JP2013108141A - Metal particulate composition and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分散性及び耐酸化性に優れる金属微粒子を含む金属微粒子組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a metal fine particle composition containing metal fine particles having excellent dispersibility and oxidation resistance, and a method for producing the same.
金属微粒子は、バルク金属とは異なる物理的・化学的特性を有することから、例えば、導電性ペーストや透明導電膜などの電極材料、高密度記録材料、触媒材料、インクジェット用インク材料等の様々な工業材料に利用されている。近年では、電子機器の小型化や薄型化に伴い、金属微粒子の粒子径も、数十〜数百nm程度まで微粒子化が進んでいる。例えば、電子機器の小型化に伴い、積層セラミックコンデンサーの電極は薄膜多層化が進んでおり、これに伴い電極層の材料には、ニッケル微粒子などの金属微粒子が使用されている。 Since the metal fine particles have physical and chemical characteristics different from those of bulk metals, various materials such as electrode materials such as conductive pastes and transparent conductive films, high-density recording materials, catalyst materials, and ink-jet ink materials are used. It is used for industrial materials. In recent years, with the downsizing and thinning of electronic devices, the particle size of metal fine particles has been reduced to about several tens to several hundreds of nanometers. For example, with the downsizing of electronic devices, the multilayer ceramic capacitor electrodes are becoming thinner and more multilayered, and as a material for the electrode layers, metal particles such as nickel particles are used.
上記のように、工業材料に使用される金属微粒子は、その粒子径が例えば150nmを下回る程度に小さく、粒子径が均一で、かつ分散性に優れることが求められる。しかしながら、微粒子化が進むことで、表面エネルギーの増加により、金属微粒子が凝集し易くなる、という問題が生じている。 As described above, the metal fine particles used for industrial materials are required to have a particle diameter as small as, for example, less than 150 nm, a uniform particle diameter, and excellent dispersibility. However, with the progress of micronization, there is a problem that the metal microparticles easily aggregate due to an increase in surface energy.
金属微粒子を分散させるために用いる分散剤として、例えば多価カルボン酸を含む脂肪酸や不飽和脂肪酸などを含むアニオン系分散剤(例えば、特許文献1)、高分子系イオン性分散剤(例えば、特許文献2)、燐酸エステル系化合物(例えば、特許文献3)などが知られている。これらの分散剤は、ある程度の分散効果が得られるものの、微粒子化の進行に伴い、数十〜数百nm程度の粒子径の金属微粒子に対しては、凝集を抑えることが十分にできていないのが現状である。従って、金属粒子の微粒子化に対応した高い分散性を示す分散剤が求められている。 As a dispersant used for dispersing metal fine particles, for example, an anionic dispersant (for example, Patent Document 1) containing a fatty acid containing polyvalent carboxylic acid, an unsaturated fatty acid, or the like, or a polymeric ionic dispersant (for example, a patent) Document 2), phosphate ester compounds (for example, Patent Document 3) and the like are known. Although these dispersants can achieve a certain degree of dispersion effect, with the progress of micronization, aggregation of metal fine particles having a particle diameter of about several tens to several hundreds of nanometers is not sufficiently achieved. is the current situation. Accordingly, there is a demand for a dispersant exhibiting high dispersibility corresponding to the formation of fine metal particles.
金属微粒子は、固相反応や液相反応によって得られることが知られている。ニッケルナノ粒子を例に挙げると、固相反応としては、塩化ニッケルの化学気相蒸着やギ酸ニッケル塩の熱分解等が挙げられる。液相反応としては、塩化ニッケル等のニッケル塩を水素化ホウ素ナトリウム等の強力な還元剤で直接還元する方法、NaOH存在下ヒドラジン等の還元剤を添加して前駆体[Ni(H2NNH2)2]SO4・2H2Oを形成した後に熱分解する方法、塩化ニッケル等のニッケル塩や有機配位子を含有するニッケル錯体を溶媒とともに圧力容器に入れて水熱合成する方法、ギ酸ニッケル塩や酢酸ニッケル塩を1級アミン等の還元剤を添加して、マイクロ波を照射する方法等が挙げられる。 It is known that metal fine particles can be obtained by solid phase reaction or liquid phase reaction. Taking nickel nanoparticles as an example, solid phase reactions include chemical vapor deposition of nickel chloride and thermal decomposition of nickel formate. In the liquid phase reaction, a nickel salt such as nickel chloride is directly reduced with a strong reducing agent such as sodium borohydride, a reducing agent such as hydrazine is added in the presence of NaOH, and the precursor [Ni (H 2 NNH 2 2 ] Method of thermal decomposition after forming SO 4 · 2H 2 O, Method of hydrothermal synthesis by putting nickel complex such as nickel chloride and nickel complex containing organic ligand into pressure vessel with solvent, nickel formate Examples thereof include a method of adding a reducing agent such as a primary amine to a salt or nickel acetate salt and irradiating with microwaves.
従来、固相反応で得られたニッケル粒子から積層セラミックコンデンサーなどの内部電極用のペーストを製造する際は、ビヒクル中にニッケル粒子を混練して、所定のタイミングでカチオン系分散剤、ノニオン系分散剤、両性イオン系などの分散剤を添加し、分散させてニッケルペーストを作製していた。しかしながら、この製造方法では凝集したニッケル粒子を含むため、凝集した状態で分散剤による被覆が行われ、十分な分散効果が得られない。また、ジェットミルや高圧ホモジナイザーを用いて、ニッケル粉末の解砕処理を行い、有機溶媒と飽和脂肪酸を加えて有機溶媒中で分散処理する方法も提案されている(例えば、特許文献4)。しかし、この方法でも微粒子化によって生じる凝集を抑えることができていないのが現状である。 Conventionally, when producing pastes for internal electrodes such as multilayer ceramic capacitors from nickel particles obtained by solid phase reaction, nickel particles are kneaded in a vehicle, and cationic dispersants and nonionic dispersions are prepared at a predetermined timing. A nickel paste was prepared by adding and dispersing a dispersing agent such as an agent and a zwitterionic system. However, since this production method includes agglomerated nickel particles, coating with a dispersant is performed in the agglomerated state, and a sufficient dispersion effect cannot be obtained. In addition, a method has been proposed in which nickel powder is pulverized using a jet mill or a high-pressure homogenizer, and an organic solvent and a saturated fatty acid are added and dispersed in the organic solvent (for example, Patent Document 4). However, even with this method, the present situation is that aggregation caused by micronization cannot be suppressed.
液相反応の技術に関して、ニッケル前駆物質、有機アミンおよび還元剤を混合した後、加熱することでニッケル微粒子を得る技術が開示されている(例えば、特許文献5)。この技術によれば、ニッケル微粒子の大きさおよび形状の制御が容易であるとされている。その理由は定かではないが、ニッケル微粒子が有機アミンにコーティングされることで有機溶剤中での分散性が向上することが挙げられている。しかしながら、この製造方法で、強力な還元剤を用いると、反応を制御することが難しく、分散性が高度に優れたニッケル微粒子は必ずしも好適には得られない。一方、還元力の弱い還元剤を用いると、酸化還元電位が負電位であるニッケル金属を還元するには高温に加熱する必要があり、それに伴った反応制御が必要になる。 Regarding the technique of the liquid phase reaction, a technique of obtaining nickel fine particles by mixing a nickel precursor, an organic amine, and a reducing agent and then heating is disclosed (for example, Patent Document 5). According to this technique, it is said that the control of the size and shape of the nickel fine particles is easy. Although the reason is not certain, it is mentioned that the dispersibility in an organic solvent is improved by coating nickel fine particles with an organic amine. However, when a strong reducing agent is used in this production method, it is difficult to control the reaction, and nickel fine particles having a high dispersibility are not necessarily obtained suitably. On the other hand, when a reducing agent having a weak reducing power is used, it is necessary to heat to high temperature in order to reduce nickel metal having a negative oxidation-reduction potential, and accordingly, reaction control is required.
また、ポリオール溶液に、還元剤、分散剤、およびニッケル塩を添加して混合溶液を製造する工程と、混合溶液を撹拌および加熱する工程と、混合溶液を反応させてニッケル微粒子を生成する工程と、を含むニッケル微粒子の製造方法が開示されている(例えば、特許文献6)。この場合、還元剤として前記のような強力な還元剤を使用するものではあるが、粒度が均一で、凝集することなく分散性に優れたニッケル微粒子を得ることができるとされている。分散剤としては、陽イオン系界面活性剤、陰イオン系界面活性剤、セルロース誘導体等が記載されている。 A step of producing a mixed solution by adding a reducing agent, a dispersing agent and a nickel salt to the polyol solution; a step of stirring and heating the mixed solution; and a step of reacting the mixed solution to produce nickel fine particles; , A method for producing nickel fine particles is disclosed (for example, Patent Document 6). In this case, although the above-described strong reducing agent is used as the reducing agent, it is said that nickel fine particles having a uniform particle size and excellent dispersibility can be obtained without agglomeration. As the dispersant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, a cellulose derivative and the like are described.
ところで、導電性の金属微粒子として、安価で、導電性や耐マイグレーション性に優れる銅を含有する金属微粒子の開発が進められている。しかしながら、銅は酸化しやすいため、銅の含有量が多くなるほど、金属微粒子の耐酸化性が低下するという問題があり、金属微粒子中の銅の濃度に勾配を設ける提案がなされている(例えば、特許文献7)。 By the way, development of metal fine particles containing copper, which is inexpensive and excellent in conductivity and migration resistance, has been underway as conductive metal fine particles. However, since copper is easily oxidized, there is a problem that the oxidation resistance of the metal fine particles decreases as the copper content increases, and a proposal has been made to provide a gradient in the concentration of copper in the metal fine particles (for example, Patent Document 7).
本発明の目的は、分散性及び耐酸化性に優れた、ニッケルを含有する金属微粒子を含む金属微粒子組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal fine particle composition including metal fine particles containing nickel that are excellent in dispersibility and oxidation resistance.
本発明の金属微粒子組成物は、下記の成分(A)及び(B)、
(A)ニッケルを含有する粒子径1〜150nmの範囲内にある金属微粒子、及び
(B)アビエチン酸、
を含んでいる。そして、前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分を0.1〜40質量部の範囲内となるように配合してなるものである。
The metal fine particle composition of the present invention comprises the following components (A) and (B),
(A) metal fine particles having a particle diameter of 1 to 150 nm containing nickel, and (B) abietic acid,
Is included. And it mix | blends the said (B) component so that it may become in the range of 0.1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of said (A) component.
本発明の金属微粒子組成物は、前記金属微粒子が、ニッケル及び銅の合金であってもよい。この場合、前記金属微粒子が、該金属微粒子100質量部に対し、ニッケル元素の量が5〜50重量部の範囲内にあり、銅元素の量が50〜95重量部の範囲内にある金属微粒子であってもよい。 In the metal fine particle composition of the present invention, the metal fine particles may be an alloy of nickel and copper. In this case, the metal fine particles have a nickel element amount in the range of 5 to 50 parts by weight and a copper element amount in the range of 50 to 95 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal fine particles. It may be.
本発明の金属微粒子組成物は、さらに溶媒を含有するものであってもよい。この場合、前記溶媒が、アルコール系溶媒であってもよく、又はターピネオール、ジヒドロターピネオール、ターピニルアセテート及びジヒドロターピニルアセテートからなる群より選ばれる1種以上を主成分として含有する有機溶媒であってもよい。 The metal fine particle composition of the present invention may further contain a solvent. In this case, the solvent may be an alcohol solvent or an organic solvent containing as a main component one or more selected from the group consisting of terpineol, dihydroterpineol, terpinyl acetate and dihydroterpinyl acetate. There may be.
本発明の金属微粒子組成物は、前記金属微粒子が、液相でのマイクロ波照射により得られたニッケルを含有する金属微粒子であってもよい。 In the metal fine particle composition of the present invention, the metal fine particles may be metal fine particles containing nickel obtained by microwave irradiation in a liquid phase.
本発明の金属微粒子組成物の製造方法は、ギ酸ニッケル、ギ酸銅及び1級アミンの混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る第一の工程と、
前記錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して、ニッケル及び銅を含有する金属微粒子スラリーを得る第二の工程と、を有している。そして、この金属微粒子組成物の製造方法は、前記第二の工程において、前記錯化反応液中に、アビエチン酸を存在させた状態で加熱を行う。
The method for producing a metal fine particle composition of the present invention includes a first step of obtaining a complexing reaction liquid by heating a mixture of nickel formate, copper formate and primary amine to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. ,
A second step of heating the complexing reaction solution to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to obtain a metal fine particle slurry containing nickel and copper. And in the manufacturing method of this metal microparticle composition, in the said 2nd process, it heats in the state which made abietic acid exist in the said complexing reaction liquid.
本発明の金属微粒子組成物は、強い凝集抑制作用とともに耐酸化作用も有するアビエチン酸を含有することによって、例えば粒子径が150nm以下の微細な金属微粒子であっても、凝集が抑制され、単一粒子が分散した粒子径分布のシャープな金属微粒子の集合体とすることができる。また、本発明の金属微粒子組成物は、金属微粒子の酸化が抑制されているので、例えば加熱処理を施して得られる焼結体は、高い導電性を達成することができる。 The metal fine particle composition of the present invention contains abietic acid having a strong agglomeration suppressing action and an oxidation resistance, so that even if it is a fine metal fine particle having a particle diameter of 150 nm or less, the agglomeration is suppressed, An aggregate of metal fine particles having a sharp particle size distribution in which particles are dispersed can be obtained. In addition, since the metal fine particle composition of the present invention suppresses the oxidation of the metal fine particles, for example, a sintered body obtained by performing a heat treatment can achieve high conductivity.
[金属微粒子組成物]
本実施の形態の金属微粒子組成物は、上記(A)成分及び(B)成分を含有する。(A)成分は、ニッケルを含有する粒子径1〜150nmの範囲内にある金属微粒子であり、(B)成分は、アビエチン酸である。
[Metal fine particle composition]
The metal fine particle composition of the present embodiment contains the component (A) and the component (B). The component (A) is fine metal particles having a particle diameter of 1 to 150 nm containing nickel, and the component (B) is abietic acid.
[金属微粒子]
本実施の形態で用いる金属微粒子は、ニッケルを含有する。ニッケルの含有量は、その使用目的に応じて適宜選択すればよいが、ニッケル以外の金属としては、例えば、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、バナジウム等の卑金属、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム等の貴金属を挙げることができる。これらの中でも、例えば、チタン、コバルト、銅、金、銀、白金等を含有する金属微粒子が好ましい。また、これらの中でも特に、後述する液相でのマイクロ波照射により製造することができる金属微粒子が特に好ましく、その場合の金属種としては、ニッケルを必須成分として、例えば、コバルト、銅、金、銀、白金等が挙げられる。なお、金属微粒子は上記の金属元素を、単独で又は2種以上含有していてもよく、また水素、炭素、窒素、硫黄等の金属元素以外の元素を含有していてもよいし、これらの合金であってもよい。さらに、金属微粒子は、単一の金属微粒子で構成されていてもよく、2種以上の金属微粒子を混合したものであってもよい。
[Metal fine particles]
The metal fine particles used in the present embodiment contain nickel. The content of nickel may be appropriately selected according to the purpose of use. Examples of metals other than nickel include titanium, cobalt, copper, chromium, manganese, iron, zirconium, tin, tungsten, molybdenum, vanadium, and the like. Base metals such as gold, silver, platinum, palladium, iridium, osmium, ruthenium, rhodium and rhenium. Among these, for example, metal fine particles containing titanium, cobalt, copper, gold, silver, platinum and the like are preferable. Among these, metal fine particles that can be produced by microwave irradiation in the liquid phase, which will be described later, are particularly preferred. As the metal species in that case, nickel is an essential component, for example, cobalt, copper, gold, Silver, platinum, etc. are mentioned. The fine metal particles may contain the above metal elements alone or in combination of two or more, and may contain elements other than metal elements such as hydrogen, carbon, nitrogen, sulfur, etc. An alloy may be used. Furthermore, the metal fine particles may be composed of a single metal fine particle, or may be a mixture of two or more kinds of metal fine particles.
本実施の形態で用いる金属微粒子は、ニッケル元素の量を、金属微粒子100質量部に対し、5〜100質量部含有することが好ましい。また、本実施の形態で用いる金属微粒子が、例えば高い導電性を付与される場合、安価であり、導電性や耐マイグレーション性に優れるという観点から、好ましくは銅元素の量を、金属微粒子100質量部に対し、50質量部以上とすることがよい。ただし、このような態様は、例えば大気中での保存や、熱処理によって酸化銅が形成されやすくなるので、ニッケル元素の量を、金属微粒子100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは25質量部以上、更に好ましくは30質量部以上とすることで、酸化銅の生成を抑制することができる。この場合、高い導電性と耐酸化性を両立させる観点から、金属微粒子100質量部に対し、ニッケル元素の量を、好ましくは5〜50質量部、より好ましくは25〜50質量部、最も好ましくは30〜50質量部の範囲内とし、銅元素の量を、好ましくは50〜95質量部、より好ましくは50〜75質量部、最も好ましくは、50〜70質量部の範囲内とすることがよい。 The metal fine particles used in the present embodiment preferably contain 5 to 100 parts by mass of nickel element with respect to 100 parts by mass of metal fine particles. In addition, when the metal fine particles used in this embodiment are imparted with high conductivity, for example, from the viewpoint of being inexpensive and excellent in conductivity and migration resistance, the amount of copper element is preferably set to 100 mass of metal fine particles. It is good to set it as 50 mass parts or more with respect to a part. However, in such an embodiment, for example, copper oxide is easily formed by storage in the air or heat treatment, so the amount of nickel element is preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the metal fine particles. Preferably the production of copper oxide can be suppressed by setting it to 25 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more. In this case, from the viewpoint of achieving both high conductivity and oxidation resistance, the amount of nickel element is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 25 to 50 parts by mass, most preferably 100 parts by mass of the metal fine particles. The amount of copper element is preferably in the range of 30 to 50 parts by mass, and the amount of copper element is preferably 50 to 95 parts by mass, more preferably 50 to 75 parts by mass, and most preferably 50 to 70 parts by mass. .
本実施の形態で用いる金属微粒子は、銅を含有する場合、例えば、その中心部に銅及びその周囲(最外層部)に銅−ニッケル合金を有する二重構造を有していてもよいし、全体が銅及びニッケルの固溶体となっていてもよい。いずれの場合においても、例えば大気中での保存や、熱処理によって酸化銅が形成されやすくなるので、後述するアビエチン酸を配合することによって、酸化銅の生成を抑制している。 When the metal fine particles used in the present embodiment contain copper, for example, the metal fine particles may have a double structure including copper in the center and a copper-nickel alloy in the periphery (outermost layer), The whole may be a solid solution of copper and nickel. In any case, for example, copper oxide is easily formed by storage in the air or heat treatment, and therefore, the formation of copper oxide is suppressed by blending abietic acid described later.
金属微粒子の粒子径は、1〜150nmの範囲内から選択される。本実施の形態では、本来ならば凝集が起こりやすい100nm以下の粒子径の金属微粒子に対しても、優れた分散効果が得られる。換言すれば、高い凝集抑制効果が得られるため、例えば粒子径が100nm以下の金属微粒子を対象にすることがより好ましい。別の観点から、金属微粒子の平均粒子径は、好ましくは10〜120nmの範囲内、より好ましくは20〜100nmの範囲内がよい。 The particle diameter of the metal fine particles is selected from a range of 1 to 150 nm. In the present embodiment, an excellent dispersion effect can be obtained even for metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less that are likely to cause aggregation. In other words, since a high aggregation suppressing effect is obtained, for example, it is more preferable to target metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less. From another viewpoint, the average particle size of the metal fine particles is preferably in the range of 10 to 120 nm, more preferably in the range of 20 to 100 nm.
[アビエチン酸]
アビエチン酸は、3つの環構造、共役二重結合、及びカルボキシル基を有し、反応性に富んだ嵩高い構造を有している。これらの環構造−カルボキシル基が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、環構造−カルボキシル基によって金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲にアビエチン酸が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、あるいは立体的な障害によって、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には金属微粒子組成物に任意に配合される溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。また、アビエチン酸は、銅の存在によって、金属微粒子の表面の酸化銅をアビエナイト銅に変化させるので、耐酸化性を発揮するものと考えられる。
[Abietic acid]
Abietic acid has three ring structures, a conjugated double bond, and a carboxyl group, and has a bulky structure rich in reactivity. These ring structures-carboxyl groups may be involved in the dispersing action. That is, the ring structure-carboxyl group causes an interaction with the metal fine particles, and the presence of abietic acid in the vicinity of the metal fine particles changes the electrical properties of the surface of the metal fine particles, or It is considered that the cohesion between the metal fine particles is suppressed due to a particular obstacle, and further, the dispersibility is imparted by the affinity with the solvent arbitrarily mixed in the metal fine particle composition. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered. Abietic acid is considered to exhibit oxidation resistance because the presence of copper changes the copper oxide on the surface of the metal fine particles to abienite copper.
本実施の形態の金属微粒子組成物において、アビエチン酸の含有量は、金属微粒子100質量部に対して0.1〜40質量部の範囲内、好ましくは1〜30質量部の範囲内がよい。金属微粒子100質量部に対するアビエチン酸の含有量が0.1質量部未満では金属微粒子の分散性が低下する傾向があり、40質量部を超えると、凝集が生じ易くなる傾向がある。また、金属微粒子の酸化を抑制したい場合には、金属微粒子100質量部に対してアビエチン酸の配合量を1質量部以上とすることが好ましい。 In the metal fine particle composition of the present embodiment, the content of abietic acid is in the range of 0.1 to 40 parts by mass, preferably in the range of 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal fine particles. When the content of abietic acid with respect to 100 parts by mass of the metal fine particles is less than 0.1 parts by mass, the dispersibility of the metal fine particles tends to decrease, and when it exceeds 40 parts by mass, aggregation tends to occur. Moreover, when it is desired to suppress the oxidation of the metal fine particles, the amount of abietic acid is preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the metal fine particles.
また、アビエチン酸は、発明の効果を損なわない範囲で、他の分散性を有する化合物と組み合わせて使用することもできる。 Abietic acid can also be used in combination with other dispersible compounds as long as the effects of the invention are not impaired.
また、本実施の形態の金属微粒子組成物は、任意成分として、溶媒を含有していてもよい。溶媒としては、例えば炭素数4〜30のエーテル系有機溶媒、炭素数7〜30の飽和又は不飽和の炭化水素系有機溶媒、炭素数3〜18のアルコール系溶媒等を使用することができる。好ましい溶媒の具体例としては、イソプロパノール、テトラエチレングリコール、n−オクチルエーテル等が挙げられる。また、後述するように、金属微粒子の液相合成に使用した1級アミンをそのまま溶媒として用いることもできる。 Moreover, the metal fine particle composition of this Embodiment may contain the solvent as an arbitrary component. As the solvent, for example, an ether organic solvent having 4 to 30 carbon atoms, a saturated or unsaturated hydrocarbon organic solvent having 7 to 30 carbon atoms, an alcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms, and the like can be used. Specific examples of preferred solvents include isopropanol, tetraethylene glycol, n-octyl ether and the like. Moreover, as will be described later, the primary amine used for the liquid phase synthesis of the metal fine particles can be used as a solvent as it is.
上記以外の溶媒としては、例えばターピネオール、ジヒドロターピネオール、ターピニルアセテート及びジヒドロターピニルアセテートからなる群より選ばれる1種以上を主成分として含有する有機溶媒が好ましく、より好ましくは溶媒中にこれらの1種以上を95重量%以上含有することがよい。これらの有機溶媒は、エチルセルロースなどの有機バインダに対する溶解性も比較的良好であるので、例えば、導電性ペーストなどの用途に有利である。また、これらの有機溶媒は、その沸点が200〜300℃の範囲内にあり、適度な粘性を有するので、例えば、本実施の形態の金属微粒子組成物をペースト状にして金属微粒子を焼結させる配線材などの用途に有利に使用される。このような金属微粒子を焼結させる工程を経由する用途では、例えば、金属微粒子を200〜300℃程度に加熱処理することによって、金属微粒子の表面に存在する有機物を溶媒中に一旦溶出させた後、有機物を溶媒とともに系外へ排出することができる。そのため、金属微粒子同士の融着を阻害せず、得られる焼結体は、高い導電性を有するものと考えられる。なお、溶媒の含有量は、その用途によって適宜選定することができる。 As the solvent other than the above, for example, an organic solvent containing as a main component one or more selected from the group consisting of terpineol, dihydroterpineol, terpinyl acetate and dihydroterpinyl acetate is preferable, and more preferably these are in the solvent. It is good to contain 95 weight% or more of 1 or more types of these. Since these organic solvents have relatively good solubility in organic binders such as ethyl cellulose, they are advantageous for applications such as conductive pastes. These organic solvents have a boiling point in the range of 200 to 300 ° C. and have an appropriate viscosity. For example, the metal fine particle composition of the present embodiment is made into a paste to sinter the metal fine particles. It is advantageously used for applications such as wiring materials. In the application through the process of sintering such metal fine particles, for example, after the metal fine particles are heat-treated at about 200 to 300 ° C., organic substances present on the surface of the metal fine particles are once eluted in the solvent. The organic substance can be discharged out of the system together with the solvent. Therefore, it is considered that the obtained sintered body has high conductivity without interfering with the fusion of the metal fine particles. In addition, content of a solvent can be suitably selected according to the use.
[金属微粒子組成物の製造方法]
本実施の形態に係る金属微粒子組成物は、上記(A)成分の金属微粒子に、(B)成分のアビエチン酸を上記所定の質量比で配合することにより製造できる。金属微粒子にアビエチン酸を配合する方法は、特に制限はなく、例えば、a)金属微粒子に対して所定量のアビエチン酸を混合し、混練分散させる方法、b)金属微粒子を液相法によって合成する前又は後に、液相中にアビエチン酸を所定量添加する方法、c)高圧ホモジナイザーなどの分散機を用いて金属微粒子を機械的に解砕し、その解砕の前又は後に、アビエチン酸を所定量添加し分散させる方法など、様々な方法が挙げられる。アビエチン酸は、常温で固体(粉末)であるため、そのまま金属微粒子に混合してもよいし、任意の溶媒に溶解した状態で金属微粒子に混合してもよい。
[Production Method of Metal Fine Particle Composition]
The metal fine particle composition according to the present embodiment can be produced by blending the component (A) metal fine particles with the component (B) abietic acid at the predetermined mass ratio. The method of blending abietic acid into the metal fine particles is not particularly limited. For example, a) a method in which a predetermined amount of abietic acid is mixed and kneaded and dispersed in the metal fine particles, and b) metal fine particles are synthesized by a liquid phase method. A method of adding a predetermined amount of abietic acid into the liquid phase before or after, c) mechanically crushing the metal fine particles using a dispersing machine such as a high-pressure homogenizer, and abietic acid is placed before or after the crushing. Various methods such as a method of adding and dispersing a fixed amount are included. Since abietic acid is a solid (powder) at room temperature, it may be mixed with metal fine particles as it is, or may be mixed with metal fine particles in a state of being dissolved in an arbitrary solvent.
金属微粒子にアビエチン酸を適用した後、余剰のアビエチン酸を洗浄して除去することが好ましい。洗浄は、例えばイソプロパノールなどのアルコール系溶媒を用いて行うことができる。 After applying abietic acid to the metal fine particles, it is preferable to remove excess abietic acid by washing. The washing can be performed using, for example, an alcohol solvent such as isopropanol.
本発明の金属微粒子組成物に含有される金属微粒子は、上記ニッケルを含有し、さらに必要に応じて上記例示の金属種を含有する金属微粒子であれば特に制限はないが、アビエチン酸の効果を十分に発揮させるために、粒子径が150nm以下で粒子径分布が狭い(例えば、CV値が0.2以下の)金属微粒子であることが好ましい。このような粒子径分布の金属微粒子は、液相でのマイクロ波照射により製造することができる。以下、上記b)の方法において、金属微粒子としてのニッケル微粒子を液相法によって合成する前に液相中にアビエチン酸を所定量添加する場合を代表例に挙げて、本実施の形態に係る金属微粒子組成物の製造方法について、詳細に説明する。 The metal fine particle contained in the metal fine particle composition of the present invention is not particularly limited as long as it contains the above nickel, and further contains the above-exemplified metal species as necessary, but the effect of abietic acid is not limited. In order to fully exhibit, it is preferable that it is a metal microparticle with a particle diameter of 150 nm or less and a narrow particle size distribution (for example, CV value is 0.2 or less). Metal fine particles having such a particle size distribution can be produced by microwave irradiation in the liquid phase. Hereinafter, in the method b), a case where a predetermined amount of abietic acid is added to a liquid phase before synthesizing nickel fine particles as metal fine particles by a liquid phase method is taken as a representative example, and the metal according to the present embodiment The method for producing the fine particle composition will be described in detail.
ニッケルを含有する金属微粒子組成物は、次の第一の工程及び第二の工程;
カルボン酸ニッケル及び1級アミンを含む混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る第一の工程(錯化反応液生成工程)、及び、
該錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して該錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、ニッケル微粒子のスラリーを得る第二の工程(ニッケル微粒子スラリー生成工程)、
を含むマイクロ波照射による液相法により調製することができる。ここで、第二の工程では、錯化反応液中にアビエチン酸を存在させた状態で加熱を行う。アビエチン酸は、遅くとも第二の工程で加熱する前の、前記混合物を調製する段階、前記混合物の段階、又は、前記錯化反応液の段階、のいずれかのタイミングで配合することができる。このように製造された金属ニッケル微粒子に対して、本実施の形態のアビエチン酸は、後記実施例に示すように、非常に優れた分散効果を示す。なお、「ニッケル微粒子」とは、ニッケル以外の金属を含むニッケル合金の微粒子であってもよい。この場合、ニッケル以外の金属として、例えば、銅、コバルト等を挙げることができる。
The metal fine particle composition containing nickel includes the following first step and second step;
A first step of obtaining a complexing reaction solution by heating a mixture containing nickel carboxylate and a primary amine to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. (complexing reaction solution producing step); and
Second step of obtaining a nickel fine particle slurry by heating the complexing reaction solution to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction solution (nickel fine particle slurry producing step) ,
It can prepare by the liquid phase method by microwave irradiation containing. Here, in a 2nd process, it heats in the state which made abietic acid exist in a complexing reaction liquid. Abietic acid can be blended at any timing of the step of preparing the mixture, the step of the mixture, or the step of the complexing reaction solution before heating in the second step at the latest. In contrast to the metallic nickel fine particles produced in this way, the abietic acid of the present embodiment exhibits a very excellent dispersion effect as shown in the examples described later. The “nickel fine particles” may be nickel alloy fine particles containing a metal other than nickel. In this case, examples of metals other than nickel include copper and cobalt.
<第一の工程;錯化反応液生成工程>
第一の工程では、まず、カルボン酸ニッケルおよび1級アミンの混合物を調製する。上記のとおり、本工程において、混合物を調製する段階、又は混合物の段階で、アビエチン酸を添加することができる。従って、混合物は、カルボン酸ニッケルおよび1級アミンとともに、アビエチン酸を含有していてもよい。
<First step; complexing reaction solution generation step>
In the first step, first, a mixture of nickel carboxylate and primary amine is prepared. As described above, in this step, abietic acid can be added at the stage of preparing the mixture or at the stage of the mixture. Therefore, the mixture may contain abietic acid together with nickel carboxylate and primary amine.
(カルボン酸ニッケル)
カルボン酸ニッケル(カルボン酸のニッケル塩)は、カルボン酸の種類を限定するものではなく、例えば、カルボキシル基が1つのモノカルボン酸であってもよく、また、カルボキシル基が2つ以上のカルボン酸であってもよい。また、非環式カルボン酸であってもよく、環式カルボン酸であってもよい。このようなカルボン酸ニッケルとして、非環式モノカルボン酸ニッケルを好適に用いることができ、非環式モノカルボン酸ニッケルのなかでも、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル、プロピオン酸ニッケル、シュウ酸ニッケル、安息香酸ニッケル等を用いることがより好ましい。これらの非環式モノカルボン酸ニッケルを用いることによって、得られるニッケル微粒子は、その形状のばらつきが抑制され、均一な形状として形成されやすくなる。カルボン酸ニッケルは、無水物であってもよく、また水和物であってもよい。
(Nickel carboxylate)
The nickel carboxylate (nickel salt of carboxylic acid) is not limited to the type of carboxylic acid. For example, the carboxyl group may be a monocarboxylic acid having one carboxyl group, or a carboxylic acid having two or more carboxyl groups. It may be. Moreover, acyclic carboxylic acid may be sufficient and cyclic carboxylic acid may be sufficient. As such nickel carboxylate, nickel acyclic monocarboxylate can be preferably used, and among nickel acyclic monocarboxylate, nickel formate, nickel acetate, nickel propionate, nickel oxalate, benzoic acid It is more preferable to use nickel or the like. By using these nickel acyclic monocarboxylates, the resulting nickel fine particles are less likely to have a variation in shape and are easily formed in a uniform shape. The nickel carboxylate may be an anhydride or a hydrate.
なお、カルボン酸ニッケルに代えて、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、水酸化ニッケル等の無機塩を用いることも考えられるが、無機塩の場合、解離(分解)が高温であるため、解離後のニッケルイオン(又はニッケル錯体)を還元する過程で更なる高い温度での加熱が必要となるため好ましくない。また、Ni(acac)2(β-ジケトナト錯体)、ステアリン酸ニッケル等の有機配位子により構成されるニッケル塩を用いることも考えられるが、これらのニッケル塩を用いると、原料コストが高くなり好ましくない。 In addition, it is possible to use inorganic salts such as nickel chloride, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel carbonate, nickel hydroxide instead of nickel carboxylate, but in the case of inorganic salts, dissociation (decomposition) is high temperature. In the process of reducing the dissociated nickel ions (or nickel complex), heating at a higher temperature is required, which is not preferable. It is also possible to use nickel salts composed of organic ligands such as Ni (acac) 2 (β-diketonato complex) and nickel stearate, but using these nickel salts increases the raw material cost. It is not preferable.
(1級アミン)
1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成することができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)に対する還元能を効果的に発揮する。一方、2級アミンは立体障害が大きいため、ニッケル錯体の良好な形成を阻害するおそれがあり、3級アミンはニッケルイオンの還元能を有しないため、いずれも単独では使用できないが、1級アミンを使用する上で、生成する金属ニッケル微粒子の形状に支障を与えない範囲でこれらを併用することは差し支えない。1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成できるものであれば、特に限定するものではなく、常温で固体又は液体のものが使用できる。ここで、常温とは、20℃±15℃をいう。常温で液体の1級アミンは、ニッケル錯体を形成する際の有機溶媒としても機能する。なお、常温で固体の1級アミンであっても、100℃以上の加熱によって液体であるか、又は有機溶媒を用いて溶解するものであれば、特に問題はない。
(Primary amine)
The primary amine can form a complex with nickel ions, and effectively exhibits a reducing ability for nickel complexes (or nickel ions). On the other hand, secondary amines have great steric hindrance and may hinder the good formation of nickel complexes. Since tertiary amines do not have the ability to reduce nickel ions, none can be used alone. When these are used, they may be used in combination as long as the shape of the metallic nickel fine particles to be produced is not hindered. The primary amine is not particularly limited as long as it can form a complex with nickel ions, and can be a solid or liquid at room temperature. Here, room temperature means 20 ° C. ± 15 ° C. The primary amine that is liquid at room temperature also functions as an organic solvent for forming the nickel complex. In addition, even if it is a primary amine solid at normal temperature, there is no particular problem as long as it is liquid by heating at 100 ° C. or higher, or can be dissolved using an organic solvent.
