JP2015218395A - ３ｄ印刷のための安定化された金属ナノ粒子 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末が発火する危険性を減らした、内部に多孔性がなく、強度に優れた成形品を与える、改良された３Ｄ印刷プロセス用の金属材料の提供。
【解決手段】複数の金属粒子と、安定化材料とを含んでいてもよい３Ｄプリンタで使用するための材料。金属粒子は、平均断面長さが約１００ｎｍ以下であり、安定化材料として、有機アミン、カルボン酸、チオール及びその誘導体、キサントゲン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせを含む３Ｄプリンタで使用するための材料。
【選択図】図１

Description

本教示は、一般的に、三次元（「３Ｄ」）印刷に関し、さらに具体的には、レーザおよび／または電子線焼結を使用する３Ｄ印刷プロセスに使用するための材料に関する。

コンピュータ支援デジタル設計から直接的に複雑な３Ｄ物体を製造するために、３Ｄ印刷を使用する。３Ｄ印刷技術は、一般的に、（１）ステレオリソグラフィー（「ＳＬＡ」）、（２）熱溶解積層法（「ＦＤＭ」）および（３）レーザ光および／または電子線を含む粉体層技術の３つのカテゴリーに分けることができる。ＳＬＡは、レーザ（例えば、レーザ焼結）または他の光源によって感光性（ＵＶ硬化性）ポリマーを選択的に固化し、一方、ＦＤＭは、加熱したノズルを介し、熱可塑性の溶融したポリマーを選択的に堆積させる。しかし、ＳＬＡおよびＦＤＭの両方は、プラスチックに限定され、金属物体を製造するためには使用されない。

粉体層技術を使用し、レーザ焼結を用い、ミクロンサイズの粉末を含む金属物体を製造することができる。レーザ焼結中に用いられる金属粉末は、潜在的に爆発性である場合がある。粉末が発火する危険性を減らすために、粉体層技術を用いたプリンタは、窒素で密封されたチャンバに配置されることが多く、家庭での使用には不適切である。さらに、製造した物体は、内側が多孔性であることが多く、従来の方法によって作られた物体と比較したとき、弱い。従って、必要なのは、改良された３Ｄ印刷プロセスおよびこれに使用するための改良された金属材料である。

本教示の１つ以上の実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を与えるために、単純化された概要を以下に提示する。この概要は、広範囲にわたる概観ではなく、本教示の鍵となる要素または必須要素を特定することを意図しておらず、本開示の範囲の輪郭を描くものでもない。むしろ、後に提示する詳細な記載の前置きとして、その主な目的は、単純化された形態で１つ以上の概念を単に提示することである。

３Ｄプリンタで使用するための材料が開示される。材料は、複数の金属粒子と、安定化材料とを含んでいてもよい。金属粒子は、平均断面長さが約１００ｎｍ以下であってもよい。安定化材料は、有機アミン、カルボン酸、チオールおよびその誘導体、キサントゲン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。

別の実施形態では、材料は、平均断面長さが約１μｍ〜約２５０μｍの複数の金属ミクロ粒子を含んでいてもよい。金属ミクロ粒子は、平均断面長さが約５０ｎｍ以下の複数の金属ナノ粒子と、ナノ粒子の外側表面にある安定化材料とを含んでいてもよい。

３Ｄプリンタを用いて物体を印刷するための方法も開示される。この方法は、複数の安定化された粒子を３Ｄプリンタの運搬層に乗せることを含んでいてもよい。安定化された粒子は、複数の金属粒子と、安定化材料とを含んでいてもよい。金属粒子は、平均断面長さが約１００ｎｍ以下であってもよい。安定化材料は、アミン、有機アミン、カルボン酸、チオールおよびその誘導体、キサントゲン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。安定化された粒子の一部を運搬層から３Ｄプリンタの加工層に移してもよい。約２００℃以下の温度で、安定化された粒子を加工層に焼結させ、印刷した物体を作製してもよい。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本教示の実施形態を説明し、本記載とともに本教示の原理を説明するのに役立つ。

図１は、開示される１つ以上の実施形態の３Ｄ金属物体を印刷するための例示的なシステムを示す。

本教示の例示的な実施形態について詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体で同一、類似または同様の要素を示すために同じ参照番号を使用する。

本明細書で使用する場合、別段の定めがない限り、「プリンタ」という用語は、任意の目的のための印刷出力機能を発揮する任意の装置、例えば、デジタル複写機、製本機、ファクシミリ機、多機能機、静電デバイス、３Ｄ物体を製造することができる３Ｄプリンタなどを包含する。図面に示される構造は、単純化のために示されていないさらなる特徴を含んでいてもよく、一方、示されている構造を除いてもよく、または変えてもよいことが理解されるだろう。

複数の金属粒子を使用し、３Ｄプリンタによって金属物体を製造してもよい。金属粒子は、任意の金属または金属アロイ、例えば、銀、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、コバルト、クロム、インジウム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、これらのアロイ、またはこれらの組み合わせであってもよく、またはこれらを含んでいてもよい。金属粒子は、平均断面長さ（例えば、直径）が約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、または約２０ｎｍ以下であってもよい。この大きさの粒子をナノ粒子と呼んでもよい。金属ナノ粒子は、粉末形態であってもよい。さらに、金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子コンポジットまたは金属ナノ粒子コンポジット、例えば、Ａｕ−−Ａｇ、Ａｇ−−Ｃｕ、Ａｇ−−Ｎｉ、Ａｕ−−Ｃｕ、Ａｕ−−Ｎｉ、Ａｕ−−Ａｇ−−ＣｕおよびＡｕ−−Ａｇ−−Ｐｄを含んでいてもよい。コンポジットの種々の成分は、例えば、約０．０１重量％〜約９９．９重量％、特に、約１０重量％〜約９０重量％の範囲の量で存在していてもよい。

熱拡散は、高温で制御するのが難しい場合があり、粉末の望ましくない部分の焼結を誘発することが多く、それによって、印刷した物体の不整合性を生じる。しかし、上述の大きさの金属粒子（すなわち、「ナノ粒子」）は、約２００℃以下、約１５０℃以下、約１２５℃以下、または約１００℃以下の溶融温度および／または焼結温度を有していてもよい。溶融温度および／または焼結温度を上述の範囲まで下げることによって、印刷プロセス中に生成する熱拡散の量を減らすことができる。これにより、不整合性が減り、印刷の正確さを向上させることができる。

「ミクロンサイズの粒子」または「ミクロ粒子」（例えば、平均断面長さが約１μｍ〜約９９９μｍの粒子）とは対照的に、金属ナノ粒子は、表面プラズモン吸収に起因して、ＵＶおよび可視光状態で優れた吸収性を有していてもよい。例えば、銀ナノ粒子は、４１０〜４２０ｎｍ付近に強い吸収を有する。例えば、（Ｊ．ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ、２０１３、１０、４９−５３）を参照。この吸収によって、低出力（および低温）レーザ（例えば、ブルーレーザ）を使用することができる。ある実施形態では、ナノ粒子の粒径（すなわち、平均断面長さ）は、焼結光源（レーザ、キセノンランプ、電子線など）の波長より小さくてもよい。

それに加え、金属ナノ粒子は、大きなミクロ粒子よりもレーザ線を散乱および／または反射しにくいと考えられる。光の散乱および／または反射によって、レーザ線よりも大きな特徴を生じる場合があり、従って、製造した物体の解像度が低くなる場合がある。金属ナノ粒子は、約２５μｍ以下、約１０μｍ以下、または約５μｍ以下の解像度で３Ｄ印刷することができる。このことは、平滑な表面（例えば、小さい表面粗さ）を有する金属物体の製造を促進させ得る。

安定化材料（または安定化剤）を金属ナノ粒子に加え、安定化されたナノ粒子マトリックスを（例えば、粉末形態で）作製してもよい。安定化材料は、アミン（例えば、有機アミン）、カルボン酸、チオールおよびその誘導体、−ＯＣ（Ｓ）ＳＨ（キサントゲン酸）、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドンおよび他の有機界面活性剤、またはこれらの組み合わせであってもよく、またはこれらを含んでいてもよい。周囲に少なくとも部分的に安定化材料を含む金属ナノ粒子は、平均断面長さ（例えば、直径）が約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、または約２０ｎｍ以下の複数の粒子の形態であってもよい。ある実施形態では、安定化材料の少なくとも一部が、金属ナノ粒子表面に接続していてもよい。言い換えると、金属ナノ粒子が、安定化材料によって互いに隔離され、非連続相を生成してもよい。いくつかの実施形態では、安定化材料は、有機安定化剤であってもよい。「有機安定化剤」の「有機」という用語は、例えば、炭素原子の存在を指すが、有機安定化剤は、１つ以上の非金属ヘテロ原子、例えば、窒素、酸素、硫黄、ケイ素、ハロゲンなどを含んでいてもよい。有機安定化剤は、米国特許第７，２７０，６９４号に記載されるような有機アミン安定化剤であってもよい。有機アミンの例としては、アルキルアミン、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、ヘキサデシルアミン、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、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、ジアミノオクタン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、プロピルブチルアミン、エチルブチルアミン、エチルペンチルアミン、プロピルペンチルアミン、ブチルペンチルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミンなど、またはこれらの混合物を挙げることができる。他の有機安定化剤の例としては、例えば、チオールおよびその誘導体、−ＯＣ（Ｓ）ＳＨ（キサントゲン酸）、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドンおよび他の有機界面活性剤を挙げることができる。有機安定化剤は、チオール、例えば、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、デカンチオールおよびドデカンチオール；ジチオール、例えば、１，２−エタンジチオール、１，３−プロパンジチオールおよび１，４−ブタンジチオール；またはチオールとジチオールの混合物からなる群から選択されてもよい。有機安定化剤は、キサントゲン酸、例えば、Ｏ−メチルキサンテート、Ｏ−エチルキサンテート、Ｏ−プロピルキサントゲン酸、Ｏ−ブチルキサントゲン酸、Ｏ−ペンチルキサントゲン酸、Ｏ−ヘキシルキサントゲン酸、Ｏ−ヘプチルキサントゲン酸、Ｏ−オクチルキサントゲン酸、Ｏ−ノニルキサントゲン酸、Ｏ−デシルキサントゲン酸、Ｏ−ウンデシルキサントゲン酸、Ｏ−ドデシルキサントゲン酸からなる群から選択されてもよい。ピリジン誘導体（例えば、ドデシルピリジン）を含有する有機安定化剤および／または金属ナノ粒子を安定化し得る有機ホスフィンも、安定化剤として使用してもよい。

安定化された銀ナノ粒子のさらなる例としては、米国特許出願公開第２００９／０１４８６００号に記載されるカルボン酸−有機アミン錯体で安定化された銀ナノ粒子；米国特許出願公開第２００７／００９９３５７ Ａ１号に記載されるカルボン酸安定化剤銀ナノ粒子、および米国特許出願公開第２００９／０１８１１８３号に記載される熱によって除去可能な安定化剤およびＵＶによって分解可能な安定化剤を挙げることができる。

安定化材料は、金属ナノ粒子をコーティングし、レーザによって加熱されたとき、ナノ粒子の発火または爆発の可能性を減らすか、またはなくすことができる。例えば、安定化材料は、金属ナノ粒子の周囲に少なくとも部分的に非導電性有機シェルを生成し、バッファーとして役立ててもよい。金属ナノ粒子の爆発は、Ｋ_ｓｔ爆発値を用いて評価されてもよい。ある実施形態では、Ｋ_ｓｔ値は、１００ｂａｒ^＊ｍ／秒未満、５０ｂａｒ^＊ｍ／秒未満、または２５ｂａｒ^＊ｍ／秒未満であってもよい。Ｋ_ｓｔは、標準化された試験手順を用いた標準化された装置で決定されるように、一定容積の爆発のための圧力上昇を大きさによって正規化した最大速度をあらわす。これは、爆発性のパラメータである。

金属ナノ粒子は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約６５重量％〜約７５重量％、約７５重量％〜約８５重量％、約８５重量％〜約９５重量％、またはそれより多い量で存在していてもよく、安定化材料は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約５重量％〜約１５重量％、約１５重量％〜約２５重量％、約２５重量％〜約３５重量％、またはそれより多い量で存在していてもよい。金属ナノ粒子は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約２０体積％〜約３０体積％、約３０体積％〜約４０体積％、約４０体積％〜約５０体積％、約５０体積％〜約６０体積％、またはそれより多い量で存在していてもよく、安定化材料は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約４０体積％〜約５０体積％、約５０体積％〜約６０体積％、約６０体積％〜約７０体積％、またはこれより多い量で存在していてもよい。一実施形態では、金属ナノ粒子は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約２０体積％〜約４９体積％の量で存在していてもよく、安定化材料は、安定化されたナノ粒子マトリックス中に、約５１体積％〜約８０体積％の量で存在していてもよい。

金属ナノ粒子および／または安定化されたナノ粒子マトリックス（すなわち、金属ナノ粒子と安定化材料）を、少なくとも３種類の異なる形態で３Ｄプリンタに入れてもよい。第１の形態において、金属ナノ粒子および／または安定化されたナノ粒子マトリックスを凝集させ、平均断面長さ（例えば、直径）が約１μｍ〜約５００μｍ、約５μｍ〜約２５０μｍ、または約１００μｍ〜約２５０μｍの粒子を作製してもよい。言い換えると、３Ｄプリンタで使用される金属ナノ粒子は、ミクロン粒子であってもよい。それぞれのミクロ粒子は、複数のナノ粒子を含んでいてもよい。

第２の形態において、金属ナノ粒子および／または安定化されたナノ粒子マトリックスを１つ以上の液体媒体に分散させ、ペーストを作製してもよい。溶媒は、炭化水素、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、またはこれらの組み合わせであってもよく、またはこれらを含んでいてもよい。例示的な炭化水素としては、脂肪族炭化水素、例えば、デカリン、ビシクロヘキシル、ドデカン、テトラデカン、Ｉｓｏｐａｒなど、芳香族炭化水素、例えば、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、テトラヒドロナフタレンなどが挙げられる。例示的なアルコールは、テルピネオール、エチレングリコール、エタノール、ブタノール、カルビトールなどを含んでいてもよい。例示的なエステルは、プロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、またはＤＰＧＭＥＡを含んでいてもよい。ペーストは、加工プロセス中に金属ナノ粒子が粉塵雲を生成することを防ぐことができる。それに加え、マトリックスを溶媒で希釈すると、レーザによって加熱されたとき、ナノ粒子の発火または爆発の危険性をさらに下げることができる。さらに、加工層（以下に記載する）にペーストを層状にもっと均一に塗布してもよく、印刷した物体にもっと均一性を付与することができる。

第３の形態において、金属ナノ粒子をポリマーマトリックスに分散させ、ミクロンサイズの粒子（例えば、粉末）を作製してもよい。ポリマーマトリックスは、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリレートポリマー、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせであってもよく、またはこれらを含んでいてもよい。金属ナノ粒子を溶媒（例えば、上に開示する１つ以上の溶媒）に分散させ、金属ナノ粒子を乾燥させ、得られた固体を破壊し、ミクロン粉末を作製することによって、ミクロンサイズの粒子を作製してもよい。

図１は、開示される１つ以上の実施形態の３Ｄ金属物体を印刷するための例示的な３Ｄプリンタ１００を示す。プリンタ１００は、１つ以上の側壁１１２および運搬ピストン１１６によって規定される運搬層１１０を備えていてもよい。安定化された金属ナノ粒子（例えば、マトリックス）１０２を粉末および／またはペーストの形態で運搬層１１０に入れてもよい。入れたら、安定化された金属ナノ粒子１０２の上側表面１０４は、側壁１１２の上側表面１１４と同じ位置にあってもよく、または下にあってもよい。次いで、安定化された金属ナノ粒子１０２の上側表面１０４が側壁１１２の上側表面１１４と同じ位置になるか、または上になるまで、矢印１１８の方向に運搬ピストン１１６を上向きに移動させてもよい。

次いで、転写体（例えば、ローラー）１２０を、運搬層１１０から加工層１３０へと（例えば、矢印１２２の方向に）側壁１１２の上側表面１１４の上側に安定化された金属ナノ粒子１０２の一部１０６を移してもよい。加工層１３０は、１つ以上の側壁１３２および加工ピストン１３６によって規定されてもよい。安定化されたナノ粒子１０２の移した一部１０６は、加工層１３０に厚みが約１０μｍ〜約５０μｍ、約５０μｍ〜約１００μｍ、約１００μｍ〜約２５０μｍ、またはこれより大きい第１の層を生成してもよい。

スキャニングシステム１４０は、第１の層において、安定化された金属ナノ粒子１０２をスキャンしてもよく、次いで、レーザ１４２は、スキャン結果に応答して第１の層を焼結させてもよい。レーザ１４２は、連続波レーザまたはパルスレーザであってもよい。レーザ１４２がパルスレーザである場合、適切な焼結のためにパルスの長さおよび間隔を調節してもよい。例えば、金属ナノ粒子ペーストを印刷プロセスで使用する場合、パルスは、溶媒を少なくとも部分的に蒸発させるための時間を可能にするために、比較的長い間隔（例えば、約１００ｍｓ〜約５ｓ）を有していてもよい。約２００℃以下の温度、約１５０℃以下の温度、約１２５℃以下の温度、または約１００℃以下の温度で焼結を行ってもよい。

加工層１３０で第１の層が焼結したら、次いで、運搬ピストン１１６は、安定化されたナノ粒子１０２の上側表面１０４が、運搬層１１０の側壁１１２の上側表面１１４と再び同じ高さになるか、または上になるまで、矢印１１８の方向に再び上に向かって移動してもよい。加工ピストン１３６は、下に移動してもよい。次いで、転写体１２０は、側壁１１２の上側表面１１４の上にある安定化されたナノ粒子１０２の別の部分を運搬層１１０から加工層１３０へと移し、第１の層の表面および／または第１の層の上側に第２の層を作製してもよい。次いで、レーザ１４２は、第２の層を焼結してもよい。望ましい３Ｄ物体が作られるまで、このプロセスを繰り返してもよい。

例示の目的のために以下の実施例が与えられ、限定することを意味しない。８８．９１ｇのドデシルアミンを、３０ｍｌのデカリンと６ｍｌのメタノールを含む溶媒に混合した。ドデシルアミンが溶解するまで、この混合物をアルゴン雰囲気下、反応フラスコ中で４０℃まで加熱した。次いで、混合物を３０℃まで下げ、混合物を攪拌しつつ、この混合物に６．５４ｇの還元剤（フェニルヒドラジン）を加えた。次いで、この混合物に２０ｇの酢酸銀を３０℃〜３５℃で２時間かけて徐々に加えた。これにより、混合物の色が透明から暗褐色に変化し、これは銀ナノ粒子の生成を示している。

次いで、混合物を４０℃まで加熱し、１時間攪拌した。次いで、攪拌しつつ１００ｍｌのメタノールを加えることによって混合物を沈殿させ、次いで、混合物を濾過によって集めた。集めた固体をガラスビーカーに移し、５０ｍｌのメタノールで攪拌した。この生成物を濾過によって集め、減圧乾燥器中、室温（例えば、２０℃）で２４時間乾燥させ、１３．１１ｇの暗青色の銀ナノ粒子を得た。銀含有量は、灰分技術によって測定すると８７．６重量％であった。銀ナノ粒子について１０ｇ／ｍｌの密度、ドデシルアミンについて１．０ｇ／ｍｌの密度であると推定すると、安定化された銀ナノ粒子の中の銀は、約４１体積％であると概算された。

銀ナノ粒子粉末についてＫ_ｓｔ測定を行った。Ｋ_ｓｔ値は、約２０ｂａｒ^＊ｍ／秒であることがわかり、このことは、粉末が非爆発性であることを示す。このことは、銀ナノ粒子粉末中の安定化剤の体積パーセントが高いことに起因し得る。他の実施形態では、Ｋ_ｓｔ値は、５０ｂａｒ^＊ｍ／秒未満であってもよい。

銀ナノ粒子を、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）基材の上に、薄い線としてインクジェットインクに配合した。線の残りの部分に１００μｓ〜５０ｍｓの異なるパルス長さで融合するパルス光を当てつつ、印刷した線の一部を乾燥器中、１３０℃で１０分間、熱によって焼結させた。パルス光を用い、印刷した線を焼結させ、熱焼結によって焼結したものと同じ導電性を達成することができることがわかった。パルス光としては、レーザ、キセノンランプ、水銀ランプ、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。

銀ナノ粒子の一部も、ペーストとしてテルピネオールに分散させた。このペーストを運搬層に乗せた。ドクターブレードを使用し、加工層に銀ペーストの均一な層（約２００μｍ）を塗布した。アルゴンレーザ（４８８ｎｍ）を使用し、望ましい位置で銀ナノ粒子を焼結させて純粋な導電性銀にした。銀ナノ粒子は、約４２０ｎｍ〜約４４０ｎｍの表面プラズモン吸収を有する。銀ナノ粒子の第１の層が焼結した後、運搬ピストンを約２００μｍ上昇させ、銀ペーストの第２の層を、このブレードを用いて加工層に移した。第２の層は、厚みが約２００μｍであった。ペーストの第２の層を、レーザを用いて焼結させ、３Ｄ物体の構築を続けた。

本実施形態の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは概算値であるが、具体例に記載する数値範囲は、可能な限り正確に報告している。しかし、いかなる数値範囲も、それぞれの試験測定でみられる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を固有に含む。さらに、本明細書に開示するすべての範囲は、その範囲に包含される任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲を包含することが理解されるべきである。例えば、「１０未満」という範囲は、最小値が０であり、最大値が１０である（境界値を含む）任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲、すなわち、最小値が０以上であり、最大値が１０以下である任意の部分範囲およびあらゆる部分範囲（例えば、１〜５）を含んでいてもよい。

Claims (10)

1. ３Ｄプリンタで使用するための材料であって、
   平均断面長さが約１００ｎｍ以下の複数の金属粒子と、
   有機アミン、カルボン酸、チオールおよびその誘導体、キサントゲン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせを含む安定化材料とを含む、材料。
2. 金属粒子の平均断面長さが約２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の材料。
3. 金属粒子が、金、銀、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、コバルト、クロム、インジウム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、これらのアロイ、またはこれらの組み合わせを含む、請求項２に記載の材料。
4. 炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、またはこれらの組み合わせを含む溶媒をさらに含む、請求項１に記載の材料。
5. 金属粒子と安定化材料が凝集し、平均断面長さが約１μｍ〜約２５０μｍの粒子を形成する、請求項１に記載の材料。
6. 金属粒子が非連続相にある、請求項１に記載の材料。
7. ３Ｄプリンタで使用するための材料であって、
   平均断面長さが約５０ｎｍ以下の複数の金属ナノ粒子を含む、平均断面長さが約１μｍ〜約２５０μｍの複数の金属ミクロ粒子と、
   ナノ粒子の外側表面にある安定化材料とを含む、材料。
8. 金属ミクロ粒子が、５０ｂａｒ^＊ｍ／秒未満の爆発Ｋ_ｓｔ値を有する、請求項７に記載の材料。
9. 金属ナノ粒子が、金、銀、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、コバルト、クロム、インジウム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、これらのアロイ、またはこれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の材料。
10. ３Ｄプリンタを用いて物体を印刷するための方法であって、
    複数の安定化された粒子を３Ｄプリンタの運搬層に乗せ、
    安定化された粒子が、
    平均断面長さが約１００ｎｍ以下の複数の金属粒子と、
    アミン、有機アミン、カルボン酸、チオールおよびその誘導体、キサントゲン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、またはこれらの組み合わせを含む安定化材料とを含むことと；
    安定化された粒子の一部を運搬層から３Ｄプリンタの加工層に移すことと；
    約２００℃以下の温度で、安定化された粒子を加工層に焼結させ、印刷した物体を作製することとを含む、方法。

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