JP2017165993A - Metal nanowire and method for producing the same, metal nanowire dispersion liquid and transparent conductive film - Google Patents

Metal nanowire and method for producing the same, metal nanowire dispersion liquid and transparent conductive film Download PDF

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裕孝 竹田
Hirotaka Takeda
裕孝 竹田
由梨 分部
Yuri Wakebe
由梨 分部
稲垣 孝司
Koji Inagaki
孝司 稲垣
大西 早美
Hayami Onishi
早美 大西
吉永 輝政
Terumasa Yoshinaga
輝政 吉永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal nanowire which makes it possible to obtain a nanowire film that is composed of metal having migration resistance and oxidative degradation resistance and also has sufficiently excellent transparency and conductivity and a transparent conductive film comprising the nanowire film.SOLUTION: A metal nanowire is composed of nickel and platinum, the molar ratio between the nickel and platinum (nickel/platinum) is 5,000-100,000, and the metal nanowire is substantially free from a polymer layer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は金属ナノワイヤーおよびその製造方法、金属ナノワイヤー分散液ならびに透明導電膜に関する。   The present invention relates to a metal nanowire and a production method thereof, a metal nanowire dispersion liquid and a transparent conductive film.

近年、太陽電池の市場拡大、およびスマートフォンおよびタブレット端末等の急速な普及によるタッチパネルの需要拡大に伴い、透明電極として透明導電膜が広く用いられている。透明導電膜としては、軽量化、薄膜化およびフレキシブル化の観点から、透明導電フィルムが多く用いられており、現在はそのほとんどが、酸化インジウムスズを導電層として用いるITOフィルムである。   In recent years, transparent conductive films have been widely used as transparent electrodes in accordance with the expansion of the solar cell market and the growing demand for touch panels due to the rapid spread of smartphones and tablet terminals. As the transparent conductive film, a transparent conductive film is often used from the viewpoint of weight reduction, thinning, and flexibility, and most of them are ITO films using indium tin oxide as a conductive layer.

しかしながら、ITOフィルムは、長波長領域の光線透過率が低いことに起因して、色調に問題があった。またITOは半導体であるため高導電化に限界があった。さらにITOは、導電層の屈曲性が乏しいため折り曲げ性に問題があった。このため、より高透過率かつ高導電性を有するフレキシブルフィルムの要求があった。   However, the ITO film has a problem in color tone due to low light transmittance in the long wavelength region. In addition, since ITO is a semiconductor, there is a limit to achieving high conductivity. Furthermore, ITO has a problem in bendability because the conductive layer has poor bendability. For this reason, there has been a demand for a flexible film having higher transmittance and higher conductivity.

そこで、現在、次世代の透明導電フィルムとして、カーボンナノチューブ、導電性高分子、メッシュ構造を構成する金属細線、銀ナノワイヤー等の金属ナノ材料を用いた透明導電フィルムが種々提案されている。   Therefore, various transparent conductive films using metal nanomaterials such as carbon nanotubes, conductive polymers, fine metal wires constituting a mesh structure, and silver nanowires have been proposed as next-generation transparent conductive films.

これらの中で、カーボンナノチューブおよび導電性高分子は半導体程度の導電性であり、そのため、次世代の透明導電フィルムとしては満足する導電性が得られるものではなかった。また、金属メッシュ構造からなる透明導電フィルムは非常に高い導電性が得られるものの、金属細線が目視できてしまうなどの問題があった。他方、金属ナノワイヤーを用いた透明導電フィルムは導電性と透明性を両立可能なため、注目されている。   Among these, carbon nanotubes and conductive polymers are as conductive as semiconductors, and therefore, satisfactory conductivity cannot be obtained as the next-generation transparent conductive film. Moreover, although the transparent conductive film which consists of a metal mesh structure has very high electroconductivity, there existed a problem that a metal fine wire could be visually observed. On the other hand, transparent conductive films using metal nanowires are attracting attention because they can achieve both conductivity and transparency.

透明導電フィルムに用いられる金属ナノワイヤーとしては、高い導電性と容易な製法のため、銀ナノワイヤーが広く用いられている。しかしながら、銀は導電性が高いものの、イオンマイグレーションを非常に起こしやすい金属材料であることから、通電により、フィルム基材の絶縁性および配線間の絶縁性に悪影響を及ぼした。そのため、銀ナノワイヤーを導電材とする透明導電フィルムはデバイス等の信頼性が低下するという問題があった。   Silver nanowires are widely used as metal nanowires used for transparent conductive films because of their high conductivity and easy manufacturing method. However, although silver has a high conductivity, it is a metal material that is very likely to cause ion migration. Therefore, the electrical conductivity adversely affects the insulation of the film base and the insulation between the wirings. Therefore, the transparent conductive film using silver nanowires as a conductive material has a problem that reliability of a device or the like is lowered.

そこで、銀ナノワイヤー表面をめっき等により他金属材料で被覆することによりイオンマイグレーション耐性を付与し、安定性を向上させる方法が提案されている(特許文献1、2)。しかし、提案されている方法は、めっき工程が入ることによる製法の煩雑化の問題があった。さらに、当該方法は、均一にナノワイヤー表面にめっき処理するのが難しいため、イオンマイグレーション耐性のムラだけでなく、導電性などの電気特性に問題があった。   Therefore, a method has been proposed in which the surface of the silver nanowire is coated with another metal material by plating or the like to impart ion migration resistance and improve stability (Patent Documents 1 and 2). However, the proposed method has a problem that the manufacturing method is complicated due to the plating process. Furthermore, since this method is difficult to uniformly plate the nanowire surface, there is a problem not only in unevenness of ion migration resistance but also in electrical characteristics such as conductivity.

銀以外の金属材料からなるナノワイヤーとして、銀(1.6×10−8Ω・m(20℃))に次ぐ体積固有抵抗値である銅(1.7×10−8Ω・m(20℃))で構成されるナノワイヤーが提案されている(特許文献3)。通常、ナノワイヤーは、分散液の形態で、それをコーティングすることで透明導電膜を得る。しかし、銅ナノワイヤーは非常に耐酸化劣化性が低いため、分散液での取り扱いが難しく非常に劣化しやすかった。そのため、銅ナノワイヤーを分散液の形態でコーティングする工程を工業的に実現するのは非常に困難であった。 As a nanowire made of a metal material other than silver, copper (1.7 × 10 −8 Ω · m (20), which is the volume resistivity value next to silver (1.6 × 10 −8 Ω · m (20 ° C.)). ° C)) has been proposed (Patent Document 3). Usually, nanowires are in the form of a dispersion and are coated to obtain a transparent conductive film. However, since copper nanowires have very low oxidation degradation resistance, they are difficult to handle with dispersions and are very susceptible to degradation. Therefore, it was very difficult to industrially realize the process of coating copper nanowires in the form of a dispersion.

