクジェット組成物100部中のニッケル粒子(金属成分)が11部となるようにオクタノールを添加調製し、0.2μmフィルターを通してインクジェット組成物を調製した。得られた組成物について評価を行い、結果を表2に示した。
(実施例7)
ニッケル粒子Bを用いた以外は実施例6と同様にニッケル粒子B(20nm)100部に対してHYPERMER KD−9を10部混合してヘキサンで分散して一次分散液を得た。この一次分散液について、加熱によりヘキサンを蒸留除去したのち、インクジェット組成物100部中のニッケル粒子(金属成分)が10部となるようにテトラデカンを添加調製し、0.2μmフィルターを通してインクジェット組成物を調製した。得られた組成物について評価を行い、結果を表2に示した。
(比較例1)
ニッケル粒子としてニッケル粒子C(60nm)100部に対し、分散剤としてHYPERMER KD−9を50部混合して、「HYPERMER KD−9」/「ニッケル粒子C」の比率を0.5(質量比)とした上で、溶剤としてテトラデカン17.9gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう上記ニッケル粒子C−分散剤混合物を配合して一次分散液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。
上記で得られた一次分散液について、0.2μmフィルターろ過処理前の分散処理液をガラス基板上に塗布して撮影した偏光顕微鏡写真を図5に示す。この写真からも分るように、ニッケル粒子の多くが凝集物として観察された。結果として、0.2μmフィルターを通して得られた一次分散液の分散安定粒子率は4%であった。
(比較例2)
ニッケル粒子としてニッケル粒子B(20nm)100部に対し、分散剤としてDisperbyk−2155を10部混合して、「Disperbyk−2155」/「ニッケル粒子B」の比率を0.1(質量比)とした上で、溶剤としてトルエン18.46gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう、上記ニッケル粒子B−分散剤混合物を配合して一次分散液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
ニッケル粒子としてニッケル粒子B(20nm)100部に対し、分散剤としてKBM−602を30部混合して、「KBM−602」/「ニッケル粒子B」の比率を0.3(質量比)とした上で、溶剤としてヘキサン18.2gに対して、実施例1と同様に総質量が20gとなるよう、上記ニッケル粒子B−分散剤混合物を配合して分散一次溶液を調製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例4)
ニッケル粒子としてニッケル粒子A(10nm)1.4gに対して、溶剤としてエチレングリコール(沸点197.6℃)を18.6g配合して総質量20gとし、分散剤を用いずに、実施例1と同様にして一次分散液を調製して評価を行ったが、0.2μmフィルターを用いたろ過の再にフィルター目詰まりによりろ過することができなかったため、その後の評価ができなかった。
Figure 2011178845
Figure 2011178845
上記比較例1〜4の比較例では、実施例1〜7の結果と比べて、いずれも比重8.9のニッケル粒子を安定化させる効果に劣ることが分った。本発明によれば、長期の保管安定性に優れたインクジェット用組成物とすることができる。

Claims (3)

  1. (a)沸点190℃以上の溶媒に(b)平均一次粒子径が10〜20nmのニッケル粒子が分散されたインクジェット組成物であり、(c)炭化水素とポリカルボン酸から得られる脂肪酸エステル縮合体を含有することを特徴とするインクジェット用組成物。
  2. 前記脂肪酸エステル縮合体は、構成元素成分がC(炭素)、H(水素)、及びO(酸素)からなると共に、炭素数が10以上の炭化水素鎖を有し、かつ、水に不溶であって、粘度範囲1800〜3200mPa・sの有機界面活性剤である請求項1記載のインクジェット用組成物。
  3. 23℃における粘度が30mPa・s以下に調製されている請求項1記載のインクジェット用組成物。
JP2010042636A 2010-02-26 2010-02-26 ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物 Expired - Fee Related JP5548481B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010042636A JP5548481B2 (ja) 2010-02-26 2010-02-26 ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物
KR20110014989A KR20110098633A (ko) 2010-02-26 2011-02-21 니켈 미립자 함유 잉크젯용 조성물
TW100105790A TWI512054B (zh) 2010-02-26 2011-02-22 Composition of inkjet containing nickel particles
CN201110120301.4A CN102167928B (zh) 2010-02-26 2011-02-25 含有镍微粒的喷墨用组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010042636A JP5548481B2 (ja) 2010-02-26 2010-02-26 ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011178845A true JP2011178845A (ja) 2011-09-15
JP5548481B2 JP5548481B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=44489252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010042636A Expired - Fee Related JP5548481B2 (ja) 2010-02-26 2010-02-26 ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5548481B2 (ja)
KR (1) KR20110098633A (ja)
CN (1) CN102167928B (ja)
TW (1) TWI512054B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014162966A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd 金属微粒子組成物、接合材、電子部品、接合層の形成方法、導体層の形成方法及びインク組成物
JP7428636B2 (ja) 2018-03-28 2024-02-06 住友金属鉱山株式会社 導電性ペースト、電子部品、及び積層セラミックコンデンサ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3381989B1 (en) * 2017-03-30 2022-12-14 Riso Kagaku Corporation Oil-based inkjet ink