1級アミンは、芳香族1級アミンであってもよいが、反応液におけるニッケル錯体形成の容易性の観点からは脂肪族1級アミンが好適である。脂肪族1級アミンは、例えばその炭素鎖の長さを調整することによって生成するニッケル微粒子の粒子径を制御することができ、特に平均粒子径が1nm〜150nmの範囲内にあるニッケル微粒子を製造する場合において有利である。ニッケル微粒子の粒子径を制御する観点から、脂肪族1級アミンは、その炭素数が6〜20程度のものから選択して用いることが好適である。炭素数が多いほど得られるニッケル微粒子の粒子径が小さくなる。このようなアミンとして、例えばオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジオクチルアミン、ヘキサデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、ラウリルアミン等を挙げることができる。例えばオレイルアミンは、ニッケル微粒子生成過程に於ける温度条件下において液体状態として存在するため均一溶液で反応を効率的に進行できる。 The primary amine may be an aromatic primary amine, but an aliphatic primary amine is preferred from the viewpoint of easy nickel complex formation in the reaction solution. Aliphatic primary amines can control the particle diameter of nickel fine particles produced by adjusting the length of their carbon chains, for example, producing nickel fine particles having an average particle diameter in the range of 1 nm to 150 nm. This is advantageous. From the viewpoint of controlling the particle diameter of the nickel fine particles, the aliphatic primary amine is preferably selected from those having about 6 to 20 carbon atoms. The larger the carbon number, the smaller the particle size of the nickel fine particles obtained. Examples of such amines include octylamine, trioctylamine, dioctylamine, hexadecylamine, dodecylamine, tetradecylamine, stearylamine, oleylamine, myristylamine, laurylamine and the like. For example, oleylamine exists in a liquid state under the temperature conditions in the nickel fine particle production process, and therefore the reaction can proceed efficiently in a homogeneous solution.
1級アミンは、ニッケル微粒子の生成時に表面修飾剤として機能するため、1級アミンの除去後においても二次凝集を抑制できる。また、1級アミンは、還元反応後に、生成したニッケル微粒子の固体成分と溶剤または未反応の1級アミン等を分離する洗浄工程における処理操作の容易性の観点からは室温で液体のものが好ましい。更に、1級アミンは、ニッケル錯体を還元してニッケル微粒子を得るときの反応制御の容易性の観点からは還元温度より沸点が高いものが好ましい。すなわち、脂肪族1級アミンにおいては沸点が180℃以上のものが好ましく、200℃以上のものがより好ましく、また、炭素数が9以上のものが好ましい。ここで、例えば炭素数が9である脂肪族アミン[C9H21N(ノニルアミン)]の沸点は201℃である。1級アミンの量は、ニッケル1molに対して2mol以上用いることが好ましく、2.2mol以上用いることがより好ましく、4mol以上用いることが望ましい。1級アミンの量が2mol未満では、得られるニッケル微粒子の粒子径の制御が困難となり、粒子径がばらつきやすくなる。また、1級アミンの量の上限は特にはないが、例えば生産性の観点からは20mol以下とすることが好ましい。 Since the primary amine functions as a surface modifier during the production of the nickel fine particles, secondary aggregation can be suppressed even after removal of the primary amine. In addition, the primary amine is preferably liquid at room temperature from the viewpoint of ease of processing operation in the washing step of separating the solid component of the generated nickel fine particles and the solvent or unreacted primary amine after the reduction reaction. . Further, the primary amine is preferably one having a boiling point higher than the reduction temperature from the viewpoint of ease of reaction control when the nickel complex is reduced to obtain nickel fine particles. That is, the aliphatic primary amine preferably has a boiling point of 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and preferably has 9 or more carbon atoms. Here, for example, the boiling point of aliphatic amine [C 9 H 21 N (nonylamine)] having 9 carbon atoms is 201 ° C. The amount of primary amine is preferably 2 mol or more, more preferably 2.2 mol or more, and more preferably 4 mol or more with respect to 1 mol of nickel. When the amount of primary amine is less than 2 mol, it is difficult to control the particle diameter of the obtained nickel fine particles, and the particle diameter tends to vary. The upper limit of the amount of primary amine is not particularly limited, but is preferably 20 mol or less from the viewpoint of productivity, for example.
(有機溶媒)
第一の工程では、均一溶液での反応をより効率的に進行させるために、1級アミンとは別の有機溶媒を新たに添加してもよい。有機溶媒を用いる場合、有機溶媒をカルボン酸ニッケル及び1級アミンと同時に混合してもよいが、カルボン酸ニッケル及び1級アミンを先ず混合し錯形成した後に有機溶媒を加えると、1級アミンが効率的にニッケル原子に配位するので、より好ましい。使用できる有機溶媒としては、1級アミンとニッケルイオンとの錯形成を阻害しないものであれば、特に限定するものではなく、例えば炭素数4〜30のエーテル系有機溶媒、炭素数7〜30の飽和又は不飽和の炭化水素系有機溶媒、炭素数8〜18のアルコール系有機溶媒等を使用することができる。また、マイクロ波照射による加熱条件下でも使用を可能とする観点から、使用する有機溶媒は、沸点が170℃以上のものを選択することが好ましく、より好ましくは200〜300℃の範囲内にあるものを選択することがよい。このような有機溶媒の具体例としては、例えば1−オクタノール、テトラエチレングリコール、n−オクチルエーテル等が挙げられる。
(Organic solvent)
In the first step, an organic solvent other than the primary amine may be newly added in order to allow the reaction in the homogeneous solution to proceed more efficiently. When an organic solvent is used, the organic solvent may be mixed simultaneously with the nickel carboxylate and the primary amine. However, when the organic solvent is added after first mixing the nickel carboxylate and the primary amine to form a complex, It is more preferable because it efficiently coordinates to a nickel atom. The organic solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the complex formation between the primary amine and the nickel ion. For example, the organic solvent having 4 to 30 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms, and the like. A saturated or unsaturated hydrocarbon organic solvent, an alcohol organic solvent having 8 to 18 carbon atoms, or the like can be used. Moreover, from the viewpoint of enabling use even under heating conditions by microwave irradiation, it is preferable to select an organic solvent having a boiling point of 170 ° C. or higher, more preferably in the range of 200 to 300 ° C. It is better to choose one. Specific examples of such an organic solvent include 1-octanol, tetraethylene glycol, n-octyl ether, and the like.
(錯形成)
2価のニッケルイオンは配位子置換活性種として知られており、形成する錯体の配位子は温度、濃度によって容易に配位子交換により錯形成が変化する可能性がある。例えばカルボン酸ニッケルおよび1級アミンの混合物を熱処理して反応液を得る工程において、用いるアミンの炭素鎖長等の立体障害を考慮すると、例えば、図1に示すように、カルボン酸イオン(R1COO、R2COO)が二座配位(a)または単座配位(b)いずれかで配位する可能性があり、さらにアミンの濃度が大過剰の場合は外圏にカルボン酸イオンが存在する(c)の少なくとも3種の可能性がある。目的とする反応温度(還元温度)に於いて均一溶液とするには、図1(a)〜(c)において、少なくともA、B、C、D、E、Fの配位子のうち少なくとも一箇所は1級アミンが配位している必要がある。その状態をとるには、1級アミンが過剰に反応溶液内に存在している必要があり、少なくともニッケルイオン1molに対し2mol以上存在していることが好ましく、2.2mol以上存在していることがより好ましく、4mol以上存在していることが望ましい。
(Complex formation)
A divalent nickel ion is known as a ligand-substituted active species, and the ligand of the complex to be formed may easily change in complex formation by ligand exchange depending on temperature and concentration. For example, in step of heat treating the mixture of nickel carboxylate and primary amine to obtain a reaction solution, considering the steric hindrance of the carbon chain length of the amine or the like used, for example, as shown in FIG. 1, a carboxylate ion (R 1 COO, R 2 COO) may be coordinated by either bidentate coordination (a) or monodentate coordination (b), and when the amine concentration is excessive, carboxylate ions are present in the outer sphere. There are at least three possibilities of (c). In order to obtain a homogeneous solution at the target reaction temperature (reduction temperature), at least one of the ligands of at least A, B, C, D, E, and F in FIGS. The location needs to be coordinated by a primary amine. In order to take this state, it is necessary that the primary amine is excessively present in the reaction solution, and it is preferable that at least 2 mol per 1 mol of nickel ions is present, and 2.2 mol or more exist. It is more preferable that 4 mol or more is present.
この錯形成反応は室温に於いても進行することができるが、十分且つ、より効率の良い錯形成反応を行うために、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して反応を行う。この加熱は、カルボン酸ニッケルとして、例えばギ酸ニッケル2水和物や酢酸ニッケル4水和物のようなカルボン酸ニッケルの水和物を用いた場合に特に有利である。加熱温度は、好ましくは100℃を超える温度とし、より好ましくは105℃以上の温度とすることで、カルボン酸ニッケルに配位した配位水と1級アミンとの配位子置換反応が効率よく行われ、錯体配位子としての水分子を解離させることができ、さらにその水を系外に出すことができるので効率よくアミンとの錯体を形成させることができる。例えば、ギ酸ニッケル2水和物は、室温では2個の配位水と2座配位子である2個のギ酸イオンが存在した錯体構造をとっているため、この2つの配位水と1級アミンの配位子置換により効率よく錯形成させるには、100℃より高い温度で加熱することでこの錯体配位子としての水分子を解離させることが好ましい。また、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応における熱処理は、後に続くニッケル錯体(又はニッケルイオン)のマイクロ波照射による加熱還元の過程と確実に分離し、前記の錯形成反応を完結させるという観点から、上記の上限温度以下とし、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下とすることがよい。 Although this complex formation reaction can proceed even at room temperature, the reaction is carried out by heating to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. in order to perform a sufficient and more efficient complex formation reaction. This heating is particularly advantageous when nickel carboxylate hydrate such as nickel formate dihydrate or nickel acetate tetrahydrate is used as nickel carboxylate. The heating temperature is preferably a temperature exceeding 100 ° C., more preferably a temperature of 105 ° C. or more, so that the ligand substitution reaction between the coordinating water coordinated with nickel carboxylate and the primary amine is efficient. The water molecule as the complex ligand can be dissociated, and the water can be discharged out of the system, so that the complex with the amine can be efficiently formed. For example, nickel formate dihydrate has a complex structure in which two coordination waters and two formate ions as bidentate ligands exist at room temperature. In order to efficiently form a complex by substituting a ligand for a primary amine, it is preferable to dissociate the water molecule as the complex ligand by heating at a temperature higher than 100 ° C. In addition, the heat treatment in the complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine is surely separated from the subsequent heat reduction process by microwave irradiation of the nickel complex (or nickel ion) to complete the complex formation reaction. In view of the above, the temperature is set to the upper limit temperature or lower, preferably 160 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower.
加熱時間は、加熱温度や、各原料の含有量に応じて適宜決定することができるが、錯形成反応を完結させるという観点から、10分以上とすることが好ましい。加熱時間の上限は特にないが、長時間熱処理することはエネルギー消費及び工程時間を節約する観点から無駄である。なお、この加熱の方法は、特に制限されず、例えばオイルバスなどの熱媒体による加熱であっても、マイクロ波照射による加熱であってもよい。 The heating time can be appropriately determined according to the heating temperature and the content of each raw material, but is preferably 10 minutes or more from the viewpoint of completing the complex formation reaction. There is no upper limit on the heating time, but heat treatment for a long time is useless from the viewpoint of saving energy consumption and process time. The heating method is not particularly limited, and may be heating by a heat medium such as an oil bath or heating by microwave irradiation.
カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応は、カルボン酸ニッケルと1級アミンとを有機溶媒中で混合して得られる溶液を加熱したときに、溶液の色の変化によって確認することができる。また、この錯形成反応は、例えば紫外・可視吸収スペクトル測定装置を用いて、300nm〜750nmの波長領域において観測される吸収スペクトルの吸収極大の波長を測定し、原料の極大吸収波長(例えばギ酸ニッケル2水和物ではその極大吸収波長は710nmであり、酢酸ニッケル4水和物ではその極大吸収波長は710nmである。)に対する錯化反応液のシフト(極大吸収波長が600nmにシフト)を観測することによって確認することができる。 The complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine can be confirmed by a change in the color of the solution when a solution obtained by mixing nickel carboxylate and primary amine in an organic solvent is heated. . In addition, this complex formation reaction is carried out by measuring the absorption maximum wavelength of the absorption spectrum observed in the wavelength region of 300 nm to 750 nm using, for example, an ultraviolet / visible absorption spectrum measuring apparatus, and measuring the maximum absorption wavelength of the raw material (for example, nickel formate). In dihydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm, and in nickel acetate tetrahydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm.) The shift of the complexing reaction solution (the maximum absorption wavelength shifts to 600 nm) is observed. Can be confirmed.
なお、ニッケルイオン以外の金属イオン(例えば銅イオン)の錯形成も、上記条件に準じて行うことができる。 In addition, complex formation of metal ions other than nickel ions (for example, copper ions) can also be performed according to the above conditions.
カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成が行われた後、得られる反応液を、次に説明するように、マイクロ波照射によって加熱することにより、ニッケル錯体のニッケルイオンが還元され、ニッケルイオンに配位しているカルボン酸イオンが同時に分解し、最終的に酸化数が0価のニッケルを含有する金属ニッケル微粒子が生成する。一般にカルボン酸ニッケルは水を溶媒とする以外の条件では難溶性であり、マイクロ波照射による加熱還元反応の前段階として、カルボン酸ニッケルを含む溶液は均一反応溶液とする必要がある。これに対して、本実施の形態で使用される1級アミンは、使用温度条件で液体であり、かつそれがニッケルイオンに配位することで液化し、均一反応溶液を形成すると考えられる。 After the complex formation between nickel carboxylate and primary amine is performed, the resulting reaction solution is heated by microwave irradiation to reduce the nickel ions of the nickel complex as described below. At the same time, the carboxylate ions coordinated to the metal are decomposed, and finally metal nickel fine particles containing nickel having an oxidation number of 0 are generated. In general, nickel carboxylate is hardly soluble under conditions other than using water as a solvent, and a solution containing nickel carboxylate needs to be a homogeneous reaction solution as a pre-stage of the heat reduction reaction by microwave irradiation. On the other hand, the primary amine used in the present embodiment is liquid under the operating temperature conditions, and is considered to be liquefied by coordination with nickel ions to form a homogeneous reaction solution.
<第二の工程;ニッケル微粒子スラリー生成工程>
本工程では、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応によって得られた錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱し、錯化反応液中のニッケルイオンを還元してニッケル微粒子スラリーを得る。マイクロ波照射によって加熱する温度は、得られる微粒子の形状のばらつきを抑制するという観点から、好ましくは180℃以上、より好ましくは190℃以上とすることがよい。加熱温度の上限は特にないが、処理を能率的に行う観点からは例えば270℃以下とすることが好適である。なお、マイクロ波の使用波長は、特に限定するものではなく、例えば2.45GHzである。なお、加熱温度は、例えばカルボン酸ニッケルの種類やニッケル微粒子の核発生を促進させる添加剤の使用などによって、適宜調整することができる。そして、ニッケル微粒子スラリー生成工程では、錯化反応液中に、アビエチン酸を存在させた状態で加熱を行う。アビエチン酸は、マイクロ波照射加熱する前の錯化反応液に配合してもよい。
<Second step; nickel fine particle slurry generation step>
In this step, the complexing reaction solution obtained by the complexation reaction between nickel carboxylate and primary amine is heated to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction solution. To obtain a nickel fine particle slurry. The temperature for heating by microwave irradiation is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 190 ° C. or higher, from the viewpoint of suppressing variation in the shape of the obtained fine particles. The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but is preferably set to 270 ° C. or less, for example, from the viewpoint of efficiently performing the treatment. In addition, the use wavelength of a microwave is not specifically limited, For example, it is 2.45 GHz. The heating temperature can be appropriately adjusted depending on, for example, the type of nickel carboxylate and the use of an additive that promotes the nucleation of nickel fine particles. And in a nickel fine particle slurry production | generation process, it heats in the state which made abietic acid exist in a complexing reaction liquid. Abietic acid may be added to the complexing reaction solution before heating by microwave irradiation.
本工程では、マイクロ波が反応液内に浸透するため、均一加熱が行われ、かつ、エネルギーを媒体に直接与えることができるため、急速加熱を行うことができる。これにより、反応液全体を所望の温度に均一にすることができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元、核生成、核成長各々の過程を溶液全体において同時に生じさせ、結果として粒子径分布の狭い単分散な粒子を短時間で容易に製造することができる。 In this step, since microwaves penetrate into the reaction solution, uniform heating is performed, and energy can be directly applied to the medium, so that rapid heating can be performed. As a result, the entire reaction solution can be made uniform at a desired temperature, and the processes of reduction, nucleation, and nucleation of the nickel complex (or nickel ions) occur simultaneously in the entire solution. Narrow monodisperse particles can be easily produced in a short time.
均一な粒子径を有するニッケル微粒子を生成させるには、第一の工程である錯化反応液生成工程(ニッケル錯体の生成が行われる工程)でニッケル錯体を均一にかつ十分に生成させることと、本第二の工程のマイクロ波照射による加熱処理で、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元により生成するニッケル(0価)の核の同時発生・成長を行う必要がある。すなわち、錯化反応液生成工程の加熱温度を上記の特定の範囲内で調整し、ニッケル微粒子スラリー生成工程におけるマイクロ波による加熱温度よりも確実に低くしておくことで、粒子径・形状の整った粒子が生成し易い。例えば、錯化反応液生成工程で加熱温度が高すぎるとニッケル錯体の生成とニッケル(0価)への還元反応が同時に進行し異種の金属種が発生することで、ニッケル微粒子スラリー生成工程での粒子形状の整った粒子の生成が困難となるおそれがある。また、ニッケル微粒子スラリー生成工程の加熱温度が低すぎるとニッケル(0価)への還元反応速度が遅くなり核の発生が少なくなるため粒子が大きくなるだけでなく、ニッケル微粒子の収率の点からも好ましくはない。 In order to produce nickel fine particles having a uniform particle size, the nickel complex is uniformly and sufficiently produced in the complexing reaction liquid production step (step in which the nickel complex is produced), which is the first step, In the heat treatment by microwave irradiation in the second step, it is necessary to simultaneously generate and grow nickel (zero-valent) nuclei generated by reduction of the nickel complex (or nickel ion). In other words, by adjusting the heating temperature in the complexing reaction liquid production step within the above specific range and ensuring that it is lower than the microwave heating temperature in the nickel fine particle slurry production step, the particle size and shape are adjusted. Particles are easily generated. For example, if the heating temperature is too high in the complexing reaction liquid generation process, the formation of nickel complex and the reduction reaction to nickel (zero valence) proceed simultaneously, and different metal species are generated. There is a possibility that it is difficult to generate particles having a uniform particle shape. In addition, if the heating temperature of the nickel fine particle slurry generation process is too low, the reduction reaction rate to nickel (zero valence) is slowed and the generation of nuclei is reduced, so that not only the particles are enlarged, but also in terms of the yield of nickel fine particles Is also not preferred.
マイクロ波照射によって加熱して得られるニッケル微粒子スラリーは、そのままニッケル微粒子組成物とすることができる。また、ニッケル微粒子スラリーを、例えば、静置分離し、上澄み液を取り除いた後、適当な溶媒を用いて洗浄し、乾燥することで、ニッケル微粒子が得られる。ニッケル微粒子スラリー生成工程においては、必要に応じ、前述した有機溶媒を加えてもよい。なお、前記したように、錯形成反応に使用する1級アミンを有機溶媒としてそのまま用いることが好ましい。 The nickel fine particle slurry obtained by heating by microwave irradiation can be directly used as the nickel fine particle composition. Further, for example, the nickel fine particle slurry is allowed to stand and be separated, and the supernatant liquid is removed. Then, the nickel fine particle slurry is washed with an appropriate solvent and dried to obtain nickel fine particles. In the nickel fine particle slurry production step, the organic solvent described above may be added as necessary. As described above, the primary amine used for the complex formation reaction is preferably used as it is as the organic solvent.
以上のようにして、平均粒子径150nm以下のニッケル微粒子組成物を調製することができる。なお、ニッケル微粒子組成物に限らず、他の金属種を含む金属微粒子組成物を製造する場合も、上記方法に準じて行うことができる。 As described above, a nickel fine particle composition having an average particle diameter of 150 nm or less can be prepared. Note that not only the nickel fine particle composition but also a metal fine particle composition containing other metal species can be produced according to the above method.
例えば、本実施に係る金属微粒子組成物が、ニッケル及び銅の合金の金属微粒子を含む場合、第一の工程において、カルボン酸ニッケル及び1級アミンの混合物に、銅塩を添加したものを使用すればよい。ニッケル及び銅の合金の金属微粒子において、酸化銅の生成を抑制したい場合には、以下のような製造方法がよい。 For example, when the fine metal particle composition according to the present embodiment contains fine metal particles of an alloy of nickel and copper, in the first step, a mixture of nickel carboxylate and primary amine and a copper salt added may be used. That's fine. When it is desired to suppress the formation of copper oxide in the metal fine particles of an alloy of nickel and copper, the following manufacturing method is preferable.
(Ni−Cu合金の製造法の例)
ギ酸ニッケル、ギ酸銅及び1級アミンの混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る第一の工程と、この錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して、ニッケル及び銅を含有する金属微粒子スラリーを得る第二の工程と、を有する。そして、第二の工程では、前記錯化反応液中に、アビエチン酸を存在させた状態で加熱を行う。ここで、前記アビエチン酸は、遅くとも第二の工程で加熱する前の、前記混合物を調製する段階、前記混合物の段階、又は、前記錯化反応液の段階、のいずれかのタイミングで配合する。
(Example of Ni-Cu alloy production method)
A first step of obtaining a complexing reaction solution by heating a mixture of nickel formate, copper formate and primary amine to a temperature within the range of 100 ° C. to 165 ° C., and this complexing reaction solution by microwave irradiation Heating to a temperature of 170 ° C. or higher to obtain a metal fine particle slurry containing nickel and copper. And in a 2nd process, it heats in the state which made abietic acid exist in the said complexing reaction liquid. Here, the abietic acid is blended at any timing of the step of preparing the mixture, the step of the mixture, or the step of the complexing reaction solution before heating in the second step at the latest.
アビエチン酸は、ギ酸ニッケル及びギ酸銅中の金属換算のニッケル元素及び銅元素の合計100質量部に対して、0.1質量部以上の比率で配合することが好ましい。アビエチン酸の配合比率が0.1質量部を下回ると配合の効果が十分に得られないおそれがある。一方、アビエチン酸の配合比率の上限は特に制限されないが、比率が高くなるにつれて、アビエチン酸が析出しやすくなるので、40質量部以下とすることが好ましい。 It is preferable to mix | blend abietic acid with the ratio of 0.1 mass part or more with respect to a total of 100 mass parts of the nickel element and copper element of metal conversion in nickel formate and copper formate. If the blending ratio of abietic acid is less than 0.1 parts by mass, the blending effect may not be sufficiently obtained. On the other hand, the upper limit of the mixing ratio of abietic acid is not particularly limited. However, as the ratio increases, abietic acid is likely to be precipitated.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, various measurements and evaluations are as follows unless otherwise specified.
[平均粒子径の測定]
平均粒子径の測定は、SEM(走査電子顕微鏡)により試料の写真を撮影して、その中から無作為に200個を抽出してそれぞれの粒子径を求め、平均粒子径を算出した。また、CV値(変動係数)は(標準偏差)÷(平均粒子径)によって算出した。尚、CV値が小さいほど、粒子径がより均一であることを示す。
[Measurement of average particle size]
The average particle size was measured by taking a photograph of the sample with an SEM (scanning electron microscope), randomly extracting 200 samples from the sample, obtaining each particle size, and calculating the average particle size. The CV value (coefficient of variation) was calculated by (standard deviation) / (average particle diameter). In addition, it shows that a particle diameter is so uniform that a CV value is small.
[分散性の評価]
分散性の評価は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、商品名;LA−950V2)を用いて行った。金属微粒子をイソプロパノールに分散させたスラリー溶液(固形分濃度10wt%)を所定の濃度に希釈して、前記粒子径分布測定装置内にて超音波で5分間分散させ、体積分布の測定を行い、粒度分布の結果にて分散性の比較評価を行った。
[Evaluation of dispersibility]
Evaluation of dispersibility was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, Ltd., trade name: LA-950V2). A slurry solution (solid content concentration 10 wt%) in which metal fine particles are dispersed in isopropanol is diluted to a predetermined concentration, and dispersed in the particle size distribution measuring apparatus with ultrasonic waves for 5 minutes, and volume distribution is measured. A comparative evaluation of dispersibility was performed based on the results of the particle size distribution.
[5%熱収縮温度]
5%熱収縮温度は、試料を5Φ×2mmの円柱状成型器に入れ、プレス成型して得られる成型体を作製し、これを窒素ガス(水素ガス3%含有)の雰囲気下で、熱機械分析装置(TMA)により測定される5%熱収率の温度とした。
[5% heat shrink temperature]
The 5% heat shrink temperature is obtained by placing a sample in a 5Φ × 2 mm cylindrical molding machine and producing a molded product obtained by press molding, and then heating it in an atmosphere of nitrogen gas (containing 3% hydrogen gas). The temperature was 5% thermal yield measured by an analyzer (TMA).
(合成例1)
125.9gのラウリルアミンに18.5gのギ酸ニッケル二水和物を加え、窒素フロー下、120℃で10分間加熱することによって、ギ酸ニッケルを溶解させて錯化反応液を得た。次いで、その錯化反応液に、さらに83.9gのラウリルアミンを加え、マイクロ波を用いて180℃で10分間加熱することによって、金属微粒子スラリー1を得た。
(Synthesis Example 1)
18.5 g of nickel formate dihydrate was added to 125.9 g of laurylamine and heated at 120 ° C. for 10 minutes under a nitrogen flow to dissolve nickel formate to obtain a complexing reaction solution. Next, 83.9 g of laurylamine was further added to the complexing reaction solution, and the mixture was heated at 180 ° C. for 10 minutes using a microwave to obtain a metal fine particle slurry 1.
金属微粒子スラリー1を静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンを用いて洗浄し、更にイソプロパノールを用いて洗浄した後、60℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥することによって、金属微粒子1(ニッケル含有率;98質量%、平均粒子径;100nm、CV値;0.17、5%熱収縮温度;295℃)を得た。元素分析の結果、C;0.5、N;0.026、O;2.2(単位は質量%)であった。 After separating the metal fine particle slurry 1 and removing the supernatant, it was washed with toluene, further washed with isopropanol, and then dried in a vacuum dryer maintained at 60 ° C. for 6 hours, Metal fine particles 1 (nickel content: 98% by mass, average particle size: 100 nm, CV value: 0.17, 5% heat shrinkage temperature: 295 ° C.) were obtained. As a result of elemental analysis, it was C; 0.5, N; 0.026, O; 2.2 (unit: mass%).
(参考例1)
合成例1で得られた金属微粒子スラリー1を静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンを用いて洗浄し、更にイソプロパノールを用いて洗浄した後、高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製、商品名;スターバースト)を用いて、圧力200MPaの条件にて金属微粒子を分散させたスラリー溶液1(固形分濃度10wt%)を調製した。このスラリー溶液1の粒度分布の測定を行った。体積分布の結果は、次のとおりであった。
D10;0.115μm、D30;0.177μm、D50;0.238μm、D90;0.479μm、D99;1.151μm
(Reference Example 1)
The metal fine particle slurry 1 obtained in Synthesis Example 1 was allowed to stand and separated, and after removing the supernatant, it was washed with toluene, and further washed with isopropanol. Name: Starburst) was used to prepare slurry solution 1 (solid content concentration: 10 wt%) in which metal fine particles were dispersed under a pressure of 200 MPa. The particle size distribution of the slurry solution 1 was measured. The results of the volume distribution were as follows.
D 10 ; 0.115 μm, D 30 ; 0.177 μm, D 50 ; 0.238 μm, D 90 ; 0.479 μm, D 99 ; 1.151 μm
[実施例1]
参考例1で調製したスラリー溶液1の10gを分取し、これにアビエチン酸の0.3gを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、金属微粒子組成物1を得た。この金属微粒子組成物1の粒度分布の測定を行った。体積分布の結果は、次のとおりであった。
D10;0.074μm、D30;0.111μm、D50;0.149μm、D90;0.300μm、D99;0.669μm
[Example 1]
10 g of the slurry solution 1 prepared in Reference Example 1 was collected, 0.3 g of abietic acid was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain a metal fine particle composition 1. The particle size distribution of the metal fine particle composition 1 was measured. The results of the volume distribution were as follows.
D 10 ; 0.074 μm, D 30 ; 0.111 μm, D 50 ; 0.149 μm, D 90 ; 0.300 μm, D 99 ; 0.669 μm
[実施例2]
384gのオレイルアミンに、17.79gのギ酸ニッケル二水和物、及び26.7gのギ酸銅四水和物を加え、窒素フロー下、120℃で20分間加熱することによって、ニッケル塩及び銅塩を溶解させて錯化反応液を得た。次いで、その錯化反応液に、1.48gのアビエチン酸及び290gの1−オクタノールを加え、マイクロ波を用いて190℃で5分間加熱することによって、金属微粒子スラリー2を得た。
[Example 2]
To 384 g of oleylamine, 17.79 g of nickel formate dihydrate and 26.7 g of copper formate tetrahydrate were added and heated at 120 ° C. for 20 minutes under a nitrogen flow to obtain nickel and copper salts. It was dissolved to obtain a complexing reaction solution. Next, 1.48 g of abietic acid and 290 g of 1-octanol were added to the complexing reaction solution, and the mixture was heated at 190 ° C. for 5 minutes using a microwave to obtain a metal fine particle slurry 2.
金属微粒子スラリー2を静置分離し、上澄み液を取り除いた後、メタノールを用いて洗浄した後、70℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥することによって、金属微粒子組成物2(平均粒子径;10nm、CV値;0.12、5%熱収縮温度;250℃)を得た。この金属微粒子組成物2におけるNi及びCuの含有率は98質量%であり、NiとCuの含有比率は、Ni:Cu=40:60(単位は質量%)であった。得られた金属微粒子組成物2のSEM写真を図2に示す。 After the metal fine particle slurry 2 is left and separated, the supernatant is removed, washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer maintained at 70 ° C. for 6 hours to obtain the metal fine particle composition 2 (average particle Diameter: 10 nm, CV value: 0.12, 5% heat shrinkage temperature: 250 ° C.). The content of Ni and Cu in the metal fine particle composition 2 was 98% by mass, and the content ratio of Ni and Cu was Ni: Cu = 40: 60 (unit: mass%). An SEM photograph of the obtained metal fine particle composition 2 is shown in FIG.
得られた金属微粒子組成物2の同定は、粉末X線回折装置(XRD)(リガク社製、商品名;RINT2500)を用いて行った。X線解析の結果、それぞれニッケルと銅の固溶体の結晶面(111)、(200)、(220)のピークを有することにより、得られた粉体が面心立方構造(fcc)を有するニッケルと銅の固溶体であることが確認され、酸化銅は確認されなかった。 Identification of the obtained metal fine particle composition 2 was performed using a powder X-ray diffractometer (XRD) (trade name; RINT2500, manufactured by Rigaku Corporation). As a result of X-ray analysis, the obtained powder has peaks of crystal faces (111), (200), (220) of a solid solution of nickel and copper, and thus the obtained powder has nickel having a face-centered cubic structure (fcc) It was confirmed that it was a solid solution of copper, and copper oxide was not confirmed.
得られた金属微粒子組成物2の20gに、400gのジヒドロターピニルアセテートを加えた後、分散装置(エム・テクニック社製、商品名;クレアミックス)を用いて、回転数6,000rpmで20分間分散を行った。その後、遠心分離(回転数3,000rpm、10分間)にて濃縮し、金属微粒子組成物2を分散させたスラリー溶液2’(固形分濃度80wt%)を調製した。 After adding 400 g of dihydroterpinyl acetate to 20 g of the obtained metal fine particle composition 2, using a dispersion apparatus (trade name: Cleamix, manufactured by M Technique Co., Ltd.), 20 rpm at a rotation speed of 6,000 rpm. Dispersion was performed for a minute. Then, it concentrated by centrifugation (rotation speed 3,000 rpm, 10 minutes), and prepared slurry solution 2 '(solid content concentration 80 wt%) in which metal fine particle composition 2 was dispersed.
2対のガラス板を2組準備し、2対のガラス板で上記スラリー溶液2’を擦り合わせたサンプル2を調製した。 Two pairs of glass plates were prepared, and Sample 2 was prepared by rubbing the slurry solution 2 'with two pairs of glass plates.
サンプル2を水素ガス中、250℃、30分間の焼成を行った。そのときのSEM写真を図3に示す。250℃30分間焼成することで焼結が進行していることが確認でき、導通も確認できた。 Sample 2 was baked in hydrogen gas at 250 ° C. for 30 minutes. The SEM photograph at that time is shown in FIG. By firing at 250 ° C. for 30 minutes, it was confirmed that sintering was progressing, and conduction was also confirmed.
(参考例2)
実施例2において、1.48gのアビエチン酸を使用しなかったこと以外、実施例2と同様にして、金属微粒子(NiとCuの質量比率[%];Ni:Cu=40:60、平均粒子径;10nm、CV値;0.12、5%熱収縮温度;250℃)を得た。
(Reference Example 2)
In Example 2, metal fine particles (mass ratio of Ni and Cu [%]; Ni: Cu = 40: 60, average particle size) were obtained in the same manner as in Example 2 except that 1.48 g of abietic acid was not used. Diameter: 10 nm, CV value: 0.12, 5% heat shrinkage temperature: 250 ° C.).
得られた金属微粒子のX線解析の結果、それぞれニッケルと銅の固溶体の結晶面(111)、(200)、(220)のピークを有することにより、得られた粉体が面心立方構造(fcc)を有するニッケルと銅の固溶体であることが確認されたが、一部、酸化銅に関するピークも確認された。 As a result of X-ray analysis of the obtained metal fine particles, the obtained powder has a face-centered cubic structure (peak) of crystal planes (111), (200), and (220) of a solid solution of nickel and copper, respectively. fcc) was confirmed to be a solid solution of nickel and copper, but some peaks related to copper oxide were also confirmed.
[実施例3]
4280gのオレイルアミンに、310gのギ酸ニッケル2水和物、及び181gのギ酸銅4水和物を加え、窒素フロー下、120℃で40分間加熱することによって、ニッケル塩及び銅塩を溶解させて錯化反応液を得た。次いで、その錯化反応液に、15gのアビエチン酸及び3230gの1−オクタノールを加え、マイクロ波を用いて190℃で5分間加熱することによって、金属微粒子スラリー3を得た。
[Example 3]
To 4280 g of oleylamine, 310 g of nickel formate dihydrate and 181 g of copper formate tetrahydrate are added and heated at 120 ° C. for 40 minutes under a nitrogen flow to dissolve the nickel salt and the copper salt to form a complex. The reaction solution was obtained. Next, 15 g of abietic acid and 3230 g of 1-octanol were added to the complexing reaction solution, and the mixture was heated at 190 ° C. for 5 minutes using a microwave to obtain a metal fine particle slurry 3.
金属微粒子スラリー3を静置分離し、上澄み液を取り除いた後、ヘキサンとメタノールを用いて洗浄した後、60℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥して金属微粒子組成物3(平均粒子径;40nm、CV値;0.16、5%熱収縮温度;265℃)を得た。この金属微粒子組成物3におけるNi及びCuの含有率は98質量%であり、NiとCuの含有比率は、Ni:Cu=67:33(単位は質量%)であった。 The fine metal particle slurry 3 was allowed to stand and separated, the supernatant was removed, washed with hexane and methanol, and then dried in a vacuum dryer maintained at 60 ° C. for 6 hours to obtain the fine metal particle composition 3 (average particle size) 40 nm, CV value; 0.16, 5% heat shrink temperature; 265 ° C.). The content of Ni and Cu in the metal fine particle composition 3 was 98% by mass, and the content ratio of Ni and Cu was Ni: Cu = 67: 33 (unit: mass%).
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of illustration, this invention is not restrict | limited to the said embodiment.
Claims (8)
(A)ニッケルを含有する粒子径1〜150nmの範囲内にある金属微粒子、及び
(B)アビエチン酸、
を含み、
前記(A)成分100質量部に対し、前記(B)成分を0.1〜40質量部の範囲内となるように配合してなる金属微粒子組成物。 The following components (A) and (B),
(A) metal fine particles having a particle diameter of 1 to 150 nm containing nickel, and (B) abietic acid,
Including
A metal fine particle composition obtained by blending the component (B) so as to fall within the range of 0.1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
前記錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して、ニッケル及び銅を含有する金属微粒子スラリーを得る第二の工程と、を有し、
前記第二の工程において、前記錯化反応液中に、アビエチン酸を存在させた状態で加熱を行う金属微粒子組成物の製造方法。
A first step of heating a mixture of nickel formate, copper formate and primary amine to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. to obtain a complexing reaction solution;
A second step of heating the complexing reaction liquid to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to obtain a metal fine particle slurry containing nickel and copper, and
In the second step, a method for producing a metal fine particle composition, wherein heating is performed in a state where abietic acid is present in the complexing reaction solution.
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