銀、銅以外にも、ニッケル、鉄、コバルトなどのナノワイヤーに関する技術が提案されている(特許文献4〜7)。特許文献4、5に記載されているニッケル等のナノワイヤーは、分散液の形態で得ることを想定されておらず、三次元的に絡まっているため、それを解繊し分散液の形態にすることができなかった。また、特許文献6記載のナノワイヤーは、ポーラス材をテンプレートとしているため、生産性ならびにアルミナ廃液およびクロム廃液などの環境適応性に問題があった。さらに、クロム酸/リン酸溶液処理などにより、劣化しているため、導電性を得るためには金メッキなどを必要とした。   In addition to silver and copper, technologies related to nanowires such as nickel, iron, and cobalt have been proposed (Patent Documents 4 to 7). The nanowires such as nickel described in Patent Documents 4 and 5 are not supposed to be obtained in the form of a dispersion, but are entangled three-dimensionally. I couldn't. Moreover, since the nanowire described in Patent Document 6 uses a porous material as a template, there is a problem in productivity and environmental adaptability such as alumina waste liquid and chromium waste liquid. Furthermore, since it has deteriorated due to the chromic acid / phosphoric acid solution treatment or the like, gold plating or the like is required to obtain conductivity.

特許文献7では、ニッケル等のナノワイヤーの分散性を高めるために、高分子化合物でナノワイヤー表面を被覆している。高分子化合物被膜を形成するには、高分子化合物存在下でのナノワイヤー作製が必須であるため、作製溶液が高粘度化し、製造時の作業性が低下した。また、高分子化合物被膜により、分散媒が限定された。さらに、ナノワイヤーの導電性が若干、低下する問題が生じた。このため、透明導電膜において所定の表面抵抗値を得るためにナノワイヤー分散液の塗布量を増加させると、膜の透過率は著しく低下した。このように、ニッケル等のナノワイヤーは、分散性を改善するために何らかの手法または処理を必要とするが、そのようなナノワイヤーから得られる透明導電膜は、優れた透明性と優れた導電性の両方を実現することができなかった。   In patent document 7, in order to improve the dispersibility of nanowires, such as nickel, the nanowire surface is coat | covered with the high molecular compound. In order to form a polymer compound film, it is essential to produce nanowires in the presence of the polymer compound, so that the production solution has a high viscosity, and the workability during production has been reduced. Further, the dispersion medium was limited by the polymer compound coating. In addition, there is a problem that the conductivity of the nanowire is slightly lowered. For this reason, when the coating amount of the nanowire dispersion liquid was increased to obtain a predetermined surface resistance value in the transparent conductive film, the transmittance of the film was remarkably lowered. Thus, nanowires such as nickel require some technique or treatment to improve dispersibility, but transparent conductive films obtained from such nanowires have excellent transparency and excellent conductivity. Both could not be realized.

特開2013−151752号JP2013-151752A 特開2013−155440号JP2013-155440A 特表2013−513220号Special table 2013-513220 特開2007−284716号JP 2007-284716 A 国際公開第2014/147885号パンフレットInternational Publication No. 2014/147785 Pamphlet 特開2012−238592号公報JP 2012-238292 A 国際公開第2015/163258号パンフレットInternational Publication No. 2015/163258 Pamphlet

本発明は、かかる従来技術に鑑みなされたものであって、耐マイグレーション性および耐酸化劣化性を有する金属から構成され、分散性に十分に優れた金属ナノワイヤーを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such prior art, and an object of the present invention is to provide a metal nanowire composed of a metal having migration resistance and oxidation degradation resistance and sufficiently excellent in dispersibility. It is.

本発明はまた、耐マイグレーション性および耐酸化劣化性を有する金属から構成され、かつ透明性および導電性の両方が十分に優れたナノワイヤー膜および当該ナノワイヤー膜を備えた透明導電膜を得ることができる金属ナノワイヤーおよびその分散液を提供することを目的とするものである。   The present invention also provides a nanowire film composed of a metal having migration resistance and oxidation degradation resistance and sufficiently excellent in both transparency and conductivity and a transparent conductive film provided with the nanowire film. An object of the present invention is to provide a metal nanowire and a dispersion thereof.

本発明者らは、ニッケルと白金を併用し、そのモル比率を特定の範囲とすることにより、得られるナノワイヤーの分散性が向上することを見出し、本発明に到達した。   The present inventors have found that the dispersibility of the resulting nanowire is improved by using nickel and platinum in combination and setting the molar ratio within a specific range, and have reached the present invention.

すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)ニッケルおよび白金から構成され、該ニッケルおよび白金のモル比率(ニッケル/白金)が5,000〜100,000であり、実質的に高分子の層を有さないことを特徴とする金属ナノワイヤー。
(2)前記金属ナノワイヤーの平均長が5〜40μmである、(1)に記載の金属ナノワイヤー。
(3)(1)または(2)に記載の金属ナノワイヤーの製造方法であって、
磁場中でニッケルイオンと白金イオンを還元することを含む金属ナノワイヤーの製造方法。
(4)(1)または(2)に記載の金属ナノワイヤーが分散された金属ナノワイヤー分散液。
(5)(1)または(2)に記載の金属ナノワイヤーを含む透明導電膜。
(6)100Ω/□以下の表面抵抗値を有し、かつ85%以上の透過率を有する金属ナノワイヤー膜を備える、(5)に記載の透明導電膜。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A metal comprising nickel and platinum, the molar ratio of nickel and platinum (nickel / platinum) being 5,000 to 100,000, and having substantially no polymer layer Nanowire.
(2) The metal nanowire according to (1), wherein an average length of the metal nanowire is 5 to 40 μm.
(3) A method for producing a metal nanowire according to (1) or (2),
A method for producing metal nanowires comprising reducing nickel ions and platinum ions in a magnetic field.
(4) A metal nanowire dispersion liquid in which the metal nanowires according to (1) or (2) are dispersed.
(5) A transparent conductive film comprising the metal nanowire according to (1) or (2).
(6) The transparent conductive film according to (5), comprising a metal nanowire film having a surface resistance value of 100Ω / □ or less and a transmittance of 85% or more.

本発明の金属ナノワイヤーは、耐マイグレーション性および耐酸化劣化性を有する金属から構成され、分散性に十分に優れている。
本発明の金属ナノワイヤーを含む導電膜は透明性および導電性の両方が十分に優れている。
The metal nanowire of the present invention is composed of a metal having migration resistance and oxidation deterioration resistance, and is sufficiently excellent in dispersibility.
The conductive film containing the metal nanowire of the present invention is sufficiently excellent in both transparency and conductivity.

実施例1および3ならびに比較例1および4で作製したナノワイヤーから作製したナノワイヤー膜の表面抵抗値と透過率のグラフを示す。The graph of the surface resistance value of the nanowire film | membrane produced from the nanowire produced in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 4 and the transmittance | permeability is shown.

(金属ナノワイヤー)
本発明の金属ナノワイヤー(以下、単に「ナノワイヤー」ということがある)はニッケルおよび白金から構成されている。金属ナノワイヤーはニッケルおよび白金から構成されているとは、金属ナノワイヤーは実質的にニッケルおよび白金のみから構成されている、という意味であり、ICP発光分析によりニッケルおよび白金は検出可能、定量可能である。本発明において、ナノワイヤーは厳密にニッケルおよび白金のみから構成されなければならないというわけではなく、金属ナノワイヤーおよびその原料の合成時等において、本発明の効果を損なわない範囲内でニッケルおよび白金以外の物質を不純物として含んでもよい。なお、本発明のナノワイヤーにおいては、ESCAにて白金は検出されないため、当該白金はナノワイヤー表層には存在しておらず、内部に存在している。ESCAによる測定条件は以下の通りである:X線源:モノクロAl−Kα、X線出力:200W、光電子放出角度:75°、パスエネルギー:58.70eVにて測定を実施し、白金由来のピークの有無を確認した。
(Metal nanowires)
The metal nanowire of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “nanowire”) is composed of nickel and platinum. Metal nanowires are composed of nickel and platinum means that metal nanowires are composed essentially of nickel and platinum, and nickel and platinum can be detected and quantified by ICP emission analysis. It is. In the present invention, the nanowire does not have to be strictly composed only of nickel and platinum, and other than nickel and platinum, as long as the effects of the present invention are not impaired during the synthesis of the metal nanowire and its raw material. These substances may be included as impurities. In the nanowire of the present invention, platinum is not detected by ESCA. Therefore, the platinum does not exist in the nanowire surface layer but exists inside. The measurement conditions by ESCA are as follows: X-ray source: monochrome Al-Kα, X-ray output: 200 W, photoelectron emission angle: 75 °, pass energy: 58.70 eV, peak derived from platinum The presence or absence was confirmed.

本発明においてナノワイヤーは実質的に高分子の層を有さない。ナノワイヤーは実質的に高分子の層を有さないとは、ナノワイヤーをリンタングステン酸染色法で染色させ、透過型電子顕微鏡にて60万倍以上で観察しても、ナノワイヤーの表面に高分子の層が全く観察されない、という意味である。高分子の層とは、高分子がナノワイヤーの表面を周方向にわたって連続して覆っている形態のことである。本発明において、ナノワイヤーあるいはナノワイヤー分散液は、そのような層の形態を有さない高分子を有していてもよい。ナノワイヤーの周方向とは、ナノワイヤーの長手方向に対する垂直断面におけるナノワイヤーの周方向のことである。   In the present invention, the nanowire has substantially no polymer layer. The nanowire has substantially no polymer layer. Even if the nanowire is stained with a phosphotungstic acid dyeing method and observed with a transmission electron microscope at a magnification of 600,000 times or more, the surface of the nanowire This means that no polymer layer is observed. The polymer layer is a form in which the polymer continuously covers the surface of the nanowire in the circumferential direction. In the present invention, the nanowire or nanowire dispersion may have a polymer that does not have such a layer form. The circumferential direction of the nanowire is the circumferential direction of the nanowire in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the nanowire.

本発明のナノワイヤーは、白金1モルに対して、ニッケルが5,000〜100,000のモル比で存在する。当該モル比(ニッケル/白金)は、ナノワイヤーの分散性ならびに透明導電膜の透明性および導電性のさらなる向上の観点から、好ましくは10,000〜75,000、より好ましくは20,000〜50,000である。効果の源泉は不明であるが、上記特定のニッケル/白金のモル比において、非常に分散性に優れたナノワイヤーが作製できる。その結果として、透明性および導電性の両方が十分に優れた透明導電膜を得ることができる。ニッケル/白金のモル比が5,000未満である、または100,000を超える場合、ナノワイヤーの分散性が損なわれ、さらに、ナノワイヤーが太くなる、ナノワイヤーが短くなる、ナノワイヤーが短くなる、ナノワイヤーができない、いずれかを主とした問題が生じる。   In the nanowire of the present invention, nickel is present in a molar ratio of 5,000 to 100,000 with respect to 1 mol of platinum. The molar ratio (nickel / platinum) is preferably 10,000 to 75,000, more preferably 20,000 to 50, from the viewpoint of further improving the dispersibility of the nanowires and the transparency and conductivity of the transparent conductive film. , 000. The source of the effect is unknown, but nanowires with excellent dispersibility can be produced at the specific nickel / platinum molar ratio. As a result, a transparent conductive film that is sufficiently excellent in both transparency and conductivity can be obtained. When the nickel / platinum molar ratio is less than 5,000 or exceeds 100,000, the dispersibility of the nanowire is impaired, and the nanowire becomes thicker, the nanowire becomes shorter, and the nanowire becomes shorter. There is a problem that is mainly caused by nanowires.

ナノワイヤーの平均長は特に限定されず、反応条件により、適宜用途に応じて選択することができ、例えば、5〜40μmである。通常、ナノワイヤーは、長いほど、得られるナノワイヤー膜などの導電性が良くなる傾向があり、逆に短いナノワイヤーから成る膜は導電性が劣る。一方、長いナノワイヤーは、分散および成膜時にかかる応力により、ナノワイヤーの切断が起き、得られるナノワイヤー膜の透過率および表面抵抗値などの性能が安定しない場合がある。そのため、好ましい平均長は10μm〜35μm、特に10μm〜30μmである。   The average length of nanowire is not specifically limited, It can select suitably according to a use with reaction conditions, For example, it is 5-40 micrometers. Usually, the longer the nanowire, the better the conductivity of the resulting nanowire film or the like, and conversely, the film made of a short nanowire is inferior in conductivity. On the other hand, in the case of long nanowires, cutting of the nanowires occurs due to stress applied during dispersion and film formation, and performance such as transmittance and surface resistance of the resulting nanowire film may not be stable. Therefore, a preferable average length is 10 μm to 35 μm, particularly 10 μm to 30 μm.

ナノワイヤーの平均径も特に限定されず、反応条件により、適宜用途に応じて選択することができ、例えば、40〜300nmである。通常、細いナノワイヤーは、上記同様に分散および成膜時にかかる応力により、ナノワイヤーの切断が起き、得られるナノワイヤー膜の透過率および表面抵抗値などの性能が安定しない場合がある。また、太いナノワイヤーは得られるナノワイヤー膜の透過率が劣る場合がある。そのため、好ましい平均径は50nm〜200nmで、さらに好ましくは50nm〜150nmである。   The average diameter of the nanowire is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the use depending on the reaction conditions, and is, for example, 40 to 300 nm. In general, in the case of thin nanowires, the nanowire is cut by stress applied during dispersion and film formation as described above, and the performance of the obtained nanowire film, such as transmittance and surface resistance, may not be stable. Moreover, a thick nanowire may be inferior in the transmittance | permeability of the nanowire film | membrane obtained. Therefore, a preferable average diameter is 50 nm to 200 nm, and more preferably 50 nm to 150 nm.

ナノワイヤーの形状は線形状であれば特に限定されず、例えば、長手方向において略一定の断面形状を有する棒形状であってもよいし、または複数の略球状粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状であってもよい。粒子連結形状は、換言すると、複数の略球状粒子が直列かつ連続的に連結された形状のことであり、両端の粒子はそれぞれ隣接する1以上の粒子と連結され、その他の各粒子は隣接する2以上の粒子と連結される。透明導電膜の透明性のさらなる向上の観点からは、ナノワイヤーは粒子連結形状を有することが好ましい。粒子連結形状の場合、平均径は、ナノワイヤー1本における直径の最低値と最高値の平均を、そのナノワイヤーの直径として、全体の平均径を算出するものとする。   The shape of the nanowire is not particularly limited as long as it is linear. For example, the nanowire may have a rod shape having a substantially constant cross-sectional shape in the longitudinal direction, or a particle in which a plurality of substantially spherical particles are one-dimensionally connected. The connection shape may be sufficient. In other words, the particle connection shape is a shape in which a plurality of substantially spherical particles are connected in series and continuously, the particles at both ends are connected to one or more adjacent particles, and the other particles are adjacent to each other. It is connected with two or more particles. From the viewpoint of further improving the transparency of the transparent conductive film, the nanowire preferably has a particle-connected shape. In the case of a particle-connected shape, the average diameter is calculated by taking the average of the minimum and maximum diameters of one nanowire as the diameter of the nanowire.

(金属ナノワイヤーの製造方法)
本発明のナノワイヤーは、例えば、以下の方法により製造することができる。
詳しくは、本発明のナノワイヤーは、磁場中でニッケルイオンと白金イオンを所定の比率で還元することで得ることができる。以下にその製造方法を示す。
(Method for producing metal nanowires)
The nanowire of this invention can be manufactured with the following method, for example.
Specifically, the nanowire of the present invention can be obtained by reducing nickel ions and platinum ions at a predetermined ratio in a magnetic field. The manufacturing method is shown below.

ニッケルイオンを磁場中で還元するためには、ニッケル塩を溶媒に溶解させることが好ましい。ニッケル塩の形状は、使用する溶媒に可溶であり、還元可能な状態でニッケルイオンを供給できるものであればよい。例えば、ニッケルの塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などが挙げられる。これらの塩は、水和物でも、無水物でもよい。   In order to reduce nickel ions in a magnetic field, it is preferable to dissolve a nickel salt in a solvent. The nickel salt may be in any form that is soluble in the solvent used and can supply nickel ions in a reducible state. For example, nickel chloride, sulfate, nitrate, acetate and the like can be mentioned. These salts may be hydrates or anhydrides.

還元されるニッケルイオンの濃度は、15μmol/g以下にするのが好ましい。ニッケルイオンの濃度が15μmol/g以下であれば、ナノワイヤーの三次元的な凝集の発生(不織布形態の生成)を抑制することが可能になる。   The concentration of nickel ions to be reduced is preferably 15 μmol / g or less. If the concentration of nickel ions is 15 μmol / g or less, it is possible to suppress the occurrence of three-dimensional aggregation of nanowires (generation of a nonwoven fabric form).

還元される白金イオンの濃度は、上記したニッケル/白金のモル比のナノワイヤーが得られる限り特に限定されない。その濃度は、反応条件により異なるが、いずれの反応条件においても、反応液に含まれるニッケルイオン/白金イオンのモル比は通常、5,000以上ないと、ナノワイヤーにおける上記ニッケル/白金のモル比を満たすことはできない。   The concentration of platinum ions to be reduced is not particularly limited as long as nanowires having the above-described molar ratio of nickel / platinum can be obtained. The concentration varies depending on the reaction conditions. Under any reaction condition, the nickel / platinum molar ratio in the nanowire is usually set to 5,000 or more unless the molar ratio of nickel ions / platinum ions contained in the reaction solution is greater than 5,000. Cannot be satisfied.

白金イオンの組成としては、特に限定されず、錯体形状でも問題ない。例えば、塩化白金酸を使うことで、目的とするナノワイヤーが作製可能である。   The composition of the platinum ion is not particularly limited, and there is no problem even if it is a complex shape. For example, the target nanowire can be produced by using chloroplatinic acid.

ニッケルイオンおよび白金イオンを還元する方法としては、還元剤を使用するのが好ましい。本製造方法においては、還元剤は、強磁性を有する構造でニッケルイオンを還元できるものが好ましく、例えば、ヒドラジン、ヒドラジン一水和物、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、水素化アルミニウムリチウム、亜硫酸塩、ヒドロキシルアミン類(例えば、ジエチルヒドロキシルアミン)、亜鉛アマルガム、水素化ジイソブチルアルミニウム、ヨウ化水素酸、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸が挙げられる。好ましい還元剤はヒドラジンまたはヒドラジン一水和物である。   As a method for reducing nickel ions and platinum ions, it is preferable to use a reducing agent. In this production method, the reducing agent is preferably one that can reduce nickel ions with a ferromagnetic structure, such as hydrazine, hydrazine monohydrate, ferrous chloride, hypophosphorous acid, borohydride salt, Aminoboranes, lithium aluminum hydride, sulfites, hydroxylamines (eg, diethylhydroxylamine), zinc amalgam, diisobutylaluminum hydride, hydroiodic acid, ascorbic acid, oxalic acid, formic acid, ferrous chloride, hypochlorous acid Examples include phosphoric acid, borohydride salts, aminoboranes, ascorbic acid, oxalic acid, and formic acid. A preferred reducing agent is hydrazine or hydrazine monohydrate.

還元剤、特にヒドラジン一水和物、の添加濃度としては、反応溶液に対して、0.05〜0.5質量%が好ましい。0.05質量%未満では、還元反応に不足が生じ、反応が途中で停止しナノワイヤーを形成しない場合がある。また0.5質量%を超える場合、残留する還元剤(特にヒドラジン一水和物)の影響でナノワイヤーが凝集する場合がある。   The concentration of the reducing agent, particularly hydrazine monohydrate, is preferably 0.05 to 0.5% by mass with respect to the reaction solution. If the amount is less than 0.05% by mass, the reduction reaction may be insufficient, and the reaction may stop in the middle and nanowires may not be formed. Moreover, when exceeding 0.5 mass%, nanowire may aggregate by the influence of the residual reducing agent (especially hydrazine monohydrate).

反応溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのポリオール類が好ましい。ポリオール類であれば、ニッケル塩および還元剤を溶解することができ、さらに反応温度においても沸騰が起きないため、再現良く反応が可能となる。   As the reaction solvent, polyols such as ethylene glycol and propylene glycol are preferable. In the case of polyols, the nickel salt and the reducing agent can be dissolved, and boiling does not occur even at the reaction temperature, so that the reaction can be performed with good reproducibility.

ニッケルイオンおよび白金イオンを還元するためにはpHおよび温度の制御が必要である。還元剤により、そのpH、温度は異なるが、例えば、エチレングリコール中でヒドラジン一水和物を使い還元反応を行う場合、その温度は70℃から100℃、pHは11から12とすることが好ましい。   In order to reduce nickel ions and platinum ions, it is necessary to control pH and temperature. Although the pH and temperature differ depending on the reducing agent, for example, when the reduction reaction is performed using hydrazine monohydrate in ethylene glycol, the temperature is preferably 70 to 100 ° C. and the pH is preferably 11 to 12. .

ニッケルイオンおよび白金イオンを還元する時に印加する磁場としては、反応容器の中心磁場が10〜200mT程度であるのが好ましい。磁場が弱いとナノワイヤーが生成しない。また強い磁場は発生させるのが難しいため、現実的ではない。   As the magnetic field applied when reducing nickel ions and platinum ions, the central magnetic field of the reaction vessel is preferably about 10 to 200 mT. Nanowires are not generated when the magnetic field is weak. Moreover, since it is difficult to generate a strong magnetic field, it is not realistic.

本発明においては、反応溶液に高分子化合物を添加する必要は無い。ナノワイヤー作製時に高分子化合物を添加することで、分散性に優れたナノワイヤーが製造可能になるが、上記記載のように、高分子化合物被膜の形成により、分散媒が限定される、若干であるがナノワイヤーの導電性が低下する問題が生じる。   In the present invention, it is not necessary to add a polymer compound to the reaction solution. By adding a polymer compound at the time of nanowire production, it becomes possible to produce nanowires with excellent dispersibility. However, as described above, the dispersion medium is limited due to the formation of the polymer compound film. However, there is a problem that the conductivity of the nanowire is lowered.

ナノワイヤーの平均径、平均長を制御するため、反応溶液に錯化剤を添加してもよいが、還元剤が少量の場合あるいは還元力が弱い場合は、還元反応を阻害し、収率の低下などを招くため、錯化剤は使用しないことが好ましい。   In order to control the average diameter and average length of nanowires, a complexing agent may be added to the reaction solution. However, when the reducing agent is small or the reducing power is weak, the reduction reaction is inhibited and the yield is reduced. It is preferable not to use a complexing agent because it causes a decrease.

還元反応の還元時間は、上記寸法のナノワイヤーが作製され得る限り特に限定されず、例えば10分〜1時間である。その後、遠心分離、ろ過、磁石による吸着などでナノワイヤーを精製回収することで、ニッケルナノワイヤーを得ることができる。   The reduction time of the reduction reaction is not particularly limited as long as the nanowire having the above dimensions can be produced, and is, for example, 10 minutes to 1 hour. Then, nickel nanowire can be obtained by refine | purifying and collect | recovering nanowire by centrifugation, filtration, adsorption with a magnet, etc.

上記製造方法で作製されたナノワイヤーは、作製および精製中に酸化するため、さらに還元処理を施すのが好ましい。還元処理としては、エチレングリコールなどポリオール溶媒中で150℃程度に加熱すれば良い。これにより、ESCAでナノワイヤー表面に金属単体由来のピークが確認できるようになる。   Since the nanowire produced by the above production method is oxidized during production and purification, it is preferable to further perform a reduction treatment. The reduction treatment may be performed at about 150 ° C. in a polyol solvent such as ethylene glycol. Thereby, a peak derived from a metal simple substance can be confirmed on the nanowire surface by ESCA.

(金属ナノワイヤー分散液およびその製造方法)
本発明は、上記したナノワイヤーが分散された分散液も提供する。分散液中のナノワイヤーの濃度は特に限定されず、分散性のさらなる向上の観点からは、0.01〜2.0質量%程度が好ましい。当該濃度は分散液全量に対する割合である。分散媒としては、特に限定されるものではないが、ナノワイヤー表面に有する水酸基などの極性基を有するため、エチレングリコール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、アセトニトリル、DMSO、DMFなどの極性の有機溶媒がより好ましい。
(Metal nanowire dispersion and method for producing the same)
The present invention also provides a dispersion in which the nanowires are dispersed. The concentration of nanowires in the dispersion is not particularly limited, and is preferably about 0.01 to 2.0% by mass from the viewpoint of further improving dispersibility. The concentration is a ratio with respect to the total amount of the dispersion. Although it does not specifically limit as a dispersion medium, Since it has polar groups, such as a hydroxyl group which it has on the nanowire surface, polar organic solvents, such as alcohols, such as ethylene glycol and isopropanol, acetone, acetonitrile, DMSO, and DMF Is more preferable.

本発明のナノワイヤー分散液は、その性能を低下させない限り、バインダー、酸化防止剤、濡れ剤、レベリング剤等の添加剤を含んでも良いが、特にバインダーを含まないことが好ましい。   The nanowire dispersion liquid of the present invention may contain additives such as a binder, an antioxidant, a wetting agent, and a leveling agent, as long as the performance is not deteriorated.

酸化防止剤としては、塗布後に酸化防止剤あるいは副生成物が残存しないものが好ましく、例えば、ヒドラジン類、ヒドロキシルアミン類が挙げられる。また、分散液中の酸化防止剤の濃度は特に限定されないが、酸化防止剤による分散性の低下を防ぐためには、0.01〜2.0質量%程度が好ましい。   As the antioxidant, those having no antioxidant or by-product remaining after coating are preferable, and examples thereof include hydrazines and hydroxylamines. Further, the concentration of the antioxidant in the dispersion is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 2.0% by mass in order to prevent a decrease in dispersibility due to the antioxidant.

本発明のナノワイヤー分散液は、上記したナノワイヤーを、所望の添加剤が含有された分散媒に添加し、撹拌することにより得ることができる。   The nanowire dispersion liquid of the present invention can be obtained by adding the above-described nanowires to a dispersion medium containing a desired additive and stirring.

(金属ナノワイヤー分散液の使用)
本発明のナノワイヤー分散液を基材に塗布し、乾燥することにより、膜、積層体および配線等を形成することができる。基材としては、例えば、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルムが挙げられる。
(Use of metal nanowire dispersion)
A film, a laminate, a wiring, and the like can be formed by applying the nanowire dispersion liquid of the present invention to a substrate and drying it. Examples of the substrate include a glass substrate, a polyethylene terephthalate film, a polycarbonate film, a cycloolefin film, a polyimide film, and a polyamide film.

塗布方法は特に限定されないが、例えば、ワイヤーバーコーター塗り、フィルムアプリケーター塗り、スプレー塗り、グラビアロールコーティング法、スクリーン印刷法、リバースロールコーティング法、リップコーティング、エアナイフコーティング法、カーテンフローコーティング法、浸漬コーティング法、ダイコート法、スプレー法、凸版印刷法、凹版印刷法、インクジェット法が挙げられる。   The coating method is not particularly limited, but for example, wire bar coater coating, film applicator coating, spray coating, gravure roll coating method, screen printing method, reverse roll coating method, lip coating, air knife coating method, curtain flow coating method, dip coating Method, die coating method, spray method, letterpress printing method, intaglio printing method, and ink jet method.