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327034A (ja) * 2006-06-08 2007-12-20 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd インクジェット用金属インク組成物
JP2010135180A (ja) * 2008-11-06 2010-06-17 Sekisui Chem Co Ltd 導電性ペースト
JP2010265420A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット用インク及び導電性パターン形成方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101036199A (zh) * 2004-10-08 2007-09-12 三井金属矿业株式会社 导电性油墨
JP2007146117A (ja) * 2005-11-04 2007-06-14 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd ニッケルインク及びそのニッケルインクで形成した導体膜
JP5065613B2 (ja) * 2006-04-10 2012-11-07 三井金属鉱業株式会社 ニッケルインク
KR100777662B1 (ko) * 2006-06-14 2007-11-29 삼성전기주식회사 잉크젯용 전도성 잉크 조성물
KR100935168B1 (ko) * 2007-09-21 2010-01-06 삼성전기주식회사 비수계 전도성 나노잉크 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327034A (ja) * 2006-06-08 2007-12-20 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd インクジェット用金属インク組成物
JP2010135180A (ja) * 2008-11-06 2010-06-17 Sekisui Chem Co Ltd 導電性ペースト
JP2010265420A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット用インク及び導電性パターン形成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014162966A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd 金属微粒子組成物、接合材、電子部品、接合層の形成方法、導体層の形成方法及びインク組成物
JP7428636B2 (ja) 2018-03-28 2024-02-06 住友金属鉱山株式会社 導電性ペースト、電子部品、及び積層セラミックコンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
TW201202354A (en) 2012-01-16
KR20110098633A (ko) 2011-09-01
CN102167928B (zh) 2015-01-21
TWI512054B (zh) 2015-12-11
CN102167928A (zh) 2011-08-31
JP5548481B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109789482B (zh) 接合材料及使用该接合材料的接合方法
CN102453374B (zh) 金属纳米粒子分散体
TWI352689B (en) Composite powder of silver particle and preparing
TWI702262B (zh) 金屬奈米微粒子製造用組合物
JP2009074054A (ja) 非水系導電性ナノインク組成物
KR20100014347A (ko) 은 입자 분말의 제조법
JP2015206108A (ja) 銀微粒子分散液
WO2006062186A1 (ja) ニッケル粉及びその製造方法並びに導電性ペースト
JP5176060B2 (ja) 銀粒子分散液の製造法
JP5548481B2 (ja) ニッケル微粒子含有インクジェット用組成物
JP6261098B2 (ja) 安定化ナノ粒子、及び安定化ナノ粒子の分散、及び適用方法
WO2018124263A1 (ja) 接合材及びそれを用いた接合方法
JP2008179851A (ja) 銀粉の製造方法及び銀粉
JP6414085B2 (ja) 金属ナノ微粒子の製造方法
JP2006161128A (ja) ニッケルスラリー及びその製造方法並びに該ニッケルスラリーを用いたニッケルペースト又はニッケルインキ
JP2007046072A (ja) 銀粒子粉末の製造法
JP5232016B2 (ja) 配線形成用材料
JP6968543B2 (ja) 銅粒子構造体及び銅インク
JP5314451B2 (ja) 金属ニッケル粒子粉末およびその分散液並びに金属ニッケル粒子粉末製造法
TWI440672B (zh) ITO ink
JP5018542B2 (ja) 板状ニッケル粉及び板状ニッケル粉有機スラリーとそれらの製造方法、並びにそれらを用いた導電性ペースト
JPWO2015045932A1 (ja) 銅薄膜形成組成物
JP2005146386A (ja) 金属粉スラリーの製造方法及びその製造方法で得られたニッケル粉スラリー
JP2014029017A (ja) 金属微粒子組成物の製造方法
JP5830265B2 (ja) 分散安定な錫微粒子の製造方法およびそれを用いた錫インクの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140513

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140519

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5548481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees