JP2012246560A - Method of manufacturing silver-containing nanoparticle, silver-containing nanoparticle, and silver coating composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silver nanoparticle that excels in stability and exhibits an excellent conductivity by low-temperature firing at 200°C or lower, a method of manufacturing the silver nanoparticle, and a silver coating composition including the silver nanoparticle.SOLUTION: The method of manufacturing the silver-containing nanoparticle includes mixing a silver compound and a branched aliphatic amine compound as a stabilizer to produce a mixture, adding a reducing agent to the mixture, and making the silver compound react with the reducing agent in a reaction system of no solvent to produce the silver-containing nanoparticle.

Description

本発明は、銀含有ナノ粒子の製造方法及び銀含有ナノ粒子に関する。また、本発明は、前記銀含有ナノ粒子を含む銀塗料組成物に関する。   The present invention relates to a method for producing silver-containing nanoparticles and silver-containing nanoparticles. Moreover, this invention relates to the silver coating composition containing the said silver containing nanoparticle.

銀ナノ粒子は、低温でも焼結させることができる。この性質を利用して、種々の電子素子の製造において、基材上に電極や導電回路パターンを形成するために、銀ナノ粒子を含む銀塗料組成物が用いられている。銀ナノ粒子は、通常、有機溶剤中に分散されている。銀ナノ粒子は、数nm〜数十nm程度の平均一次粒子径を有しており、通常、その表面は有機安定剤(保護剤)で被覆されている。基材がプラスチックフィルム又はシートの場合には、プラスチック基材の耐熱温度未満の低温(例えば、200℃以下)で銀ナノ粒子を焼結させることが必要である。   Silver nanoparticles can be sintered even at low temperatures. Utilizing this property, in the production of various electronic devices, silver coating compositions containing silver nanoparticles are used to form electrodes and conductive circuit patterns on a substrate. Silver nanoparticles are usually dispersed in an organic solvent. Silver nanoparticles have an average primary particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers, and the surface thereof is usually coated with an organic stabilizer (protective agent). When the substrate is a plastic film or sheet, it is necessary to sinter the silver nanoparticles at a low temperature (for example, 200 ° C. or less) lower than the heat resistance temperature of the plastic substrate.

例えば、特開2006−104576号公報には、銀化合物、還元剤、安定剤、及び溶媒を含む反応混合物内で、熱的に除去可能な安定剤の存在下で、銀化合物をヒドラジン化合物を含む還元剤と反応させて、表面上に安定剤分子を有する銀ナノ粒子を形成することを含む銀ナノ粒子の製造方法が開示されている。安定剤として、種々の有機アミン化合物が挙げられている([0025]〜[0027])。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-104576 includes a hydrazine compound containing a silver compound in the presence of a thermally removable stabilizer in a reaction mixture containing a silver compound, a reducing agent, a stabilizer, and a solvent. A method of producing silver nanoparticles is disclosed that includes reacting with a reducing agent to form silver nanoparticles having stabilizer molecules on the surface. As the stabilizer, various organic amine compounds have been mentioned ([0025] to [0027]).

特開2010−43355号公報には、銀化合物、カルボン酸、アミン化合物、及び溶媒を含む混合物を形成する工程と、該混合物を加熱する工程と、該混合物にヒドラジン化合物を添加する工程と、該混合物を反応させて銀ナノ粒子を形成する工程とを含む銀ナノ粒子の製造方法が開示されている。安定剤として、種々の有機アミン化合物が挙げられている([0019]〜[0020]、[0040]〜[0042])。   JP 2010-43355 A discloses a step of forming a mixture containing a silver compound, a carboxylic acid, an amine compound, and a solvent, a step of heating the mixture, a step of adding a hydrazine compound to the mixture, A method of producing silver nanoparticles is disclosed that includes a step of reacting a mixture to form silver nanoparticles. Various organic amine compounds are mentioned as stabilizers ([0019] to [0020], [0040] to [0042]).

特開2007−297665号公報には、液状媒体中に脂肪酸の金属塩化合物を分散させたのち、カルボジヒドラジドH2 NHN−CO−NHNH2 又は多塩基酸ポリヒドラジドR−(CO−NHNH2 )n [Rはn価の多塩基酸残基]を用いて、前記金属塩化合物を還元する金属微粒子分散体の製造方法が開示されている。分散安定化機能を有する化合物として、種々の有機アミン化合物が挙げられている([0035]〜[0036])。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-297665 discloses a carbodihydrazide H 2 NHN—CO—NHNH 2 or polybasic acid polyhydrazide R— (CO—NHNH 2 ) n after a metal salt compound of a fatty acid is dispersed in a liquid medium. A method for producing a metal fine particle dispersion in which the metal salt compound is reduced using [R is an n-valent polybasic acid residue] is disclosed. Various organic amine compounds are listed as compounds having a dispersion stabilizing function ([0035] to [0036]).

特開2011−58092号公報には、金属化合物、還元剤、及び安定剤を含む実質的に無溶媒の反応混合物中で、前記金属化合物を前記安定剤の存在下で前記還元剤と反応させて、無溶媒還元プロセスにより、表面上に前記安定剤分子を有する金属含有ナノ粒子を形成することを含む金属ナノ粒子の製造方法が開示されている。安定剤として、種々の有機アミン化合物が挙げられている([0026]〜[0027])。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-58092 discloses that in a substantially solvent-free reaction mixture containing a metal compound, a reducing agent, and a stabilizer, the metal compound is reacted with the reducing agent in the presence of the stabilizer. Disclosed is a method for producing metal nanoparticles comprising forming metal-containing nanoparticles having the stabilizer molecules on a surface by a solvent-free reduction process. As the stabilizer, various organic amine compounds are mentioned ([0026] to [0027]).

特開2006−104576号公報JP 2006-104576 A 特開2010−43355号公報JP 2010-43355 A 特開2007−297665号公報JP 2007-297665 A 特開2011−58092号公報JP 2011-58092 A

しかしながら、上記いずれの特許文献においても、安定剤としての有機アミン化合物における脂肪族基は直鎖状のもののみしか開示されていない。   However, in any of the above patent documents, only a linear aliphatic group in an organic amine compound as a stabilizer is disclosed.

銀ナノ粒子は、数nm〜数十nm程度の平均一次粒子径を有しており、ミクロン(μm)サイズの粒子に比べ、凝集しやすい。そのため、得られる銀ナノ粒子の表面が有機安定剤(保護剤)で被覆されるように、銀化合物の還元反応は有機安定剤の存在下で行われる。従来においては、個々の銀ナノ粒子同士の互いの間隔を確保するために、有機安定剤として比較的長鎖(例えば、炭素数8以上)の直鎖アルキルアミン化合物が用いられていた。   Silver nanoparticles have an average primary particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers, and are more easily aggregated than micron (μm) size particles. Therefore, the reduction reaction of the silver compound is performed in the presence of the organic stabilizer so that the surface of the obtained silver nanoparticles is coated with the organic stabilizer (protective agent). Conventionally, in order to ensure the space between individual silver nanoparticles, a relatively long chain (for example, having 8 or more carbon atoms) linear alkylamine compound has been used as an organic stabilizer.

一方、銀ナノ粒子は、該粒子を有機溶媒中に含む銀塗料組成物(銀インク、銀ペースト)とされる。導電性発現のためには、基材上への塗布後の焼成時において、有機安定剤は除去されて銀粒子が焼結することが必要である。焼成の温度が低ければ、有機安定剤は除去されにくくなる。銀粒子の焼結度合いが十分でなければ、低い抵抗値は得られない。すなわち、銀ナノ粒子の表面に存在する有機安定剤は、銀ナノ粒子の安定化に寄与するが、一方、銀ナノ粒子の焼結(特に、低温焼成での焼結)を妨げる。銀ナノ粒子の表面に存在する有機安定剤が多ければ、銀ナノ粒子の焼結はより妨げられる。   On the other hand, the silver nanoparticles are a silver coating composition (silver ink, silver paste) containing the particles in an organic solvent. In order to develop conductivity, it is necessary to remove the organic stabilizer and sinter the silver particles at the time of firing after coating on the substrate. If the firing temperature is low, the organic stabilizer is difficult to remove. If the degree of sintering of the silver particles is not sufficient, a low resistance value cannot be obtained. That is, the organic stabilizer present on the surface of the silver nanoparticles contributes to the stabilization of the silver nanoparticles, but prevents the silver nanoparticles from being sintered (particularly, sintering at low temperature firing). The more organic stabilizer present on the surface of the silver nanoparticles, the more hindered the sintering of the silver nanoparticles.

このように、銀ナノ粒子の安定化と、低温焼成での低抵抗値の発現とは、トレードオフの関係にある。   Thus, the stabilization of silver nanoparticles and the expression of a low resistance value at low temperature firing are in a trade-off relationship.

そこで、本発明の目的は、安定性に優れ、200℃以下の低温焼成によって優れた導電性(低い抵抗値)が発現する銀ナノ粒子、及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、前記銀ナノ粒子を含む銀塗料組成物を提供することにある。   Then, the objective of this invention is providing the silver nanoparticle which is excellent in stability, and the electroconductivity (low resistance value) expressed by low-temperature baking of 200 degrees C or less, and its manufacturing method. Moreover, the objective of this invention is providing the silver coating composition containing the said silver nanoparticle.

本発明者らは、安定剤として分枝脂肪族アミン化合物を用いると、安定性に優れ、200℃以下の低温焼成によって優れた導電性(低い抵抗値)が発現する銀ナノ粒子が得られることを見出した。   When the present inventors use a branched aliphatic amine compound as a stabilizer, it is possible to obtain silver nanoparticles that are excellent in stability and exhibit excellent conductivity (low resistance value) by low-temperature firing at 200 ° C. or lower. I found.

本発明には、以下の発明が含まれる。
(1) 銀含有ナノ粒子の製造方法であって、
銀化合物と、安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物とを混合し、混合物を得て、
前記混合物に、還元剤を添加し、
無溶媒の反応系において、前記銀化合物を前記還元剤と反応させて、銀含有ナノ粒子を形成する、
ことを含む銀含有ナノ粒子の製造方法。
The present invention includes the following inventions.
(1) A method for producing silver-containing nanoparticles,
A silver compound and a branched aliphatic amine compound as a stabilizer are mixed to obtain a mixture,
A reducing agent is added to the mixture;
In a solvent-free reaction system, the silver compound is reacted with the reducing agent to form silver-containing nanoparticles.
The manufacturing method of the silver containing nanoparticle containing this.

(2) 前記分枝脂肪族アミン化合物は、炭素数3〜16の分枝脂肪族第一級アミン化合物である、上記(1) に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   (2) The method for producing silver-containing nanoparticles according to (1), wherein the branched aliphatic amine compound is a branched aliphatic primary amine compound having 3 to 16 carbon atoms.

(3) 前記還元剤は、ヒドラジン化合物である、上記(1) 又は(2) に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   (3) The method for producing silver-containing nanoparticles according to (1) or (2), wherein the reducing agent is a hydrazine compound.

(4) 前記ヒドラジン化合物は、アシルモノヒドラジド化合物である、上記(3) に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   (4) The method for producing silver-containing nanoparticles according to the above (3), wherein the hydrazine compound is an acyl monohydrazide compound.

(5) 前記アシルモノヒドラジド化合物は、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
(ここで、Rは、H、又は炭化水素基を表す)
で表される、上記(4) に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。
(5) The acyl monohydrazide compound has the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
(Where R represents H or a hydrocarbon group)
The method for producing silver-containing nanoparticles according to (4) above, represented by:

(6) 前記アシルモノヒドラジド化合物は、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
(ここで、Rは、H、又は炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素基を表す)
で表される、上記(4) 又は(5) に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。
(6) The acyl monohydrazide compound has the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
(Here, R represents H or a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms)
The manufacturing method of the silver containing nanoparticle as described in said (4) or (5) represented by these.

(7) 前記アシルモノヒドラジド化合物は、ギ酸ヒドラジドHCO−NHNH2 、アセトヒドラジドCH3 CO−NHNH2 、プロパノヒドラジドCH3 CH2 CO−NHNH2 、ブタノヒドラジドCH3(CH2)2 CO−NHNH2 、2−メチルプロパノヒドラジド (CH3)2 CHCO−NHNH2 、ペンタノヒドラジドCH3(CH2)3 CO−NHNH2 、3−メチルブタノヒドラジド (CH3)2 CHCH2 CO−NHNH2 、及び2,2−ジメチルプロパノヒドラジド (CH3)3 CHCO−NHNH2 からなる群から選ばれる、上記(4) 〜(6) のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。 (7) The acyl mono hydrazide compounds, formic hydrazide HCO-NHNH 2, acethydrazide CH 3 CO-NHNH 2, propanohydrazide CH 3 CH 2 CO-NHNH 2 , butanoate hydrazide CH 3 (CH 2) 2 CO- NHNH 2, 2-methyl propanohydrazide (CH 3) 2 CHCO-NHNH 2, pentanoate hydrazide CH 3 (CH 2) 3 CO -NHNH 2, 3- methylbutanoate hydrazide (CH 3) 2 CHCH 2 CO -NHNH 2 and 2,2-dimethylpropanohydrazide (CH 3 ) 3 The method for producing silver-containing nanoparticles according to any one of (4) to (6), selected from the group consisting of CHCO—NHNH 2 .

(8) 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記分枝脂肪族アミン化合物を1〜10モル用いる、上記(1) 〜(7) のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   (8) The silver-containing nanoparticles according to any one of (1) to (7) above, wherein 1 to 10 moles of the branched aliphatic amine compound is used per 1 mole of silver atoms of the silver compound. Production method.

(9) 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記ヒドラジン化合物を0.4〜2モル用いる、上記(1) 〜(8) のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   (9) The method for producing silver-containing nanoparticles according to any one of (1) to (8), wherein 0.4 to 2 mol of the hydrazine compound is used per 1 mol of silver atoms of the silver compound. .

(10) 上記(1) 〜(9) のうちのいずれかに記載の製造方法により製造される銀含有ナノ粒子。   (10) Silver-containing nanoparticles produced by the production method according to any one of (1) to (9) above.

(11) 安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物を表面上に有する銀含有ナノ粒子。   (11) Silver-containing nanoparticles having a branched aliphatic amine compound as a stabilizer on the surface.

(12) 上記(1) 〜(9) のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀含有ナノ粒子、又は上記(11)に記載の銀含有ナノ粒子が有機溶剤中に分散されている銀塗料組成物。   (12) The silver-containing nanoparticles produced by the method according to any one of (1) to (9) above, or the silver-containing nanoparticles described in (11) above are dispersed in an organic solvent. Silver paint composition.

(13) 基材と、
前記基材上に、上記(1) 〜(9) のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀含有ナノ粒子、又は上記(11)に記載の銀含有ナノ粒子が有機溶剤中に分散されている銀塗料組成物が塗布され、焼成されてなる銀導電層と
を含む銀導電材料。焼成は、200℃以下の温度で行われる。
(13) a base material;
On the base material, the silver-containing nanoparticles produced by the method according to any one of (1) to (9) above, or the silver-containing nanoparticles described in the above (11) are dispersed in an organic solvent. A silver conductive material comprising: a silver conductive layer formed by applying and baking a coated silver coating composition. Firing is performed at a temperature of 200 ° C. or lower.

(14) 前記銀導電層は、パターン化されている、上記(13)に記載の銀導電材料。   (14) The silver conductive material according to (13), wherein the silver conductive layer is patterned.

(15) 基材上に、上記(1) 〜(9) のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀含有ナノ粒子、又は上記(11)に記載の銀含有ナノ粒子が有機溶剤中に分散されている銀塗料組成物を塗布し、その後、焼成して銀導電層を形成することを含む銀導電材料の製造方法。焼成は、200℃以下の温度で行われる。   (15) On a substrate, the silver-containing nanoparticles produced by the method according to any one of (1) to (9) above, or the silver-containing nanoparticles according to (11) above are in an organic solvent. A method for producing a silver conductive material, comprising: applying a silver coating composition dispersed in the substrate, and then baking to form a silver conductive layer. Firing is performed at a temperature of 200 ° C. or lower.

(16) 前記銀塗料組成物をパターン塗布し、その後、焼成してパターン化された銀導電層を形成する、上記(15)に記載の銀導電材料の製造方法。   (16) The method for producing a silver conductive material according to the above (15), wherein the silver coating composition is applied in a pattern and then baked to form a patterned silver conductive layer.

本発明において、有機安定剤として分枝脂肪族アミン化合物を用いると、直鎖脂肪族アミン化合物を用いた場合と比べ、分枝脂肪族基の立体的因子により銀粒子表面上へのより少ない付着量で銀粒子表面のより大きな面積を被覆することができる。そのため、銀粒子表面上へのより少ない付着量で、銀ナノ粒子の適度な安定化が得られる。焼成時において除去すべき有機安定剤の量が少ないので、200℃以下の低温での焼成の場合にも、有機安定剤を効率よく除去でき、銀粒子の焼結が十分に進行する。   In the present invention, when a branched aliphatic amine compound is used as the organic stabilizer, less adhesion to the surface of the silver particle due to a steric factor of the branched aliphatic group than when a linear aliphatic amine compound is used. Larger areas of the silver particle surface can be covered by the amount. Therefore, moderate stabilization of the silver nanoparticles can be obtained with a smaller amount of adhesion on the surface of the silver particles. Since the amount of the organic stabilizer to be removed at the time of firing is small, the organic stabilizer can be removed efficiently even when firing at a low temperature of 200 ° C. or less, and the sintering of silver particles proceeds sufficiently.

このようにして、本発明によれば、安定性に優れ、且つ200℃以下の低温焼成によって優れた導電性(低い抵抗値)が発現する銀ナノ粒子、及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、前記銀ナノ粒子を含む銀塗料組成物が提供される。   Thus, according to the present invention, there are provided silver nanoparticles that are excellent in stability and exhibit excellent conductivity (low resistance value) by low-temperature firing at 200 ° C. or less, and a method for producing the same. Moreover, according to this invention, the silver coating composition containing the said silver nanoparticle is provided.

実施例1で得られた銀ナノ粒子のTG−DTA測定結果を表すグラフである。4 is a graph showing a TG-DTA measurement result of silver nanoparticles obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた乾燥銀ナノ粒子粉末のSEM写真である。2 is a SEM photograph of the dry silver nanoparticle powder obtained in Example 1. 実施例1で得られた銀焼成膜の表面のSEM写真である。3 is a SEM photograph of the surface of the fired silver film obtained in Example 1. 実施例1で得られた銀ペーストの粘度測定結果を表すグラフである。3 is a graph showing the viscosity measurement results of the silver paste obtained in Example 1. 比較例1で得られた銀ナノ粒子のTG−DTA測定結果を表すグラフである。6 is a graph showing a TG-DTA measurement result of silver nanoparticles obtained in Comparative Example 1. 比較例1で得られた乾燥銀ナノ粒子粉末のSEM写真である。3 is a SEM photograph of dry silver nanoparticle powder obtained in Comparative Example 1.

本発明において、銀化合物と、安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物とを混合し、混合物を得て、
前記混合物に、還元剤を添加し、
無溶媒の反応系において、前記銀化合物を前記還元剤と反応させて、銀含有ナノ粒子を形成する、
ことにより、銀含有ナノ粒子を製造する。
In the present invention, a silver compound and a branched aliphatic amine compound as a stabilizer are mixed to obtain a mixture,
A reducing agent is added to the mixture;
In a solvent-free reaction system, the silver compound is reacted with the reducing agent to form silver-containing nanoparticles.
Thus, silver-containing nanoparticles are produced.

本明細書において、「ナノ粒子」なる用語は、一次粒子の大きさ(平均一次粒子径)が1000nm未満であることを意味している。また、粒子の大きさは、表面に存在(被覆)している安定剤を除外した大きさ(すなわち、銀自体の大きさ)を意図している。本発明において、銀ナノ粒子は、例えば0.5nm〜100nm、好ましくは0.5nm〜50nm、より好ましくは0.5nm〜25nm、さらに好ましくは0.5nm〜10nmの平均一次粒子径を有している。   In the present specification, the term “nanoparticle” means that the size of the primary particles (average primary particle diameter) is less than 1000 nm. Further, the size of the particle is intended to be a size excluding the stabilizer existing (coated) on the surface (that is, the size of silver itself). In the present invention, the silver nanoparticles have an average primary particle diameter of, for example, 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 50 nm, more preferably 0.5 nm to 25 nm, and still more preferably 0.5 nm to 10 nm. Yes.

銀化合物としては、酸化銀(I) 、酸化銀(II)、酢酸銀、硝酸銀、銀アセチルアセトナート、安息香酸銀、臭素酸銀、臭化銀、炭酸銀、塩化銀、クエン酸銀、フッ化銀、ヨウ素酸銀、ヨウ化銀、乳酸銀、亜硝酸銀、過塩素酸銀、リン酸銀、硫酸銀、硫化銀、トリフルオロ酢酸銀等を用いることができる。これらのうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Silver compounds include silver oxide (I), silver oxide (II), silver acetate, silver nitrate, silver acetylacetonate, silver benzoate, silver bromate, silver bromide, silver carbonate, silver chloride, silver citrate, fluorine Silver iodide, silver iodate, silver iodide, silver lactate, silver nitrite, silver perchlorate, silver phosphate, silver sulfate, silver sulfide, silver trifluoroacetate, and the like can be used. Among these, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

また、銀との複合物を得るために、銀以外の他の金属化合物を併用してもよい。他の金属としては、Al、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In、及びNi等が挙げられる。これらの目的とする金属を含む、金属酢酸塩、金属トリフルオロ酢酸塩、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属ヒドロカルビルスルホン酸塩等の金属塩化合物を用いることができる。銀複合物は、銀と1又は2以上の他の金属からなるものであり、Au−Ag、Ag−Cu、Au−Ag−Cu、Au−Ag−Pd等が例示される。金属全体を基準として、銀が少なくとも20重量%、通常は50重量%、例えば80重量%を占める。   Further, in order to obtain a composite with silver, other metal compounds other than silver may be used in combination. Examples of other metals include Al, Au, Pt, Pd, Cu, Co, Cr, In, and Ni. Metal salt compounds such as metal acetates, metal trifluoroacetates, metal halides, metal sulfates, metal nitrates, and metal hydrocarbyl sulfonates containing these desired metals can be used. The silver composite is composed of silver and one or more other metals, and examples thereof include Au—Ag, Ag—Cu, Au—Ag—Cu, and Au—Ag—Pd. Based on the total metal, silver accounts for at least 20% by weight, usually 50% by weight, for example 80% by weight.

本発明において、安定剤としては、分枝脂肪族アミン化合物を用いる。有機安定剤として分枝脂肪族アミン化合物を用いると、直鎖脂肪族アミン化合物を用いた場合と比べ、分枝脂肪族基の立体的因子により銀粒子表面上へのより少ない付着量で銀粒子表面のより大きな面積を被覆することができる。そのため、銀粒子表面上へのより少ない付着量で、銀ナノ粒子の適度な安定化が得られる。そうすると、焼成時において除去すべき有機安定剤の量が少ないので、200℃以下の低温での焼成の場合にも、有機安定剤を効率よく除去でき、銀粒子の焼結が十分に進行する。   In the present invention, a branched aliphatic amine compound is used as the stabilizer. When a branched aliphatic amine compound is used as an organic stabilizer, silver particles can be deposited with a smaller amount of adhesion on the surface of the silver particle due to a steric factor of the branched aliphatic group than when a linear aliphatic amine compound is used. A larger area of the surface can be covered. Therefore, moderate stabilization of the silver nanoparticles can be obtained with a smaller amount of adhesion on the surface of the silver particles. Then, since the amount of the organic stabilizer to be removed at the time of firing is small, the organic stabilizer can be efficiently removed even when firing at a low temperature of 200 ° C. or lower, and the silver particles are sufficiently sintered.

分枝脂肪族アミン化合物としては、例えば、イソプロピルアミン、イソブチルアミン、 sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、イソペンチルアミン、tert−ペンチルアミン、イソヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、tert−オクチルアミン等の炭素数3〜16、好ましくは炭素数3〜8の第一級アミンが挙げられる。また、シクロヘキシルアミンも分枝脂肪族アミン類似化合物として挙げられる。   Examples of branched aliphatic amine compounds include carbon such as isopropylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, isopentylamine, tert-pentylamine, isohexylamine, 2-ethylhexylamine, and tert-octylamine. A primary amine having 3 to 16, preferably 3 to 8 carbon atoms can be used. Cyclohexylamine is also exemplified as a branched aliphatic amine analog.

また、N,N−ジイソプロピルアミン、N,N−イソブチルアミン、N,N−イソペンチルアミン、N,N−イソヘキシルアミン、N,N−(2−エチルヘキシル)アミン等の第二級アミンが挙げられる。また、トリイソブチルアミン、トリイソペンチルアミン、トリイソヘキシルアミン、トリ(2−エチルヘキシル)アミン等の第三級アミンが挙げられる。   Also, secondary amines such as N, N-diisopropylamine, N, N-isobutylamine, N, N-isopentylamine, N, N-isohexylamine, N, N- (2-ethylhexyl) amine and the like can be mentioned. It is done. In addition, tertiary amines such as triisobutylamine, triisopentylamine, triisohexylamine, and tri (2-ethylhexyl) amine can be used.

これらの内でも、イソペンチルアミン、イソヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン等の主鎖の炭素数4〜6の分枝脂肪族モノアミン化合物が好ましい。主鎖の炭素数4〜6であると、銀ナノ粒子の適度な安定化が得られやすい。また、分枝脂肪族基の立体的因子の観点からは、N原子側から2番目の炭素原子において枝分かれしていることが有効である。分枝脂肪族アミン化合物として、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among these, branched aliphatic monoamine compounds having 4 to 6 carbon atoms in the main chain such as isopentylamine, isohexylamine, and 2-ethylhexylamine are preferable. When the main chain has 4 to 6 carbon atoms, appropriate stabilization of the silver nanoparticles is easily obtained. From the viewpoint of the steric factor of the branched aliphatic group, it is effective that the second carbon atom is branched from the N atom side. As a branched aliphatic amine compound, only 1 type may be used and it may be used in combination of 2 or more type.

前記分枝脂肪族アミン化合物は、還元されるべき前記銀化合物の銀原子に対して、モル比(前記分枝脂肪族アミン化合物/銀原子)で表して、例えば1〜10モル程度用いるとよく、好ましくは1.5〜8モル程度、より好ましくは2〜6モル程度用いるとよい。前記分枝脂肪族アミン化合物の量が前記モル比1よりも少ないと、生成してくる銀粒子への安定化効果が弱くなる傾向がある。一方、前記分枝脂肪族アミン化合物の量が前記モル比10よりも多いと、銀ナノ粒子表面の被覆が飽和する。   The branched aliphatic amine compound may be used in a molar ratio (the branched aliphatic amine compound / silver atom) with respect to the silver atom of the silver compound to be reduced, for example, about 1 to 10 mol. , Preferably about 1.5 to 8 mol, more preferably about 2 to 6 mol. If the amount of the branched aliphatic amine compound is less than the molar ratio 1, the stabilizing effect on the silver particles produced tends to be weak. On the other hand, when the amount of the branched aliphatic amine compound is larger than the molar ratio 10, the coating on the surface of the silver nanoparticles is saturated.

本発明において、安定剤として、前記分枝脂肪族アミン化合物の他に、直鎖脂肪族アミン化合物を併用してもよい。直鎖脂肪族アミン化合物としては、例えば、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、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン等の飽和脂肪族モノアミン; オレイルアミン等の不飽和脂肪族モノアミン等の第一級アミン;
N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、N,N−ジペンチルアミン、N,N−ジヘキシルアミン、N,N−ジペプチルアミン、N,N−ジオクチルアミン、N,N−ジノニルアミン、N,N−ジデシルアミン、N,N−ジウンデシルアミン、N,N−ジドデシルアミン、N−メチル−N−プロピルアミン、N−エチル−N−プロピルアミン、N−プロピル−N−ブチルアミン等の第二級アミン;
トリブチルアミン、トリヘキシルアミン等の第三級アミンが挙げられる。
In the present invention, in addition to the branched aliphatic amine compound, a linear aliphatic amine compound may be used in combination as a stabilizer. Examples of linear aliphatic amine compounds include butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine Saturated aliphatic monoamines such as amine, heptadecylamine, octadecylamine; primary amines such as unsaturated aliphatic monoamines such as oleylamine;
N, N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, N, N-dipentylamine, N, N-dihexylamine, N, N-dipeptylamine, N, N-dioctylamine, N, N-dinonylamine, N, Secondary such as N-didecylamine, N, N-diundecylamine, N, N-didodecylamine, N-methyl-N-propylamine, N-ethyl-N-propylamine, N-propyl-N-butylamine Amines;
Tertiary amines such as tributylamine and trihexylamine can be mentioned.

しかしながら、直鎖脂肪族アミン化合物を用いる場合には、前記分枝脂肪族アミン化合物の効果を損なわない程度の使用量とすべきである。すなわち、直鎖脂肪族アミン化合物を多く用いると、これには立体的因子による被覆効果が期待できないので、結果的に、銀粒子に付着するアミン化合物の全体量が多くなる。そのため、焼成時において除去すべきアミン化合物の量が多くなり、銀粒子の焼結の妨げとなる。直鎖脂肪族アミン化合物を用いる必要はなく、用いる場合には、前記分枝脂肪族アミン化合物に対して10モル%まで、好ましくは5モル%までの量とすべきである。   However, when a linear aliphatic amine compound is used, it should be used in an amount that does not impair the effects of the branched aliphatic amine compound. That is, if a large amount of linear aliphatic amine compound is used, a coating effect due to a steric factor cannot be expected, and as a result, the total amount of amine compound adhering to the silver particles increases. Therefore, the amount of the amine compound to be removed during firing increases, which hinders the sintering of silver particles. It is not necessary to use a linear aliphatic amine compound, and if used, the amount should be up to 10 mol%, preferably up to 5 mol%, based on the branched aliphatic amine compound.