本発明においてナノワイヤー膜は、バインダーを含まないナノワイヤー層のことであり、透明導電膜の用途に有用である。ナノワイヤー膜はバインダーを含まない本発明のナノワイヤー分散液を基材上に塗布し、乾燥することにより、形成することができる。本発明においてナノワイヤー膜を基材上に形成して透明導電膜として使用する場合、当該ナノワイヤー膜の上に光硬化性樹脂などを塗布してナノワイヤー膜が基材から剥がれないようにすることができる。透明導電膜は通常、基材および当該基材上に形成されたナノワイヤー膜を含む。   In this invention, a nanowire film | membrane is a nanowire layer which does not contain a binder, and is useful for the use of a transparent conductive film. The nanowire film can be formed by applying the nanowire dispersion of the present invention containing no binder onto a substrate and drying. In the present invention, when a nanowire film is formed on a substrate and used as a transparent conductive film, a photocurable resin or the like is applied on the nanowire film so that the nanowire film is not peeled off from the substrate. be able to. The transparent conductive film usually includes a base material and a nanowire film formed on the base material.

本発明においてナノワイヤー膜は透明性および導電性に十分に優れているため、透明導電膜もまた透明性および導電性に十分に優れている。ナノワイヤー膜または透明導電膜において良好な表面抵抗値を得るためにナノワイヤー分散液の塗布量を増加させると、膜の透過率は一般に著しく低下する。しかし、本発明のナノワイヤー分散液を用いる場合は、十分に低い表面抵抗値を達成するために塗布量を増加させても、透過率の低下は十分に抑制される。従って、本発明のナノワイヤーおよびナノワイヤー膜は透明導電膜、特にタッチパネル用透明導電膜(タッチパネル用透明電極)の導電材として有用である。本発明のナノワイヤー分散液は、例えば、100Ω/□以下の表面抵抗値を達成するために、塗布量を増加させても、85%以上、好ましくは88%以上の透過率を有するナノワイヤー膜を得ることができる。   In the present invention, since the nanowire film is sufficiently excellent in transparency and conductivity, the transparent conductive film is also sufficiently excellent in transparency and conductivity. When the coating amount of the nanowire dispersion liquid is increased in order to obtain a good surface resistance value in the nanowire film or the transparent conductive film, the transmittance of the film generally decreases significantly. However, when the nanowire dispersion liquid of the present invention is used, even if the coating amount is increased in order to achieve a sufficiently low surface resistance value, the decrease in transmittance is sufficiently suppressed. Therefore, the nanowire and nanowire film | membrane of this invention are useful as a electrically conductive material of a transparent conductive film, especially the transparent conductive film for touchscreens (transparent electrode for touchscreens). The nanowire dispersion liquid of the present invention has a transmittance of 85% or more, preferably 88% or more even when the coating amount is increased in order to achieve a surface resistance value of 100Ω / □ or less, for example. Can be obtained.

本発明においてナノワイヤー膜を、透明導電膜、特にタッチパネル用透明導電膜(タッチパネル用透明電極)、の導電材として使用する場合、当該ナノワイヤー膜の目付は通常、1〜30g/m、好ましくは5〜20g/mである。 In the present invention, when the nanowire film is used as a conductive material for a transparent conductive film, particularly a transparent conductive film for a touch panel (transparent electrode for touch panel), the basis weight of the nanowire film is usually 1 to 30 g / m 2 , preferably Is 5 to 20 g / m 2 .

次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの発明によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these inventions.

A.評価方法
実施例および比較例で用いた評価方法は以下の通りである。
A. Evaluation Method Evaluation methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)ナノワイヤーのニッケル/白金のモル比
得られたナノワイヤー分散液からナノワイヤーを回収した。回収したナノワイヤーを濃塩酸と濃硝酸の混合液と混合し、160℃に加熱、その後、濃塩酸を追加し、200℃に加熱し、ナノワイヤーを溶解させた。溶解液をICP発光分析装置(iCAP6500Duo ICP)により、検量線法定量分析によって、ニッケル濃度と白金濃度を定量した。定量値からニッケル/白金のモル比を算出した。測定は各ナノワイヤー3回実施し、その平均値を表1に記載した。
(1) Nickel / platinum molar ratio of nanowires Nanowires were collected from the obtained nanowire dispersion. The collected nanowires were mixed with a mixed solution of concentrated hydrochloric acid and concentrated nitric acid and heated to 160 ° C., and then concentrated hydrochloric acid was added and heated to 200 ° C. to dissolve the nanowires. The dissolved solution was quantified for nickel concentration and platinum concentration by calibration curve method quantitative analysis using an ICP emission analyzer (iCAP6500 Duo ICP). The molar ratio of nickel / platinum was calculated from the quantitative value. Each nanowire was measured three times, and the average value is shown in Table 1.

(2)ナノワイヤーにおける高分子の有無
得られたナノワイヤー分散液からナノワイヤーを回収した。回収したナノワイヤーをろ過により回収し、水で洗浄し乾燥した後、5%リンタングステン酸染色液に3分間浸漬した。次いで、支持膜付きグリッドを用いて、透過型電子顕微鏡にて60万倍で観察した。
○;高分子層(染色物)は全く観察されなかった;
×;高分子層(染色物)が観察された。
(2) Presence / absence of polymer in nanowires Nanowires were collected from the obtained nanowire dispersion. The collected nanowires were collected by filtration, washed with water and dried, and then immersed in 5% phosphotungstic acid staining solution for 3 minutes. Next, using a grid with a support film, observation was performed at 600,000 times with a transmission electron microscope.
○: No polymer layer (stained material) was observed;
X: A polymer layer (dyed product) was observed.

(3)ナノワイヤーの分散性
得られたナノワイヤー分散液からナノワイヤーを回収した。回収したナノワイヤーをイソプロパノール(IPA)、アセトン、酢酸エチル、いずれかの溶媒に添加し、その分散性を以下のように評価し、表1に記載した。解繊処理としては分散液の撹拌処理を10分間行った。
○:良(解繊処理なしで分散した);
△:可(解繊処理により分散した)(実用上問題なし);
×:不可(解繊処理しても分散しなかった)。
「可」および「不可」においては、解繊処理終了直後の分散状態を観察し、沈殿なしに分散しているものを「可」、沈殿しているものを「不可」とした。
(3) Dispersibility of nanowires Nanowires were collected from the obtained nanowire dispersion. The recovered nanowires were added to any solvent of isopropanol (IPA), acetone, and ethyl acetate, and the dispersibility was evaluated as follows. As the defibrating treatment, the dispersion was stirred for 10 minutes.
○: Good (dispersed without defibrating treatment);
Δ: Yes (dispersed by defibration treatment) (no problem in practical use);
X: Impossible (it did not disperse even after fibrillation treatment).
In “possible” and “impossible”, the dispersion state immediately after the end of the defibrating process was observed.

(4)ナノワイヤー径の測定
ナノワイヤー分散液を支持膜付きグリッド上で乾燥し、得られたナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡にて10万〜100万倍程度で撮影し、ナノワイヤー1本における直径の最大値、最小値を任意の100本について計測した。その値からナノワイヤーの平均径を算出し、結果を表1にまとめた。
(4) Measurement of nanowire diameter A nanowire dispersion was dried on a grid with a support film, and the resulting nanowire was photographed at a magnification of about 100,000 to 1,000,000 times with a transmission electron microscope. One nanowire The maximum value and the minimum value of the diameter at 100 were measured for arbitrary 100 pieces. The average diameter of the nanowires was calculated from the value, and the results are summarized in Table 1.

(5)ナノワイヤー長の測定
ナノワイヤー分散液を試料台上で乾燥し、得られたナノワイヤーを、走査型電子顕微鏡にて2000〜6000倍で撮影し、ナノワイヤー長を計測した。任意の合計200本のナノワイヤー長から平均長を算出し、結果を表1にまとめた。
(5) Measurement of nanowire length The nanowire dispersion was dried on a sample stage, and the obtained nanowire was photographed with a scanning electron microscope at a magnification of 2000 to 6000 times to measure the nanowire length. The average length was calculated from the arbitrary 200 nanowire lengths, and the results are summarized in Table 1.

実施例1および3および比較例1および4は以下の評価も実施した。   Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 4 were also evaluated as follows.

(6)ナノワイヤー膜の表面抵抗値および透過率の測定
得られたナノワイヤー分散液をアプリケーターで、スライドガラス上に塗布し、透過率(塗布量)が異なるナノワイヤー膜を5枚得た。
得られたナノワイヤー膜の表面抵抗値について、三菱化学アナリテック社製抵抗率計MCP−T610で測定した。
透過率については、スライドガラスをブランク値として、波長550nmにおける光線透過率を測定した。従って、透過率はナノワイヤー膜のみの透過率である。
それぞれの表面抵抗値と透過率をプロットし図1を作成した。また、表2には得られた5枚の表面抵抗値と対応する透過率を記載した。
(6) Measurement of surface resistance value and transmittance of nanowire film The obtained nanowire dispersion liquid was applied onto a slide glass with an applicator to obtain five nanowire films having different transmittances (coating amounts).
About the surface resistance value of the obtained nanowire film | membrane, it measured with Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. resistivity meter MCP-T610.
About the transmittance | permeability, the light transmittance in wavelength 550nm was measured for the slide glass as the blank value. Therefore, the transmittance is the transmittance of only the nanowire film.
Each surface resistance value and transmittance are plotted to create FIG. Table 2 lists the five surface resistance values obtained and the corresponding transmittance.

実施例1
塩化ニッケル六水和物0.30g(1.27mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を得た。
Example 1
Nickel chloride hexahydrate 0.30 g (1.27 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The obtained nanowire was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to obtain a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

実施例2
塩化ニッケル六水和物0.30g(1.27mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物15.4μg(29.7nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
本実施例で得られたナノワイヤーを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤー分散液を得た。
Example 2
Nickel chloride hexahydrate 0.30 g (1.27 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 15.4 μg (29.7 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
A nanowire dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nanowire obtained in this example was used.

実施例3
塩化ニッケル六水和物0.20g(0.84mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
本実施例で得られたナノワイヤーを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤー分散液を得た。
Example 3
Nickel chloride hexahydrate 0.20 g (0.84 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5.
After the reaction, the nanowires were collected and collected by a neodymium magnet and purified. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
A nanowire dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nanowire obtained in this example was used.

比較例1(国際公開第2015/163258号パンフレット)
エチレングリコールに、塩化ニッケル六水和物0.40g(1.68mmol)、クエン酸三ナトリウム二水和物50mg(0.17mmol)を溶解した。さらに、水酸化ナトリウム0.32g、第一工業製薬製ピッツコールK120Lの乾燥物3.0g、0.054Mの塩化白金酸水溶液0.92mlを順に溶解し、全量で75gになるようにエチレングリコールを添加した。
一方、エチレングリコールに、水酸化ナトリウム0.10g、クエン酸三ナトリウム二水和物50mg(0.17mmol)を溶解した。さらに、ピッツコールK120Lの乾燥物1.0g、ヒドラジン一水和物1.25gを順に溶解し、その後、全量で25gになるようにエチレングリコールを添加して、還元剤溶液を作製した。
上記2液をいずれも90〜95℃に加熱した後、温度を維持したまま混合し、反応溶液の中心に150mTの磁場を印加し、1時間30分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。
得られた反応液からナノワイヤーを精製および回収するため、反応液100gをエチレングリコールで10倍に希釈し、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
本比較例で得られたナノワイヤーを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤー分散液を得た。
Comparative Example 1 (International Publication No. 2015/163258 Pamphlet)
In ethylene glycol, 0.40 g (1.68 mmol) of nickel chloride hexahydrate and 50 mg (0.17 mmol) of trisodium citrate dihydrate were dissolved. Furthermore, 0.32 g of sodium hydroxide, 3.0 g of dried product of Pitzkol K120L made by Daiichi Kogyo Seiyaku, and 0.92 ml of 0.054M chloroplatinic acid aqueous solution were dissolved in this order, and ethylene glycol was added to a total amount of 75 g Added.
On the other hand, 0.10 g of sodium hydroxide and 50 mg (0.17 mmol) of trisodium citrate dihydrate were dissolved in ethylene glycol. Furthermore, 1.0 g of dried Pitzkor K120L and 1.25 g of hydrazine monohydrate were dissolved in this order, and then ethylene glycol was added to a total amount of 25 g to prepare a reducing agent solution.
Each of the two liquids was heated to 90 to 95 ° C., mixed while maintaining the temperature, a magnetic field of 150 mT was applied to the center of the reaction solution, and the reaction was allowed to stand for 1 hour and 30 minutes to perform a reduction reaction. The pH was 11.5.
In order to purify and collect the nanowires from the obtained reaction solution, 100 g of the reaction solution was diluted 10 times with ethylene glycol, and the nanowires were collected and collected with a neodymium magnet and purified and collected. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
A nanowire dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nanowire obtained in this comparative example was used.

比較例2(国際公開第2014/147885号パンフレット)
塩化ニッケル六水和物1.18g(5.00mmol)、クエン酸三ナトリウム二水和物0.55g(1.87mmol)、塩化白金酸六水和物5.18mg(0.01mmol)をイオン交換水に添加し、溶解させた後、10MのNaOH水溶液を滴下してpH12.5の調整しながら、全量で50mlとした。
一方、ヒドラジン一水和物2.50g(0.05mol)とイオン交換水を混合した後、10MのNaOH水溶液を滴下してpH12.5の調整しながら、全量で50mlとした。
上記2液を80℃に加熱し、2つの溶液を混合した。混合した溶液はすぐに中心に、100mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、80〜85℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは12.5であった。
反応後、凝集したナノワイヤーを集め取り出し、イオン交換水で洗浄することで精製回収した。
本比較例で得られたナノワイヤーを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤー分散液を得た。
Comparative Example 2 (International Publication No. 2014/147885 pamphlet)
Ion exchange of 1.18 g (5.00 mmol) of nickel chloride hexahydrate, 0.55 g (1.87 mmol) of trisodium citrate dihydrate, and 5.18 mg (0.01 mmol) of chloroplatinic acid hexahydrate After adding and dissolving in water, 10M NaOH aqueous solution was added dropwise to adjust the pH to 12.5 to make a total volume of 50 ml.
On the other hand, 2.50 g (0.05 mol) of hydrazine monohydrate and ion-exchanged water were mixed, and then a 10 M NaOH aqueous solution was added dropwise to adjust the pH to 12.5 to a total volume of 50 ml.
The two solutions were heated to 80 ° C., and the two solutions were mixed. The mixed solution was immediately placed in the center in a magnetic circuit to which a magnetic field of 100 mT could be applied, the magnetic field was applied, and the mixture was allowed to stand for 15 minutes while being maintained at 80 to 85 ° C. to perform a reduction reaction. The pH was 12.5.
After the reaction, the aggregated nanowires were collected and removed, and purified and recovered by washing with ion exchange water.
A nanowire dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nanowire obtained in this comparative example was used.

