JP2013213262A - 導電性材料及びその製造方法 - Google Patents
導電性材料及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013213262A JP2013213262A JP2012084406A JP2012084406A JP2013213262A JP 2013213262 A JP2013213262 A JP 2013213262A JP 2012084406 A JP2012084406 A JP 2012084406A JP 2012084406 A JP2012084406 A JP 2012084406A JP 2013213262 A JP2013213262 A JP 2013213262A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive material
- particles
- group
- producing
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
【解決手段】 金属塩溶液と基材とを溶液中で混合し、これに所定の周波数の超音波を照射することにより、基材表面に微細かつ均一な粒子径の金属粒子が担持され、被覆された導電性材料を得ることを可能にする。分散剤等有機化合物を使用しないので、除去工程が不要な上、不純物を含まない高純度の金属が被覆された導電性材料を得ることを可能とする。
【選択図】 図1
Description
金属塩と、基材とを溶液中で混合する混合工程と、前記混合工程で製造された混合液に周波数が200kHzを超え2.4MHz以下の超音波を照射する超音波照射工程と、を備えることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記超音波照射工程の照射時間が0.01分から10分であることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記超音波照射工程を複数回繰り返すことを特徴とする。
また、別の本発明は、前記基材は表面に末端基として、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、ハロゲン基のいずれかを有することを特徴とする。
また、別の本発明は、前記混合工程の前工程として、前記溶液をアルゴン、空気、窒素、酸素、水素から選択される一の種類のガスによって、ガス置換を行うガス置換工程と、をさらに備えることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記基材の形状が粒子状、板状、塊状、繊維状から選択される一の形状であることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記超音波照射工程の前工程として、前記基材の表面にアクリル基、メタクリル基、エポキシ基、ハロゲン基のいずれかを有する化合物を塗付する塗付工程と、をさらに備えることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記超音波照射工程の前工程として、前記基材の表面にシラノール基、トリメチルシリル基のいずれかを有する化合物を塗付する阻害剤塗付工程と、をさらに備えることを特徴とする。
また、別の本発明は、前記金属塩の金属が金、銀、銅、ニッケル、パラジウムのうち少なくとも一種類を含む金属であることを特徴とする。
また、別の本発明は、請求項1〜9のいずれか1項記載の製造方法により製造された導電性材料であって、前記基材の表面上が、粒子径が1nm〜20nmの金属粒子によって被覆されており、前記金属粒子は有機化合物からなる不純物を含まないことを特徴とする。
実施例1は、基材をアクリルの粒子として、その表面上に金の粒子を被覆させる。まず、予めアルゴンガスをパージしておいた塩化金酸水溶液50mL(濃度0.1mM)に、粒子径が6μmのアクリル粒子を10mg添加し、これを混合する。その後、超音波洗浄器(三井電気精機株式会社製)によって、950MHz、300Wの超音波を8分間照射する。被覆状態の観察は、電界放出形走査電子顕微鏡(S-4100(株式会社日立製作所製)、SU8000(株式会社日立製作所製))と、透過型電子顕微鏡(JEM-2010(日本電子株式会社製))による。
実施例2は、上記実施例1と同様の方法によって、塩化ビニルの粒子表面に粒子径が10nmから20nmの金粒子を被覆させる。
実施例3は、上記実施例1と同様の方法によって、粒子径5μmのポリスチレン粒子の表面に粒子径が10nmから20nmの金粒子を被覆させる。図6は、ポリスチレンの粒子に金の粒子を被覆させた導電性材料のFE-SEM画像を示す。倍率は9000倍である。図から、ポリスチレン粒子の基材の表面に数nmサイズの金の粒子が担持されていることが認められるが、均一に被覆はされていないことが認められる。これにより、本実施例による製造方法においては、目的とする導電性材料を得られていないことが認められる。
実施例4は、上記実施例1と同様の方法によって、シリカの粒子表面に粒子径が10nmから20nmの金粒子を被覆させる。図7は、シリカの粒子に金の粒子を被覆させた導電性材料のFE-SEM画像を示す。倍率は9000倍である。図から、シリカ粒子の基材の表面に数nmサイズの金の粒子が担持されていることが認められるが、均一に被覆はされていないことが認められる。これにより、本実施例による製造方法においては、目的とする導電性材料を得られていないことが認められる。
実施例5は、溶液の金属塩濃度が、製造された導電性材料の被膜の膜厚や、被覆率に与える影響を確認するため異なる濃度の金属塩溶液による基材へ被覆させる。使用した材料は、実施例1と同様のアクリル粒子と塩化金酸水溶液である。その他実験に使用した機器等は実施例1と同様である。図8、図9、図10、図11は、塩化金濃度がそれぞれ0.1mM、0.5mM、1.0mM、2.0mMで被覆を行った導電性材料のFE-SEM画像である。倍率はいずれも9000倍である。また、図12、図13、図14、図15は、塩化金濃度がそれぞれ0.1mM、0.5mM、1.0mM、2.0mMで被覆を行った導電性材料の光学顕微鏡画像である。図から、全ての濃度において、製造された導電性材料に金光沢がみとめられることから、基材表面に金粒子が高い被覆率で被覆されていることが認められる。塩化金濃度が0.1mMの場合には、基材表面に金粒子が均一に被覆されている様子が認められるが、濃度が上がるにつれて、金粒子の粒子径が粗大になり、かつそれぞれが融合し、または板状になっている様子が認められる。また、各導電性材料についても、それぞれが融合している様子認められる。これにより、本実施例においては、被覆に使用する塩化金の濃度は0.1mMが好適であると認められる。
実施例6は、所定の時間の超音波照射工程を複数回繰り返し行い、その回数が製造された導電性材料の被膜の膜厚や、被覆率に与える影響を確認するため、超音波照射工程を繰り返し行う。この際、超音波照射工程を行う前に、その都度金属塩を添加する。使用した材料は、実施例1と同様のアクリル粒子と塩化金酸水溶液である。その他実験に使用した機器等は実施例1と同様である。図16、図17は、溶液への0.1mM塩化金酸水溶液の添加と、8分間の超音波照射工程を3回繰り返して行った場合のFE-SEM画像(倍率9000倍)と、光学顕微鏡画像である。また、図18、図19、図20は、溶液への0.1mM塩化金酸水溶液の添加と、8分間の超音波照射工程を5回繰り返して行った場合のFE-SEM画像と、光学顕微鏡画像である。図18の倍率は9000倍であり、図19の倍率は60000倍である。図から、繰り返しの回数が多くなるに従って、基材表面により多くの金粒子が被覆されている様子が認められる。より多くの金粒子が基材表面に担持されることにより、製造された導電性材料の電気伝導度を向上させるなどの、導電性材料としての特性を向上させることが可能であると考えられる。また、繰り返し回数が多くなるに従って、製造された導電性材料の金光沢がより強くなっている様子が認められる。これにより、超音波照射工程を繰り返し行うことにより、より多くの金粒子を基材に担持させることが可能となることが認められる。
実施例7は、本発明の効果を生じるための機構を明らかにするため、予め製造しておいた金属粒子と、基材粒子とを溶液中で混合することで、金属粒子を基材粒子の表面上に被覆させる。使用した材料は、実施例1と同様のアクリル粒子とあらかじめ製造した金粒子である。その他実験に使用した機器等は実施例1と同様である。金粒子は、実施例1で使用したものと同様の塩化金酸水溶液に、実施例1と同様の超音波洗浄器を用いて、950kHz、300Wの出力の超音波を、8分間照射することで製造した。その後、これをフラスコ内で攪拌混合を行い、所定の時間静置し、観察を行った。観察に使用した機器は実施例1と同様である。図21は、製造された導電性材料のFE-SEM画像(9000倍)である。基材表面に一定程度の金粒子が担持されている様子は認められるが、完全被覆されてはいない。
実施例8は、本発明の効果を生じるための機構を明らかにするため、純水に超音波を照射して製造した超音波水に、予め製造しておいた金属粒子と、基材粒子とを添加し、混合することで、金属粒子を基材粒子の表面上に被覆させる。超音波水は、純粋50mLに、上記実施例7と同様の超音波を8分間照射して調製した。その後、その超音波水中において、実施例1と同様のアクリル粒子と、塩化金酸水溶液とを攪拌混合し、それを所定の時間静置し、観察を行った。観察に使用した機器は実施例1と同様である。図22は、製造された導電性材料のFE-SEM画像(9000倍)である。基材表面に一定程度の金粒子が担持されている様子は認められるが、完全被覆されてはいない。
実施例9は、超音波照射工程において、異なる周波数の超音波を照射した場合の、製造された導電性材料の様子を観察する。実験に使用した材料は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。周波数以外の条件(照射時間、出力)等は実施例1と同様である。周波数が28kHzで行った。この場合、塩化金酸水溶液から、金粒子を析出させることができず、アクリル粒子表面に粒子を担持させることができなかった。周波数が200kHzで行った。この場合、塩化金酸水溶液から、金粒子を析出させ、基材表面に担持させることができたが基材表面上で金粒子が融合し、均一な粒子径の粒子を完全に被覆させることができなかった。周波数が2.4MHzで行った。この場合、均一な粒子径の金粒子を基材表面に被覆させることができた。
実施例10は、様々な形状の基材に対して金属粒子の被覆を行った。実験に使用した材料は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。また、被覆の条件は、実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。板状の基材に対して、金属粒子の被覆を行った。その結果、均一な粒子径の金粒子を基材表面に被覆させることができた。塊状の基材に対して、金属粒子の被覆を行った。その結果、均一な粒子径の金粒子を基材表面に被覆させることができた。繊維状の基材に対して、金属粒子の被覆を行った。その結果、均一な粒子径の金粒子を基材表面に被覆させることができた。
実施例11は、基材表面に金属粒子として銅の粒子を被覆させる。実験に使用した材料は、金属塩以外は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。金属塩溶液は、二価の硫酸銅水溶液、酒石酸ナトリウムカリウム及び水酸化ナトリウム水溶液を等量混合したものを使用した。超音波照射時間等の条件は実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。
実施例12は、基材表面に金属粒子として銀の粒子を被覆させる。実験に使用した材料は、金属塩以外は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。金属塩溶液は、硝酸銀水溶液を使用し、これにアンモニア試薬を添加した。超音波照射時間等の条件は実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。
実施例13は、基材表面に金属粒子としてニッケルの粒子を被覆させる。実験に使用した材料は、金属塩以外は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。金属塩溶液は、0.1mM二硝酸ニッケル水溶液を使用した。超音波照射時間等の条件は実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。
実施例14は、基材表面に金属粒子として白金の粒子を被覆させる。実験に使用した材料は、金属塩以外は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。金属塩溶液は、0.1mM塩化白金酸水溶液を使用した。超音波照射時間等の条件は実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。