本発明において、安定剤として、前記分枝脂肪族アミン化合物の他に、有機カルボン酸化合物を併用してもよい。有機カルボン酸化合物を用いることにより、銀ナノ粒子の安定性、特に有機溶剤中に分散された塗料状態での安定性が向上することがある。   In the present invention, in addition to the branched aliphatic amine compound, an organic carboxylic acid compound may be used in combination as a stabilizer. By using an organic carboxylic acid compound, the stability of silver nanoparticles, particularly the stability in a paint state dispersed in an organic solvent, may be improved.

有機カルボン酸化合物としては、飽和又は不飽和の脂肪族カルボン酸が用いられる。例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、エイコセン酸等の炭素数4以上の飽和脂肪族モノカルボン酸; オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、パルミトレイン酸等の炭素数8以上の不飽和脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。   As the organic carboxylic acid compound, a saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acid is used. For example, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanoic acid, nonadecanoic acid, Examples thereof include saturated aliphatic monocarboxylic acids having 4 or more carbon atoms such as icosanoic acid and eicosenoic acid; unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 or more carbon atoms such as oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, and palmitoleic acid.

前記有機カルボン酸化合物は、用いる前記分枝脂肪族アミン化合物の量にもよるが、還元されるべき前記銀化合物の銀原子に対して、モル比(前記有機カルボン酸/銀原子)で表して、例えば0.05〜10モル程度用いるとよく、好ましくは0.1〜5モル、より好ましくは0.5〜2モル用いるとよい。前記有機カルボン酸の量が前記モル比0.05よりも少ないと、前記カルボン酸の添加による分散状態での安定性向上効果は弱い。一方、前記有機カルボン酸の量が前記モル比10に達すると、分散状態での安定性向上効果が飽和する。ただし、有機カルボン酸化合物を用いなくてもよい。   The organic carboxylic acid compound is represented by a molar ratio (the organic carboxylic acid / silver atom) based on the silver atom of the silver compound to be reduced, depending on the amount of the branched aliphatic amine compound used. For example, about 0.05 to 10 moles may be used, preferably 0.1 to 5 moles, and more preferably 0.5 to 2 moles. When the amount of the organic carboxylic acid is less than the molar ratio 0.05, the effect of improving the stability in a dispersed state by the addition of the carboxylic acid is weak. On the other hand, when the amount of the organic carboxylic acid reaches the molar ratio 10, the effect of improving the stability in the dispersed state is saturated. However, the organic carboxylic acid compound may not be used.

本発明において、還元剤として、上述した銀化合物、及び用いる場合には銀以外の他の金属化合物に対して還元剤として機能する適切な還元剤を用いることができる。還元剤として、例えば、ホウ素化合物、ヒドラジン化合物を用いることができる。ヒドラジン化合物には、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、ヒドラジンの塩及び水和物、ヒドラジン誘導体の塩及び水和物が含まれる。   In the present invention, as the reducing agent, the above-described silver compound, and when used, an appropriate reducing agent that functions as a reducing agent for other metal compounds other than silver can be used. As the reducing agent, for example, boron compounds and hydrazine compounds can be used. Hydrazine compounds include hydrazine, hydrazine derivatives, hydrazine salts and hydrates, and hydrazine derivative salts and hydrates.

ヒドラジン誘導体とは、ヒドラジンの一方の窒素原子あるいは両方の窒素原子それぞれが、独立して同一の又は異なる置換基によって、1置換又は2置換された化合物である。ヒドラジン誘導体には、ベンジルヒドラジン、フェニルヒドラジンなどのヒドロカルビルヒドラジン; アシルヒドラジド; カルバゼート又ヒドラジノカルボキシレート; スルホノヒドラジド等が含まれる。   A hydrazine derivative is a compound in which one or both nitrogen atoms of hydrazine are independently mono- or di-substituted with the same or different substituents. Hydrazine derivatives include hydrocarbyl hydrazines such as benzyl hydrazine and phenyl hydrazine; acyl hydrazides; carbazates or hydrazinocarboxylates; sulfonohydrazides and the like.

本発明において、還元剤として、常温(15℃〜25℃)において固体であるアシルモノヒドラジド化合物を用いることができる。   In the present invention, an acyl monohydrazide compound that is solid at room temperature (15 ° C. to 25 ° C.) can be used as the reducing agent.

前記アシルモノヒドラジド化合物は、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
で表される。ここで、Rは、H、又は炭化水素基を表す。炭化水素基には、脂肪族炭化水素基、及び芳香族炭化水素基が含まれる。前記アシルモノヒドラジド化合物は、対応するカルボン酸のエステルとヒドラジン水和物(ヒドラジンヒドラート)との反応により、あるいは、対応するカルボン酸塩化物又はカルボン酸無水物とヒドラジンとの反応により合成される。
The acyl monohydrazide compound has the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
It is represented by Here, R represents H or a hydrocarbon group. The hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The acyl monohydrazide compound is synthesized by reacting a corresponding ester of a carboxylic acid with hydrazine hydrate (hydrazine hydrate) or by reacting a corresponding carboxylic acid chloride or carboxylic anhydride with hydrazine. .

Rが表す脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル基等が挙げられる。Rが表す芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基等が挙げられる。また、これら脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基は、クロル、ブロモ等のハロゲン基、ニトロ基などの置換基を有している場合もある。前記アシルモノヒドラジド化合物のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, and octyl groups. Examples of the aromatic hydrocarbon group represented by R include a phenyl group. In addition, these aliphatic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups may have a substituent such as a halogen group such as chloro and bromo, and a nitro group. Among the acyl monohydrazide compounds, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明において、好ましい還元剤として、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
で表されるアシルモノヒドラジド化合物を用いる。ここで、Rは、H、又は炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素基を表す。
In the present invention, as a preferred reducing agent, the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
The acyl monohydrazide compound represented by these is used. Here, R represents H or a C1-C4 saturated aliphatic hydrocarbon group.

前記好ましいアシルモノヒドラジド化合物は、ギ酸ヒドラジド、アセトヒドラジド、プロパノヒドラジド、ブタノヒドラジド、2−メチルプロパノヒドラジド、ペンタノヒドラジド、3−メチルブタノヒドラジド、及び2,2−ジメチルプロパノヒドラジドからなる群から選ぶとよい。前記アシルモノヒドラジド化合物のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Said preferred acyl monohydrazide compounds are formic hydrazide, acetohydrazide, propanohydrazide, butanohydrazide, 2-methylpropanohydrazide, pentanohydrazide, 3-methylbutanohydrazide and 2,2-dimethylpropanohydrazide. Choose from the following group. Among the acyl monohydrazide compounds, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

前記の好ましいアシルモノヒドラジド化合物に対応するカルボン酸の沸点を以下に示す。
・ギ酸ヒドラジド HCO−NHNH2
ギ酸 HCOOH (bp. 100.8℃)
・アセトヒドラジド CH3 CO−NHNH2
酢酸 CH3 COOH (bp. 118℃)
・プロパノヒドラジド CH3 CH2 CO−NHNH2
プロピオン酸 CH3 CH2 COOH (bp. 141.1℃)
・ブタノヒドラジド CH3(CH2)2 CO−NHNH2
ブタン酸(酪酸) CH3(CH2)2 COOH (bp. 163.5℃)
・2−メチルプロパノヒドラジド (CH3)2 CHCO−NHNH2
イソ酪酸 (CH3)2 CHCOOH (bp. 152〜155℃)
・ペンタノヒドラジド CH3(CH2)3 CO−NHNH2
ペンタン酸(吉草酸) CH3(CH2)3 COOH (bp. 186〜187℃)
・3−メチルブタノヒドラジド (CH3)2 CHCH2 CO−NHNH2
イソ吉草酸 (CH3)2 CHCH2 COOH (bp. 175〜177℃)
・2,2−ジメチルプロパノヒドラジド (CH3)3 CHCO−NHNH2
ピバル酸 (CH3)3 CHCOOH (bp. 163.8℃)
The boiling points of the carboxylic acids corresponding to the preferred acyl monohydrazide compounds are shown below.
・ Formic acid hydrazide HCO-NHNH 2
Formic acid HCOOH (bp. 100.8 ° C)
Acetohydrazide CH 3 CO—NHNH 2
Acetic acid CH 3 COOH (bp. 118 ° C)
Propanohydrazide CH 3 CH 2 CO-NHNH 2
Propionic acid CH 3 CH 2 COOH (bp. 141.1 ° C.)
- butanoate hydrazide CH 3 (CH 2) 2 CO -NHNH 2
Butanoic acid (butyric acid) CH 3 (CH 2 ) 2 COOH (bp. 163.5 ° C.)
- 2-methylpropanoate hydrazide (CH 3) 2 CHCO-NHNH 2
Isobutyric acid (CH 3 ) 2 CHCOOH (bp. 152-155 ° C.)
・ Pentanohydrazide CH 3 (CH 2 ) 3 CO—NHNH 2
Pentanoic acid (valeric acid) CH 3 (CH 2 ) 3 COOH (bp. 186-187 ° C.)
- 3-methylbutanoate hydrazide (CH 3) 2 CHCH 2 CO -NHNH 2
Isovaleric acid (CH 3 ) 2 CHCH 2 COOH (bp. 175-177 ° C.)
2,2-dimethyl propanohydrazide (CH 3) 3 CHCO-NHNH 2
Pivalic acid (CH 3 ) 3 CHCOOH (bp. 163.8 ° C.)

銀化合物の還元剤として上記好ましいアシルモノヒドラジド化合物(RCONHNH2 ,R:炭素数1〜4)を用いると、銀化合物が還元されると共に銀ナノ粒子が生成する。前記アシルモノヒドラジド化合物の酸化体(RCON=NHのような化学種)は還元により生成した銀ナノ粒子の表面に吸着あるいは表面近傍に存在し、用いられた有機安定剤(分枝脂肪族アミン)と共に銀ナノ粒子の安定剤ないしは保護剤としての機能を果たすと考えられる。そして、銀ナノ粒子の焼成時において、200℃以下の低温(例えば100℃〜200℃)においても前記アシルモノヒドラジド化合物の酸化体が熱分解し、前記アシル基に対応するカルボン酸(RCOOH)と窒素分子(N2 )とを生じさせる。この際に、200℃以下の低温においても前記アシルモノヒドラジド化合物の酸化体の熱分解が容易に起こるように、上記好ましいアシルモノヒドラジド化合物(RCONHNH2 ,R:炭素数1〜4)を用いることが有効である。すなわち、対応するカルボン酸の沸点が200℃以下であるような前記アシルモノヒドラジド化合物が有効であると考えられる。このことから、より低温(例えば100℃〜180℃、好ましくは150℃〜180℃)での焼成によっても、前記アシルモノヒドラジド化合物の酸化体の熱分解が容易に起こるために、前記アシルモノヒドラジド化合物としては、ギ酸ヒドラジド、アセトヒドラジド、プロパノヒドラジドがさらに好ましい。 When the preferable acyl monohydrazide compound (RCONHNH 2 , R: carbon number of 1 to 4) is used as a reducing agent for the silver compound, the silver compound is reduced and silver nanoparticles are generated. Oxidized acyl monohydrazide compound (chemical species such as RCON = NH) is adsorbed on or near the surface of silver nanoparticles produced by reduction, and used organic stabilizer (branched aliphatic amine). At the same time, it is thought to function as a stabilizer or protective agent for silver nanoparticles. When the silver nanoparticles are fired, the oxidant of the acyl monohydrazide compound is thermally decomposed even at a low temperature of 200 ° C. or less (eg, 100 ° C. to 200 ° C.), and the carboxylic acid (RCOOH) corresponding to the acyl group This produces nitrogen molecules (N 2 ). At this time, the preferable acyl monohydrazide compound (RCONHNH 2 , R: carbon number of 1 to 4) is used so that the thermal decomposition of the oxidized form of the acyl monohydrazide compound easily occurs even at a low temperature of 200 ° C. or lower. Is effective. That is, the acyl monohydrazide compound in which the corresponding carboxylic acid has a boiling point of 200 ° C. or less is considered effective. From this, since the thermal decomposition of the oxidized form of the acyl monohydrazide compound easily occurs even when firing at a lower temperature (for example, 100 ° C. to 180 ° C., preferably 150 ° C. to 180 ° C.), the acyl monohydrazide As the compound, formic hydrazide, acetohydrazide, and propanohydrazide are more preferable.

前記アシルモノヒドラジド化合物の酸化体の熱分解により遊離した対応するカルボン酸(RCOOH)は、用いられた有機安定剤(分枝脂肪族アミン)の銀ナノ粒子の表面における存在状態を不安定化させ、有機安定剤の銀ナノ粒子表面からの脱離を促進させる。   The corresponding carboxylic acid (RCOOH) liberated by thermal decomposition of the oxidant of the acyl monohydrazide compound destabilizes the presence state of the used organic stabilizer (branched aliphatic amine) on the surface of the silver nanoparticles. Promotes desorption of the organic stabilizer from the surface of the silver nanoparticles.

例えば、還元剤としてアセトヒドラジドを用いると、150℃〜180℃程度の低温焼成工程において、銀ナノ粒子の表面の保護剤被覆層中において、アセトヒドラジド酸化体の熱分解によって酢酸(bp. 118℃)及び窒素分子が発生する。発生した酢酸は焼成温度において蒸気状態であり、保護剤被覆層を形成している有機安定剤(分枝脂肪族アミン)の存在状態を不安定化させ、有機安定剤の銀ナノ粒子表面からの脱離を促進させると考えられる。   For example, when acetohydrazide is used as the reducing agent, acetic acid (bp. 118 ° C.) is obtained by thermal decomposition of the oxidized acetohydrazide in the protective agent coating layer on the surface of the silver nanoparticles in a low temperature baking process of about 150 ° C. to 180 ° C. ) And nitrogen molecules are generated. The generated acetic acid is in a vapor state at the calcination temperature, destabilizes the presence of the organic stabilizer (branched aliphatic amine) forming the protective agent coating layer, and the organic stabilizer from the surface of the silver nanoparticles is destabilized. It is thought that detachment is promoted.

その結果、200℃以下の低温での焼成の場合にも、保護剤被覆層が除去されて、銀粒子の焼結が十分に進行すると考えられる。このようにして、還元剤として、上記好ましいアシルモノヒドラジド化合物(RCONHNH2 ;R:C数1〜5)を用いると、本発明で得られる銀ナノ粒子は、安定性に優れると共に、200℃以下の低温焼成によって優れた導電性が発現する。 As a result, even in the case of firing at a low temperature of 200 ° C. or lower, it is considered that the protective agent coating layer is removed and the silver particles are sufficiently sintered. Thus, when the preferable acyl monohydrazide compound (RCONHNH 2 ; R: C number of 1 to 5) is used as the reducing agent, the silver nanoparticles obtained in the present invention are excellent in stability and at 200 ° C. or lower. Excellent conductivity is exhibited by low-temperature firing.

前記アシルモノヒドラジド化合物は、還元されるべき前記銀化合物の銀原子に対して、モル比(前記アシルモノヒドラジド/銀原子)で表して、例えば0.4〜2モル程度用いるとよく、好ましくは0.5〜1.5モル、より好ましくは0.55〜1.1モル用いるとよい。前記アシルモノヒドラジド化合物の量が前記モル比0.4よりも少ないと、銀イオンの還元が十分できずに銀ナノ粒子の収率が低下する傾向がある。一方、前記アシルモノヒドラジド化合物の量が前記モル比2よりも多いと、過剰に加えた還元剤(アシルモノヒドラジド化合物)が無駄となり経済的でないばかりか、還元反応の条件によっては望まない副反応が生じて目的の銀ナノ粒子の物性を損なう恐れがある。   The acyl monohydrazide compound may be used in a molar ratio (said acyl monohydrazide / silver atom) with respect to the silver atom of the silver compound to be reduced. 0.5 to 1.5 mol, more preferably 0.55 to 1.1 mol may be used. If the amount of the acyl monohydrazide compound is less than the molar ratio of 0.4, silver ions cannot be sufficiently reduced, and the yield of silver nanoparticles tends to decrease. On the other hand, if the amount of the acyl monohydrazide compound is larger than the molar ratio 2, an excessively added reducing agent (acyl monohydrazide compound) is wasted, which is not economical, and may be an undesirable side reaction depending on the conditions of the reduction reaction. May occur and the physical properties of the target silver nanoparticles may be impaired.

本発明において、まず、溶媒を用いることなく、銀化合物と分枝脂肪族アミン化合物を混合して、混合物を得る。   In the present invention, first, a silver compound and a branched aliphatic amine compound are mixed without using a solvent to obtain a mixture.

安定剤として、上記有機アミン化合物に有機カルボン酸化合物を併用する場合には、銀化合物と有機アミン化合物とを混合した後、その混合物に有機カルボン酸化合物を添加するとよい。   As a stabilizer, when an organic carboxylic acid compound is used in combination with the organic amine compound, a silver compound and an organic amine compound are mixed, and then the organic carboxylic acid compound is added to the mixture.

銀化合物と、分枝脂肪族アミン化合物との混合は、通常、室温(25℃程度)にて行うとよい。混合後に攪拌することにより錯形成し、均一な溶液状態が得られる。有機カルボン酸化合物を用いる場合には、銀化合物と前記アミン化合物とを混合した後、室温(25℃程度)にて、又はその混合物を25℃〜60℃程度に加熱して、有機カルボン酸を添加してもよい。   The mixing of the silver compound and the branched aliphatic amine compound is usually performed at room temperature (about 25 ° C.). By stirring after mixing, complex formation occurs, and a uniform solution state is obtained. When using an organic carboxylic acid compound, after mixing the silver compound and the amine compound, the organic carboxylic acid is heated at room temperature (about 25 ° C.) or by heating the mixture to about 25 ° C. to 60 ° C. It may be added.

次に、得られた混合物に、溶媒を用いることなく、還元剤としてヒドラジン化合物を添加する。フェニルヒドラジンは常温にて液体であるが、上記炭素数1〜5のアシルモノヒドラジド化合物(Rの炭素数1〜4)は常温にて固体である。この際、アシルモノヒドラジド化合物を粉体状態で添加する。粉体状態のまま添加すると、還元反応が温和に進行して銀ナノ粒子の過度の凝集を極力防ぐことができる利点がある。この理由は、還元剤としてアシルモノヒドラジド化合物を粉体状態で添加して還元反応を無溶媒系にて行うと、すると、粉体の溶解と共に銀化合物の還元反応が徐々に進行するためと推測される。   Next, a hydrazine compound is added as a reducing agent to the obtained mixture without using a solvent. Phenylhydrazine is liquid at room temperature, but the above-mentioned acyl monohydrazide compound having 1 to 5 carbon atoms (R 1 to 4 carbon atoms) is solid at room temperature. At this time, the acyl monohydrazide compound is added in a powder state. When added in the powder state, there is an advantage that the reduction reaction proceeds mildly and excessive aggregation of silver nanoparticles can be prevented as much as possible. The reason for this is presumed that when a reduction reaction is carried out in a solvent-free system by adding an acyl monohydrazide compound as a reducing agent in a powder state, the reduction reaction of the silver compound gradually proceeds as the powder dissolves. Is done.

また、アシルモノヒドラジド化合物を粉体状態で添加し、還元反応を無溶媒系にて行うと、有機溶剤を用いる場合に比べ、反応系全体の容量を低減できる利点もある。そのため、反応容積当たりの高い銀ナノ粒子収量が得られる。   Further, when the acyl monohydrazide compound is added in a powder state and the reduction reaction is performed in a solventless system, there is an advantage that the capacity of the entire reaction system can be reduced as compared with the case of using an organic solvent. Therefore, a high silver nanoparticle yield per reaction volume is obtained.