比較例3
塩化白金酸溶液の調製に使用した塩化白金酸六水和物の量を15.4ng(29.7pmol)に減量したこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤーの製造を行った。
Comparative Example 3
Nanowires were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of chloroplatinic acid hexahydrate used for the preparation of the chloroplatinic acid solution was reduced to 15.4 ng (29.7 pmol).

比較例4
塩化ニッケル溶液に第一工業製薬製ピッツコールK120Lの乾燥物2gを溶解させたこと、塩化白金酸溶液に第一工業製薬製ピッツコールK120Lの乾燥物2gを溶解させたこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤーの製造を行った。
Comparative Example 4
Example 1 except that 2 g of a dried product of Pitzkor K120L made by Daiichi Kogyo Seiyaku was dissolved in the nickel chloride solution, and 2 g of a dried product of Pitzkor K120L made by Daiichi Kogyo Seiyaku was dissolved in the chloroplatinic acid solution. Nanowires were manufactured by the same method.

比較例5
塩化白金酸溶液を使用しなかったこと以外、実施例1と同様の方法により、ナノワイヤーの製造を行った。
Comparative Example 5
Nanowires were produced by the same method as in Example 1 except that the chloroplatinic acid solution was not used.

実施例および比較例で得られたナノワイヤーの評価結果を表1〜表3に示す。   The evaluation results of the nanowires obtained in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 3.

Figure 2017165993
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実施例1〜3のナノワイヤーは、本願で規定されるニッケル/白金のモル比で構成されるナノワイヤーである。そのため、高分子被膜などの処理を実施せずとも、優れた分散性を有し、アセトンおよび酢酸エチルなど、従来のナノワイヤーが分散できなかった溶媒にも分散可能であった。実施例1〜2のナノワイヤーの分散性が特に優れていた。   The nanowire of Examples 1-3 is a nanowire comprised by the molar ratio of nickel / platinum prescribed | regulated by this application. For this reason, even if the treatment of the polymer film or the like is not performed, it has excellent dispersibility and can be dispersed in a solvent such as acetone and ethyl acetate in which conventional nanowires cannot be dispersed. The dispersibility of the nanowires of Examples 1 and 2 was particularly excellent.

実施例1および3は、高分子化合物の被膜が無いため、得られるナノワイヤー膜は、同等のナノワイヤー長を有する比較例1より、低い表面抵抗値と高い透過率を有していた。
例えば、実施例1および3のナノワイヤー分散液を用いて、100Ω/□以下の表面抵抗値を達成するために、塗布量を増加させても、85%以上、特に88%以上の透過率を有するナノワイヤー膜を得ることができた(図1参照)。
また例えば、比較例1のナノワイヤー分散液を用いて、100Ω/□以下の表面抵抗値を達成するために、塗布量を増加させると、透過率は83.1%以下となり、透明性および導電性の両方が十分に優れたナノワイヤー膜は得ることができなかった(図1参照)。
Since Examples 1 and 3 did not have a coating film of a polymer compound, the obtained nanowire film had a lower surface resistance value and a higher transmittance than Comparative Example 1 having an equivalent nanowire length.
For example, using the nanowire dispersions of Examples 1 and 3, even when the coating amount is increased in order to achieve a surface resistance value of 100Ω / □ or less, a transmittance of 85% or more, particularly 88% or more is obtained. A nanowire film having the same could be obtained (see FIG. 1).
Further, for example, when the coating amount is increased in order to achieve a surface resistance value of 100Ω / □ or less using the nanowire dispersion liquid of Comparative Example 1, the transmittance becomes 83.1% or less, and transparency and conductivity A nanowire film having both excellent properties could not be obtained (see FIG. 1).

比較例1,2ではニッケル/白金のモル比が本願で規定される範囲より小さいため、分散性に劣る、あるいは分散可能な溶媒種が限定されるナノワイヤーであった。   In Comparative Examples 1 and 2, since the molar ratio of nickel / platinum was smaller than the range specified in the present application, the nanowire was inferior in dispersibility or limited in the dispersible solvent species.

比較例2の平均長は正確には測定できなかった。
比較例3、5ではナノワイヤーの始点および終点が分からないぐらい凝集しているため平均長は測定不可であった。
The average length of Comparative Example 2 could not be measured accurately.
In Comparative Examples 3 and 5, the average length could not be measured because the nanowires were aggregated so that the starting point and the ending point were not known.

本発明のナノワイヤーは、透明電極および透明導電膜の導電材、特にタッチパネル用透明導電膜などのフレキシブル透明導電膜の導電材として有用である。   The nanowire of the present invention is useful as a conductive material for a transparent electrode and a transparent conductive film, particularly a flexible transparent conductive film such as a transparent conductive film for a touch panel.

Claims (6)

ニッケルおよび白金から構成され、該ニッケルおよび白金のモル比率(ニッケル/白金)が5,000〜100,000であり、実質的に高分子の層を有さないことを特徴とする金属ナノワイヤー。   A metal nanowire comprising nickel and platinum, having a molar ratio of nickel and platinum (nickel / platinum) of 5,000 to 100,000 and having substantially no polymer layer. 前記金属ナノワイヤーの平均長が5〜40μmである、請求項1に記載の金属ナノワイヤー。   The metal nanowire of Claim 1 whose average length of the said metal nanowire is 5-40 micrometers. 請求項1または2に記載の金属ナノワイヤーの製造方法であって、
磁場中でニッケルイオンと白金イオンを還元することを含む金属ナノワイヤーの製造方法。
A method for producing a metal nanowire according to claim 1 or 2,
A method for producing metal nanowires comprising reducing nickel ions and platinum ions in a magnetic field.
請求項1または2に記載の金属ナノワイヤーが分散された金属ナノワイヤー分散液。   A metal nanowire dispersion liquid in which the metal nanowires according to claim 1 or 2 are dispersed. 請求項1または2に記載の金属ナノワイヤーを含む透明導電膜。   The transparent conductive film containing the metal nanowire of Claim 1 or 2. 100Ω/□以下の表面抵抗値を有し、かつ85%以上の透過率を有する金属ナノワイヤー膜を備える、請求項5に記載の透明導電膜。   The transparent conductive film according to claim 5, comprising a metal nanowire film having a surface resistance value of 100Ω / □ or less and a transmittance of 85% or more.
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