実施例15は、基材表面に金属粒子としてパラジウムの粒子を被覆させる。実験に使用した材料は、金属塩以外は実施例1と同様である。また、観察に使用した機器は実施例1と同様である。金属塩溶液は、0.1mM塩化パラジウム水溶液を使用した。超音波照射時間等の条件は実施例1及び実施例6と同様の方法で行った。
実施例1及び実施例6で製造された導電性材料の電気特性について、評価を行った。評価はパラメータアナライザを使用し、探針法により、導電性材料表面にプローブを接触させて行った。その結果、純粋な金属材料と同等(電気抵抗が0.01オームから10オーム)の優れた特性を示すことが認められた。
Claims (10)
- 金属塩と、基材とを溶液中で混合する混合工程と、
前記混合工程で製造された混合液に周波数が200kHzを超え2.4MHz以下の超音波を照射する超音波照射工程と、
を備えることを特徴とする導電性材料の製造方法。 - 前記超音波照射工程の照射時間が0.01分から10分であることを特徴とする請求項1記載の導電性材料の製造方法。
- 前記超音波照射工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項1または2記載の導電性材料の製造方法。
- 前記基材は表面に末端基として、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、ハロゲン基のいずれかを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。
- 前記混合工程の前工程として、前記溶液をアルゴン、空気、窒素、酸素、水素から選択される一の種類のガスによって、ガス置換を行うガス置換工程と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。
- 前記基材の形状が粒子状、板状、塊状、繊維状から選択される一の形状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。
- 前記超音波照射工程の前工程として、前記基材の表面にアクリル基、メタクリル基、エポキシ基、ハロゲン基のいずれかを有する化合物を塗付する塗付工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。 - 前記超音波照射工程の前工程として、前記基材の表面にシラノール基、トリメチルシリル基のいずれかを有する化合物を塗付する阻害剤塗付工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。 - 前記金属塩の金属が金、銀、銅、ニッケル、パラジウムのうち少なくとも一種類を含む金属であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の導電性材料の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の製造方法により製造された導電性材料であって、
前記基材の表面上が、粒子径が1nm〜20nmの金属粒子によって被覆されており、前記金属粒子は有機化合物からなる不純物を含まないことを特徴とする導電性材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084406A JP6029047B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 導電性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084406A JP6029047B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 導電性材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013213262A true JP2013213262A (ja) | 2013-10-17 |
JP6029047B2 JP6029047B2 (ja) | 2016-11-24 |
Family
ID=49586802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012084406A Active JP6029047B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 導電性材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6029047B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015183206A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | Dowaホールディングス株式会社 | 金属ナノ粒子の製造方法及び金属ナノ粒子被覆基材の製造方法 |
US10883204B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-01-05 | Seiren Co., Ltd. | Conductive woven fabric, conductive member and process for producing conductive woven fabric |
JP2021011600A (ja) * | 2019-07-04 | 2021-02-04 | 国立大学法人大阪大学 | 金属微粒子成膜体の製造方法及び金属被覆材 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000038681A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Permelec Electrode Ltd | 置換めっき方法 |
JP2002273239A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-24 | Toyota Motor Corp | 合金触媒と排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
JP2008019162A (ja) * | 2003-03-17 | 2008-01-31 | Kansai Tlo Kk | 貴金属・磁性金属酸化物複合微粒子およびその製造法 |