ヒドラジン化合物の添加後、混合物を攪拌することによって、場合によっては25℃〜60℃程度の加熱下で攪拌することによって、前記銀化合物を前記ヒドラジン化合物と反応させて、銀ナノ粒子を形成する。銀ナノ粒子は粒子の凝集体として得られる。   After the addition of the hydrazine compound, the silver compound is reacted with the hydrazine compound by stirring the mixture, and optionally stirring with heating at about 25 ° C. to 60 ° C. to form silver nanoparticles. Silver nanoparticles are obtained as an aggregate of particles.

この方法により、銀ナノ粒子組成物が形成される。続いて、銀ナノ粒子の沈降、適切な溶剤(水、又は有機溶剤)によるデカンテーション・洗浄操作を行い、その後、乾燥することによって、安定な銀ナノ粒子の凝集体の粉体を得る。   By this method, a silver nanoparticle composition is formed. Subsequently, sedimentation of silver nanoparticles, decantation / washing operation with an appropriate solvent (water or organic solvent) is performed, and then drying is performed to obtain a stable powder of aggregates of silver nanoparticles.

デカンテーション・洗浄操作には、水、又は有機溶剤を用いる。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のようなアルコール溶剤、それらの混合溶剤を用いるとよい。   For the decantation / cleaning operation, water or an organic solvent is used. As the organic solvent, for example, an alcohol solvent such as methanol, ethanol, propanol, butanol, or a mixed solvent thereof may be used.

得られた銀ナノ粒子の粉体を、適切な有機溶剤(分散媒体)中に分散させることにより、銀塗料組成物を作製することができる。銀塗料組成物を得るための有機溶剤としては、銀ペーストを得るためにテルピオネールCのようなテルペン系溶剤等が挙げられる。所望の銀塗料組成物の濃度や粘性に応じて、有機溶剤の量を適宜定めるとよい。   A silver coating composition can be prepared by dispersing the obtained silver nanoparticle powder in a suitable organic solvent (dispersion medium). Examples of the organic solvent for obtaining the silver coating composition include terpene solvents such as Terpionel C for obtaining a silver paste. The amount of the organic solvent may be appropriately determined according to the concentration and viscosity of the desired silver coating composition.

本発明により得られた銀ナノ粒子凝集体を含む銀塗料組成物は、安定性に優れている。例えば、60重量%の銀濃度において、室温で融着を起こすことなく安定である。   The silver coating composition containing the silver nanoparticle aggregate obtained by the present invention is excellent in stability. For example, at a silver concentration of 60% by weight, it is stable without causing fusion at room temperature.

調製された銀塗料組成物を基材上に塗布し、その後、200℃以下、例えば100℃〜180℃、好ましくは150℃〜180℃の温度で焼成する。   The prepared silver coating composition is applied onto a substrate and then baked at a temperature of 200 ° C. or lower, for example, 100 ° C. to 180 ° C., preferably 150 ° C. to 180 ° C.

塗布は、スピンコート、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ディスペンサ印刷、凸版印刷(フレキソ印刷)、昇華型印刷、オフセット印刷、レーザープリンタ印刷(トナー印刷)、凹版印刷(グラビア印刷)、コンタクト印刷、マイクロコンタクト印刷などの公知の方法により行うことができる。印刷技術を用いると、パターン化された銀塗料組成物の塗布層が得られ、焼成により、パターン化された銀導電層が得られる。   Application is spin coating, inkjet printing, screen printing, dispenser printing, letterpress printing (flexographic printing), sublimation printing, offset printing, laser printer printing (toner printing), intaglio printing (gravure printing), contact printing, microcontact printing It can carry out by well-known methods, such as. When a printing technique is used, a coated layer of a patterned silver coating composition is obtained, and a patterned silver conductive layer is obtained by firing.

焼成は、200℃以下、例えば100℃〜180℃、好ましくは150℃〜180℃の温度で行うことができる。焼成時間は、銀塗料組成物の塗布量などを考慮して、適宜定めるとよく、例えば10分〜2時間、好ましくは15分〜1.5時間、より好ましくは30分〜1時間とするとよい。   Firing can be performed at a temperature of 200 ° C. or less, for example, 100 ° C. to 180 ° C., preferably 150 ° C. to 180 ° C. The firing time may be appropriately determined in consideration of the coating amount of the silver coating composition, for example, 10 minutes to 2 hours, preferably 15 minutes to 1.5 hours, more preferably 30 minutes to 1 hour. .

本発明において得られる銀含有ナノ粒子は、その表面上に安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物を有している。分枝脂肪族アミン化合物の銀粒子の表面当たりの付着量は、その立体因子により、直鎖脂肪族アミン化合物を用いた場合に比べ少ない。すなわち、より少ない付着量でより銀粒子の大きな表面積を被覆する。そのため、このような低温での焼成工程によっても、効率よくアミン化合物を除去することができ、銀粒子の焼結が十分に進行する。   The silver-containing nanoparticles obtained in the present invention have a branched aliphatic amine compound as a stabilizer on the surface thereof. Due to the steric factor, the amount of the branched aliphatic amine compound attached to the surface of the silver particles is small compared to the case where the linear aliphatic amine compound is used. That is, a larger surface area of silver particles is coated with a smaller amount of adhesion. For this reason, the amine compound can be efficiently removed even by such a low-temperature firing step, and the silver particles are sufficiently sintered.

銀化合物の還元剤として上記好ましいアシルモノヒドラジド化合物(RCONHNH2 ,R:炭素数1〜4)を用いると、このような低温での焼成工程によっても、銀粒子の焼結がさらに進行しやすい。その結果、優れた導電性(低い抵抗値)が発現する。バルク銀(バルク銀の抵抗値:1.6μΩcm)と同等レベルの低い抵抗値(例えば、3〜10μΩcm)を有する銀導電層が形成される。 When the above-mentioned preferable acyl monohydrazide compound (RCONHNH 2 , R: carbon number 1 to 4) is used as the reducing agent for the silver compound, the silver particles are more likely to be sintered by such a low-temperature firing step. As a result, excellent conductivity (low resistance value) is exhibited. A silver conductive layer having a low resistance value (for example, 3 to 10 μΩcm) equivalent to that of bulk silver (bulk silver resistance value: 1.6 μΩcm) is formed.

低温での焼成が可能であるので、基材として、ガラス製基材、ポリイミド系フィルムのような耐熱性プラスチック基材の他に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムのような汎用のプラスチック基材を好適に用いることができる。   Since it can be fired at low temperatures, as a substrate, in addition to a glass substrate, a heat-resistant plastic substrate such as a polyimide film, a polyethylene terephthalate (PET) film, a polyethylene naphthalate (PEN) film, etc. A general-purpose plastic substrate can be suitably used.

本発明の銀導電材料は、電磁波制御材、回路基板、アンテナ、放熱板、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、ICカード、ICタグ、太陽電池、LED素子、有機トランジスタ、コンデンサー(キャパシタ)、電子ペーパー、フレキシブル電池、フレキシブルセンサ、メンブレンスイッチ、タッチパネル、EMIシールド等に適用することができる。   The silver conductive material of the present invention includes an electromagnetic wave control material, a circuit board, an antenna, a heat sink, a liquid crystal display, an organic EL display, a field emission display (FED), an IC card, an IC tag, a solar cell, an LED element, an organic transistor, and a capacitor. (Capacitor), electronic paper, flexible battery, flexible sensor, membrane switch, touch panel, EMI shield, etc.

銀導電層の厚みは、目的とする用途に応じて適宜定めるとよい。例えば5nm〜30μm、好ましくは500nm〜25μm、より好ましくは1μm〜20μmの範囲から選択するとよい。   The thickness of the silver conductive layer may be appropriately determined according to the intended use. For example, it may be selected from the range of 5 nm to 30 μm, preferably 500 nm to 25 μm, more preferably 1 μm to 20 μm.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。まず、各測定方法について示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. First, each measurement method will be described.

[銀ナノ粒子中の有機物及び銀の含有量]
得られた銀ナノ粒子粉末サンプルを50ml/minの空気気流下で、5℃/分の昇温速度で、35℃〜550℃まで加熱処理した。この際の重量減少が、有機物重量に相当する。
加熱処理前の銀ナノ粒子粉末の重量:W0 (g)
加熱処理後の銀ナノ粒子粉末の重量:W1 (g)
とすると、
有機物含有量a(wt%)=[(W0 −W1 )/W0 ]×100
銀含有量b(wt%)=[W1 /W0 ]×100
として算出される。
[Content of organic substance and silver in silver nanoparticles]
The obtained silver nanoparticle powder sample was heat-treated from 35 ° C. to 550 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min in an air stream of 50 ml / min. The weight reduction at this time corresponds to the weight of the organic matter.
Weight of silver nanoparticle powder before heat treatment: W 0 (g)
Weight of silver nanoparticle powder after heat treatment: W 1 (g)
Then,
Organic content a (wt%) = [(W 0 −W 1 ) / W 0 ] × 100
Silver content b (wt%) = [W 1 / W 0 ] × 100
Is calculated as

[銀ナノ粒子合成における銀換算収率]
銀ナノ粒子合成において得られた乾燥銀ナノ粒子の重量:Wy (g)、出発物質の酢酸銀中の銀の重量:Ws (g)、及び上記の有機物含有量a及び銀含有量bから、次のように算出される。
銀換算収率(%)={[Wy ×b/(a+b)]/Ws }×100
[Yield in terms of silver in silver nanoparticle synthesis]
From the weight of dry silver nanoparticles obtained in the synthesis of silver nanoparticles: Wy (g), the weight of silver in the starting silver acetate: Ws (g), and the organic content a and the silver content b described above, It is calculated as follows.
Silver conversion yield (%) = {[Wy × b / (a + b)] / Ws} × 100

[TG−DTA(示差熱熱重量同時分析)]
得られた銀ナノ粒子粉末サンプルを、SII社製TG/DTA6300を用いて50ml/minの空気気流下で、5℃/分の昇温速度で、35℃〜550℃まで加熱して、その重量を測定し、昇温温度におけるサンプルに対し重量減少量を%で求めた。
[TG-DTA (differential thermogravimetric simultaneous analysis)]
The obtained silver nanoparticle powder sample was heated from 35 ° C. to 550 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min under an air stream of 50 ml / min using TG / DTA6300 manufactured by SII. Was measured, and the amount of weight loss with respect to the sample at the elevated temperature was determined in%.

[乾燥銀ナノ粒子粉末の走査型電子顕微鏡による観察]
乾燥銀ナノ粒子粉末を定法により走査型電子顕微鏡(日本電子社製JSM−6700F)を用いて観察した。
[Observation of dry silver nanoparticle powder by scanning electron microscope]
The dried silver nanoparticle powder was observed by a conventional method using a scanning electron microscope (JSM-6700F manufactured by JEOL Ltd.).

[銀焼成膜の断面の走査型電子顕微鏡による観察]
得られた銀焼成膜を切断して、その断面を定法により走査型電子顕微鏡(日本電子社製JSM−6700F)を用いて観察した。
[Observation of the cross section of the fired silver film with a scanning electron microscope]
The obtained silver fired film was cut, and the cross section was observed by a conventional method using a scanning electron microscope (JSM-6700F manufactured by JEOL Ltd.).

[銀焼成膜の比抵抗値]
得られた銀焼成膜について、4端子法(ロレスタGP MCP−T610)を用いて測定した。この装置の測定範囲限界は、107 Ωcmである。
[Specific resistance value of the fired silver film]
The obtained silver fired film was measured using a four-terminal method (Loresta GP MCP-T610). The measuring range limit of this device is 10 7 Ωcm.

[銀ペーストの粘度]
回転型レオメーターMCR301(アントンパール社製)を用いて測定した。
[Viscosity of silver paste]
Measurement was performed using a rotary rheometer MCR301 (manufactured by Anton Paar).

[実施例1]
(銀ナノ粒子の合成)
酢酸銀5.0g(30mmol)に2−エチルヘキシルアミン23.2g(180mmol)を添加し、25℃で攪拌して錯形成させ均一な混合溶液を調製した。この混合溶液にアセトヒドラジド1.1g(15mmol)を粉末で添加し、25℃で2時間攪拌して反応させたところ、反応液は徐々に茶色へと変色すると共に、銀ナノ粒子凝集物が析出した。このようにして、銀ナノ粒子凝集物を含んでいる反応混合物(A)を得た。
[Example 1]
(Synthesis of silver nanoparticles)
2-ethylhexylamine (23.2 g, 180 mmol) was added to silver acetate (5.0 g, 30 mmol), and the mixture was stirred at 25 ° C. to form a complex mixed solution. To this mixed solution, 1.1 g (15 mmol) of acetohydrazide was added as a powder and reacted with stirring at 25 ° C. for 2 hours. As a result, the reaction solution gradually turned brown and silver nanoparticle aggregates precipitated. did. In this way, a reaction mixture (A) containing silver nanoparticle aggregates was obtained.

次いで、得られた反応混合物(A)にメタノール200mlを加え、余剰の2−エチルヘキシルアミン、及びアセトヒドラジドをデカンテーションによって除去した。その後、再度メタノール200mlを加え、デカンテーションを行った。この銀ナノ粒子の洗浄操作を、さらに1回繰り返して、反応液が除去され且つメタノールで湿った精製銀ナノ粒子を得た。その後、得られた湿った精製銀ナノ粒子を25℃で真空下で8時間放置してメタノールなど揮発成分を取り除き、乾燥銀ナノ粒子粉末3.1gを得た。   Subsequently, 200 ml of methanol was added to the obtained reaction mixture (A), and excess 2-ethylhexylamine and acetohydrazide were removed by decantation. Thereafter, 200 ml of methanol was added again and decantation was performed. This washing operation of the silver nanoparticles was further repeated once to obtain purified silver nanoparticles from which the reaction solution had been removed and wetted with methanol. Thereafter, the obtained wet purified silver nanoparticles were allowed to stand at 25 ° C. under vacuum for 8 hours to remove volatile components such as methanol, thereby obtaining 3.1 g of dry silver nanoparticle powder.

得られた乾燥銀ナノ粒子粉末をTG−DTA分析し、銀ナノ粒子中の有機物含有量を測定したところ、有機物含有量は2.0%であり、銀換算収率は94%であった。TG−DTAの測定チャートを図1に示す。   When the obtained dry silver nanoparticle powder was subjected to TG-DTA analysis and the organic matter content in the silver nanoparticles was measured, the organic matter content was 2.0%, and the silver equivalent yield was 94%. A measurement chart of TG-DTA is shown in FIG.

得られた乾燥銀ナノ粒子粉末を走査型電子顕微鏡で観察したところ、10nm〜60nmの一次粒子径を持った粒子の凝集体であることを確認した。凝集体の粒径としては、400nm〜1000nm程度と観察される。走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図2に示す。   When the obtained dry silver nanoparticle powder was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed to be an aggregate of particles having a primary particle diameter of 10 nm to 60 nm. The particle size of the aggregate is observed to be about 400 nm to 1000 nm. A scanning electron microscope (SEM) photograph is shown in FIG.

なお、別途、反応混合物(A)を0.2μmフィルターにて濾過したところ、0.2μmフィルターを通過しない粒子がフィルター上に残存した。すなわち、反応中に銀粒子が凝集し、銀ナノ粒子凝集物を形成していることを確認した。   Separately, when the reaction mixture (A) was filtered through a 0.2 μm filter, particles that did not pass through the 0.2 μm filter remained on the filter. That is, it was confirmed that silver particles aggregated during the reaction to form silver nanoparticle aggregates.

(銀ナノペーストの調製と焼成)
上記で得られた乾燥銀ナノ粒子粉末を、銀濃度60wt%となるようにテルピネオールC(日本テルペン化学社製)に混練し、銀ナノペースト(B)を調製した。このペーストをバーコート法によりガラス板上に塗布し、塗膜を得た。
(Preparation and firing of silver nanopaste)
The dried silver nanoparticle powder obtained above was kneaded with terpineol C (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) so as to have a silver concentration of 60 wt% to prepare a silver nanopaste (B). This paste was applied onto a glass plate by a bar coating method to obtain a coating film.

塗膜を150℃にて15分間、30分間、60分間の条件で、180℃にて15分間、30分間の条件でそれぞれ焼成し、10μm厚みの銀焼成膜を形成した。これらの銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、それぞれ、20.2μΩcm(150℃、15分間)、8.5μΩcm(150℃、30分間)、5.5μΩcm(150℃、60分間)、7.8μΩcm(180℃、15分間)、5.7μΩcm(180℃、30分間)であった。   The coating film was fired at 150 ° C. for 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes, and at 180 ° C. for 15 minutes and 30 minutes, respectively, to form a 10 μm thick silver fired film. When the specific resistance values of these silver fired films were measured by a four-terminal method, they were 20.2 μΩcm (150 ° C., 15 minutes), 8.5 μΩcm (150 ° C., 30 minutes), 5.5 μΩcm (150 ° C., 60 minutes), respectively. Minutes), 7.8 μΩcm (180 ° C., 15 minutes), and 5.7 μΩcm (180 ° C., 30 minutes).

180℃、15分間の焼成条件で作製した銀焼成膜の表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、比較的低温且つ短時間の焼成でも、銀ナノ粒子同士の十分な焼結が確認された。図3に、銀焼成膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。   When the surface of the silver fired film produced under the firing conditions at 180 ° C. for 15 minutes was observed with a scanning electron microscope, sufficient sintering of the silver nanoparticles was confirmed even when firing at a relatively low temperature for a short time. FIG. 3 shows a scanning electron micrograph of the surface of the silver fired film.

なお、別途、銀ナノペースト(B)の粘度を測定したところ、せん断速度(1/s)が大きくなるほど、せん断粘度(Pa・s)が低下する物性を示した。このことから、この銀ナノペースト(B)は、スクリーン印刷に向くペーストであることを確認した。粘度測定のチャートを図4に示す。   In addition, when the viscosity of the silver nanopaste (B) was measured separately, it showed the physical property that shear viscosity (Pa * s) falls, so that shear rate (1 / s) becomes large. From this, it confirmed that this silver nano paste (B) was a paste suitable for screen printing. A viscosity measurement chart is shown in FIG.

実施例1においては、還元反応系において、直接的に銀ナノ粒子は凝集体として得られた。しかしながら、この銀ナノ粒子凝集体は、銀ナノペースト(B)とした段階、その後の塗布の段階においても安定であった。従って、この銀ナノ粒子凝集体は、比較的大きな二次粒子(凝集体)として利用される用途、例えばスクリーン印刷用途にとって好適である。一次粒子として銀ナノ粒子を得た場合には、スクリーン印刷用ペーストを調製するためには、銀の一次粒子から二次粒子(凝集体)とするための工程が必要となる。本方法によれば、直接的に銀ナノ粒子凝集体が得られるので、スクリーン印刷用ペーストの調製のための二次粒子(凝集体)とするための工程が省かれる。   In Example 1, silver nanoparticles were directly obtained as aggregates in the reduction reaction system. However, this silver nanoparticle aggregate was stable at the stage of the silver nanopaste (B) and the subsequent coating stage. Therefore, this silver nanoparticle aggregate is suitable for applications used as relatively large secondary particles (aggregates), for example, screen printing applications. When silver nanoparticles are obtained as primary particles, a step for making silver primary particles into secondary particles (aggregates) is required to prepare a screen printing paste. According to this method, since the silver nanoparticle aggregate is directly obtained, a step for obtaining secondary particles (aggregate) for preparing a screen printing paste is omitted.

[比較例1]
(銀ナノ粒子の合成)
実施例1の2−エチルヘキシルアミンに代えてオクチルアミン23.2g(180mmol)を用いた以外は、実施例1と同様にして乾燥銀ナノ粒子粉末2.2gを得た。
[Comparative Example 1]
(Synthesis of silver nanoparticles)
2.2 g of dry silver nanoparticle powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 23.2 g (180 mmol) of octylamine was used in place of 2-ethylhexylamine of Example 1.

得られた乾燥銀ナノ粒子粉末をTG−DTA分析し、銀ナノ粒子中の有機物含有量を測定したところ、有機物含有量は4.9%であり、銀換算収率は65%であった。TG−DTAの測定チャートを図5に示す。   When the obtained dry silver nanoparticle powder was subjected to TG-DTA analysis and the organic matter content in the silver nanoparticles was measured, the organic matter content was 4.9% and the silver equivalent yield was 65%. A measurement chart of TG-DTA is shown in FIG.

得られた乾燥銀ナノ粒子粉末を走査型電子顕微鏡で観察したところ、10nm〜60nmの一次粒子径を持った粒子の凝集体であることを確認した。走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図6に示す。   When the obtained dry silver nanoparticle powder was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed to be an aggregate of particles having a primary particle diameter of 10 nm to 60 nm. A scanning electron microscope (SEM) photograph is shown in FIG.

(銀ナノペーストの調製と焼成)
上記で得られた乾燥銀ナノ粒子粉末を、銀濃度60wt%となるようにテルピネオールC(日本テルペン化学社製)に混練し、銀ナノペーストを調製した。このペーストをバーコート法によりガラス板上に塗布し、塗膜を得た。
(Preparation and firing of silver nanopaste)
The dried silver nanoparticle powder obtained above was kneaded with terpineol C (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) so as to have a silver concentration of 60 wt% to prepare a silver nanopaste. This paste was applied onto a glass plate by a bar coating method to obtain a coating film.

塗膜を150℃にて15分間、30分間、60分間の条件でそれぞれ焼成し、10μm厚みの銀焼成膜を形成した。これらの銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、それぞれ、56.7μΩcm(150℃、15分間)、45.8μΩcm(150℃、30分間)、24.3μΩcm(150℃、60分間)であった。同じ炭素数(C8)の2−エチルヘキシルアミンを用いた実施例1と比べて、比抵抗値は劣っていた。   The coating film was fired at 150 ° C. for 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes, respectively, to form a 10 μm thick silver fired film. When the specific resistance values of these fired silver films were measured by the four-terminal method, they were 56.7 μΩcm (150 ° C., 15 minutes), 45.8 μΩcm (150 ° C., 30 minutes), and 24.3 μΩcm (150 ° C., 60 minutes), respectively. Minutes). The specific resistance value was inferior as compared with Example 1 using 2-ethylhexylamine having the same carbon number (C8).

表1[比抵抗値の結果]
比抵抗値(μΩcm)
焼成条件 温度 150 ℃ 150 ℃ 150 ℃ 180 ℃ 180 ℃
時間 15 分間 30 分間 60 分間 15 分間 30 分間
[実施例1]
2−エチルヘキシルアミン 20.2 8.5 5.5 7.8 5.7
[比較例1]
オクチルアミン 56.7 45.8 24.3 − −
Table 1 [Results of specific resistance values]
Specific resistance (μΩcm)
Firing conditions Temperature 150 ° C 150 ° C 150 ° C 180 ° C 180 ° C
Time 15 minutes 30 minutes 60 minutes 15 minutes 30 minutes
[Example 1]
2-Ethylhexylamine 20.2 8.5 5.5 7.8 5.7
[Comparative Example 1]
Octylamine 56.7 45.8 24.3 − −

[比較例2:銀ナノ粒子の合成]
酢酸銀5.0g(30mmol)にドデシルアミン55.6g(300mmol)を添加し、55℃で攪拌して錯形成させ均一な混合溶液を調製した。この混合溶液にフェニルヒドラジン1.78g(16.5mol)を添加し、55℃で2時間攪拌して反応させたところ、反応液は徐々に変色し、銀ナノ粒子の形成が示された。このようにして、反応混合物(C)を得た。
[Comparative Example 2: Synthesis of silver nanoparticles]
55.6 g (300 mmol) of dodecylamine was added to 5.0 g (30 mmol) of silver acetate, and the mixture was stirred at 55 ° C. to form a complex mixed solution. When 1.78 g (16.5 mol) of phenylhydrazine was added to this mixed solution and reacted with stirring at 55 ° C. for 2 hours, the reaction solution gradually changed color, indicating the formation of silver nanoparticles. In this way, a reaction mixture (C) was obtained.

反応混合物(C)を0.2μmフィルターにて濾過したところ、フィルター上に残存した粒子はほとんど見られなかった。すなわち、反応中に銀ナノ粒子は0.2μmフィルターを通過しないほどの大きさには凝集しなかった。   When the reaction mixture (C) was filtered through a 0.2 μm filter, few particles remained on the filter. That is, during the reaction, the silver nanoparticles did not aggregate to a size that did not pass through the 0.2 μm filter.

Claims (13)

銀含有ナノ粒子の製造方法であって、
銀化合物と、安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物とを混合し、混合物を得て、
前記混合物に、還元剤を添加し、
無溶媒の反応系において、前記銀化合物を前記還元剤と反応させて、銀含有ナノ粒子を形成する、
ことを含む銀含有ナノ粒子の製造方法。
A method for producing silver-containing nanoparticles comprising:
A silver compound and a branched aliphatic amine compound as a stabilizer are mixed to obtain a mixture,
A reducing agent is added to the mixture;
In a solvent-free reaction system, the silver compound is reacted with the reducing agent to form silver-containing nanoparticles.
The manufacturing method of the silver containing nanoparticle containing this.
前記分枝脂肪族アミン化合物は、炭素数3〜16の分枝脂肪族第一級アミン化合物である、請求項1に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   The method for producing silver-containing nanoparticles according to claim 1, wherein the branched aliphatic amine compound is a branched aliphatic primary amine compound having 3 to 16 carbon atoms. 前記還元剤は、ヒドラジン化合物である、請求項1又は2に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   The method for producing silver-containing nanoparticles according to claim 1 or 2, wherein the reducing agent is a hydrazine compound. 前記ヒドラジン化合物は、アシルモノヒドラジド化合物である、請求項3に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   The method for producing silver-containing nanoparticles according to claim 3, wherein the hydrazine compound is an acyl monohydrazide compound. 前記アシルモノヒドラジド化合物は、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
(ここで、Rは、H、又は炭化水素基を表す)
で表される、請求項4に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。
The acyl monohydrazide compound has the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
(Where R represents H or a hydrocarbon group)
The manufacturing method of the silver containing nanoparticle of Claim 4 represented by these.
前記アシルモノヒドラジド化合物は、一般式(I):
RCO−NHNH2 (I)
(ここで、Rは、H、又は炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素基を表す)
で表される、請求項4又は5に記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。
The acyl monohydrazide compound has the general formula (I):
RCO-NHNH 2 (I)
(Here, R represents H or a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms)
The manufacturing method of the silver containing nanoparticle of Claim 4 or 5 represented by these.
前記アシルモノヒドラジド化合物は、ギ酸ヒドラジドHCO−NHNH2 、アセトヒドラジドCH3 CO−NHNH2 、プロパノヒドラジドCH3 CH2 CO−NHNH2 、ブタノヒドラジドCH3(CH2)2 CO−NHNH2 、2−メチルプロパノヒドラジド (CH3)2 CHCO−NHNH2 、ペンタノヒドラジドCH3(CH2)3 CO−NHNH2 、3−メチルブタノヒドラジド (CH3)2 CHCH2 CO−NHNH2 、及び2,2−ジメチルプロパノヒドラジド (CH3)3 CHCO−NHNH2 からなる群から選ばれる、請求項4〜6のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。 The acyl mono hydrazide compounds, formic hydrazide HCO-NHNH 2, acethydrazide CH 3 CO-NHNH 2, propanohydrazide CH 3 CH 2 CO-NHNH 2 , butanoate hydrazide CH 3 (CH 2) 2 CO -NHNH 2, 2-methylpropanoate hydrazide (CH 3) 2 CHCO-NHNH 2, pentanoate hydrazide CH 3 (CH 2) 3 CO -NHNH 2, 3- methylbutanoate hydrazide (CH 3) 2 CHCH 2 CO -NHNH 2 and, 2,2-dimethyl propanohydrazide (CH 3) 3 selected from the group consisting of CHCO-NHNH 2, the manufacturing method of the silver-containing nanoparticles according to any of claims 4-6. 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記分枝脂肪族アミン化合物を1〜10モル用いる、請求項1〜7のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   The manufacturing method of the silver containing nanoparticle in any one of Claims 1-7 which uses the said branched aliphatic amine compound 1-10 mol with respect to 1 mol of silver atoms of the said silver compound. 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記還元剤を0.4〜2モル用いる、請求項1〜7のうちのいずれかに記載の銀含有ナノ粒子の製造方法。   The manufacturing method of the silver containing nanoparticle in any one of Claims 1-7 which uses 0.4-2 mol of said reducing agents with respect to 1 mol of silver atoms of the said silver compound. 請求項1〜9のうちのいずれかに記載の製造方法により製造される銀含有ナノ粒子。   Silver-containing nanoparticles produced by the production method according to claim 1. 安定剤としての分枝脂肪族アミン化合物を表面上に有する銀含有ナノ粒子。   Silver-containing nanoparticles having a branched aliphatic amine compound as a stabilizer on the surface. 請求項1〜9のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀含有ナノ粒子、又は請求項11に記載の銀含有ナノ粒子が有機溶剤中に分散されている銀塗料組成物。   The silver coating composition by which the silver containing nanoparticle manufactured by the method in any one of Claims 1-9, or the silver containing nanoparticle of Claim 11 is disperse | distributed in the organic solvent. 基材と、
前記基材上に、請求項1〜9のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀含有ナノ粒子、又は請求項11に記載の銀含有ナノ粒子が有機溶剤中に分散されている銀塗料組成物が塗布され、焼成されてなる銀導電層と
を含む銀導電材料。
A substrate;
The silver containing nanoparticle manufactured by the method in any one of Claims 1-9 on the said base material, or the silver by which the silver containing nanoparticle of Claim 11 is disperse | distributed in the organic solvent. A silver conductive material comprising a silver conductive layer coated with a coating composition and baked.
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