JP2009511746A (ja) * | 2005-10-14 | 2009-03-19 | ハンファ ケミカル コーポレーション | 分散性および密着性に優れた導電性粉体の製造方法 |
-
2012
- 2012-04-03 JP JP2012084406A patent/JP6029047B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000038681A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Permelec Electrode Ltd | 置換めっき方法 |
JP2002273239A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-24 | Toyota Motor Corp | 合金触媒と排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
JP2008019162A (ja) * | 2003-03-17 | 2008-01-31 | Kansai Tlo Kk | 貴金属・磁性金属酸化物複合微粒子およびその製造法 |
JP2009511746A (ja) * | 2005-10-14 | 2009-03-19 | ハンファ ケミカル コーポレーション | 分散性および密着性に優れた導電性粉体の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015183206A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | Dowaホールディングス株式会社 | 金属ナノ粒子の製造方法及び金属ナノ粒子被覆基材の製造方法 |
US10883204B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-01-05 | Seiren Co., Ltd. | Conductive woven fabric, conductive member and process for producing conductive woven fabric |
JP2021011600A (ja) * | 2019-07-04 | 2021-02-04 | 国立大学法人大阪大学 | 金属微粒子成膜体の製造方法及び金属被覆材 |
JP7356099B2 (ja) | 2019-07-04 | 2023-10-04 | 国立大学法人大阪大学 | 金属微粒子成膜体の製造方法及び金属被覆材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6029047B2 (ja) | 2016-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5648232B1 (ja) | 無電解めっき用触媒、これを用いた金属皮膜及びその製造方法 | |
JP6379228B2 (ja) | 銀コーティング銅ナノワイヤー及びこれの製造方法 | |
JP2022116130A (ja) | 化学的還元法を用いたコアシェル構造の銀コーティング銅ナノワイヤの製造方法 | |
JP5497183B2 (ja) | 銀被覆球状樹脂、及びその製造方法、並びに銀被覆球状樹脂を含有する異方性導電接着剤、異方性導電フィルム、及び導電スペーサー | |
JP2012214898A (ja) | 銀コート銅粉及びその製造法、該銀コート銅粉を含有する導電性ペースト、導電性接着剤、導電性膜、及び電気回路 | |
JP6029047B2 (ja) | 導電性材料の製造方法 | |
JP5406544B2 (ja) | 導電性微粒子の製造方法、及び、導電性微粒子 | |
Zhang et al. | Solution-processable oxidation-resistant copper nanowires decorated with alkyl ligands | |
JP2010196137A (ja) | ポリイミド樹脂基材の無電解めっき方法、その方法で無電解めっきされたポリイミド樹脂基材、分散液および分散液の製造方法 | |
JP4252919B2 (ja) | 導電性パターン材料、金属微粒子パターン材料及びパターン形成方法 | |
Danilova et al. | Electroless copper plating obtained by Selective Metallisation using a Magnetic Field (SMMF) | |
CN107914009B (zh) | 一种镀锡铜粉的生产方法 | |
CN109887646B (zh) | 一种电极及其制作方法 | |
WO2006057242A1 (ja) | 遷移金属の還元方法、それを用いたケイ素含有重合体の表面処理方法、遷移金属微粒子の製造方法、物品および配線基板の製造方法 | |
JP2012240889A (ja) | カーボンナノチューブ膜およびカーボンナノチューブ膜の製造方法 | |
KR20160099513A (ko) | 은 코팅 구리 나노와이어의 제조방법 | |
Cheng et al. | Preparation of micron–sized polystyrene/silver core–shell microspheres by ultrasonic assisted electroless plating | |
CN103302301A (zh) | 一种制备Ag包覆层厚度可控的C/Ag复合纳米材料的新方法 | |
JP2008021513A (ja) | 導電性磁性粉体 | |
JP4291718B2 (ja) | 導電性パターン形成方法及び導電性パターン材料 | |
JP2009084634A (ja) | 金属被覆ニッケル粉およびその製造方法 | |
JP5446191B2 (ja) | 無電解めっき樹脂粒子の製造方法 | |
JP2007194210A (ja) | 導電性微粒子及び異方性導電材料 | |
JP5408462B2 (ja) | 無電解めっき方法及び活性化前処理方法 | |
JP6730700B2 (ja) | 多孔質金属ワイヤー、それを含有する膜、及びそれらの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160229 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6029047 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |