JP2019189717A - Silver nanoparticle ink - Google Patents

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JP2019189717A
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祐樹 新谷
Yuki Shintani
祐樹 新谷
朝子 枝川
Asako Edagawa
朝子 枝川
外村 卓也
Takuya Tonomura
卓也 外村
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Abstract

To provide a silver nanoparticle ink capable of preventing the generation of cracks in a dry coat.SOLUTION: A silver nanoparticle ink has: a dispersion medium containing water; silver nanoparticles having a dispersant, which is hydroxy acid or salt thereof, attached thereon, the silver nanoparticles being dispersed in the dispersion medium; and a water-soluble graft polymer dissolved in the dispersion medium while being released from the silver nanoparticles. The content of the water-soluble graft polymer is 3 pts.mass or more relative to the silver nanoparticles 100 pts.mass. Preferably, the dispersion medium contains a polyhydric alcohol.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、銀ナノ粒子インクに関する。 The present invention relates to a silver nanoparticle ink.

近年、金属微粒子を含有する導電性インクを基材上に印刷して焼成することにより、極めて微細な電子回路やデバイスを形成するプリンテッドエレクトロニクス技術が注目されている。導電性インクに用いられる金属微粒子は、従来から知られた導電ペースト中の導電フィラーよりもはるかに小さいナノメートルサイズの粒子であるため、ナノ粒子特有の融点降下によって低温で焼結させることができ、かつ金属箔に近い高い導電性を実現できるという特徴がある。このような導電性インクに用いられる金属微粒子としては、銀ナノ粒子が知られている。 In recent years, printed electronics technology that forms extremely fine electronic circuits and devices by printing and firing conductive ink containing metal fine particles on a substrate has attracted attention. The fine metal particles used in the conductive ink are nanometer-sized particles that are much smaller than the conductive fillers in the conventional conductive paste, so they can be sintered at low temperatures due to the melting point drop unique to nanoparticles. In addition, there is a feature that high conductivity close to that of a metal foil can be realized. Silver nanoparticles are known as the metal fine particles used in such conductive ink.

このような導電性インクに関する先行技術を開示した文献としては、例えば、特許文献1及び2が挙げられる。 Patent documents 1 and 2 are mentioned as literature which indicated the prior art about such conductive ink, for example.

特許文献1には、金属ナノ粒子(A)と分散剤(B)とを含む金属コロイド粒子の凝集体であって、前記分散剤(B)が、窒素原子を有する基、ヒドロキシル基及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも一種の官能基を有する凝集助剤(B1)と、高分子分散剤(B2)とで構成されている金属コロイド粒子凝集体が開示されている。 Patent Document 1 discloses an aggregate of metal colloid particles containing metal nanoparticles (A) and a dispersant (B), wherein the dispersant (B) has a group having a nitrogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group. There is disclosed a metal colloidal particle aggregate composed of an aggregating aid (B1) having at least one functional group selected from the group consisting of and a polymer dispersing agent (B2).

特許文献2には、金属コロイド粒子、及びこの金属コロイド粒子の分散媒を含むペーストで構成された無機素材用接合剤であって、前記金属コロイド粒子が、金属ナノ粒子(A)と、この金属ナノ粒子(A)を分散させるための保護コロイド(B)とで構成され、かつ前記保護コロイド(B)が、カルボキシル基を有する有機化合物(B1)と、高分子分散剤(B2)とで構成されている無機素材用接合剤が開示されている。 Patent Document 2 discloses a bonding agent for inorganic materials composed of metal colloid particles and a paste containing a dispersion medium of the metal colloid particles, wherein the metal colloid particles include metal nanoparticles (A) and the metal. The protective colloid (B) for dispersing the nanoparticles (A) is composed of an organic compound (B1) having a carboxyl group and a polymer dispersant (B2). A bonding agent for inorganic materials is disclosed.

特開2010−202943号公報JP 2010-202943 A 特開2010−150653号公報JP 2010-150653 A

ところで、プリンテッドエレクトロニクス技術を利用して、樹脂製の基材上に導電性インクを印刷して配線を形成する場合等には、基材にインク溶媒を吸収する受容層が設けられていないと、導電性インクを乾燥させる工程中に、インク溶媒が急激に揮発することで、導電性インク中のナノ粒子の分散状態が変化し、乾燥被膜が割れてしまうことがあった。また、厚さ1μm以上の配線のように厚膜を印刷する場合には、乾燥工程における被膜収縮を緩和することができず、乾燥被膜が割れてしまうことがあった。 By the way, when the printed electronics technology is used to form a wiring by printing conductive ink on a resin base material, the base material is not provided with a receiving layer that absorbs the ink solvent. In the process of drying the conductive ink, the ink solvent is volatilized rapidly, so that the dispersion state of the nanoparticles in the conductive ink is changed, and the dry film may be broken. Further, when printing a thick film such as a wiring having a thickness of 1 μm or more, the shrinkage of the film in the drying process cannot be alleviated, and the dry film sometimes breaks.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、乾燥被膜における割れの発生を抑制できる銀ナノ粒子インクを提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the said present condition, and it aims at providing the silver nanoparticle ink which can suppress generation | occurrence | production of the crack in a dry film.

本発明者らは、銀ナノ粒子インクの乾燥被膜における割れの発生を抑制する方法について種々検討した結果、水溶性グラフトポリマーを一定量用いることで乾燥過程での粒子間相互作用を弱める内部収縮応力が減り、インクジェット印刷配線の乾燥膜厚が1μm以上であっても、乾燥被膜の割れの発生を防止できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of various studies on methods for suppressing the occurrence of cracks in the dry coating of silver nanoparticle ink, the present inventors have determined that internal shrinkage stress that weakens the interparticle interaction during the drying process by using a certain amount of water-soluble graft polymer. The inventors have found that even when the dry film thickness of the inkjet printed wiring is 1 μm or more, the occurrence of cracks in the dry film can be prevented, and the present invention has been completed.

本発明の銀ナノ粒子インクは、水を含む分散媒と、表面にヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が付着し、上記分散媒中に分散した銀ナノ粒子と、上記銀ナノ粒子から遊離しつつ、上記分散媒に溶解した水溶性グラフトポリマーとを含有し、上記水溶性グラフトポリマーが、上記銀ナノ粒子100質量部に対して3質量部以上含有されることを特徴とする。 The silver nanoparticle ink of the present invention has a dispersion medium containing water, a dispersing agent which is a hydroxy acid or a salt thereof attached to the surface, and the silver nanoparticles dispersed in the dispersion medium and the silver nanoparticles are released from the silver nanoparticles. The water-soluble graft polymer dissolved in the dispersion medium is contained, and the water-soluble graft polymer is contained in an amount of 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silver nanoparticles.

上記分散媒は、多価アルコールを含むことが好ましい。上記水溶性グラフトポリマーは、酸価を有し、かつ塩基価を有さないことが好ましい。 The dispersion medium preferably contains a polyhydric alcohol. The water-soluble graft polymer preferably has an acid value and no base value.

本発明の銀ナノ粒子インクによれば、乾燥被膜における割れの発生を抑制できる。 According to the silver nanoparticle ink of the present invention, the occurrence of cracks in the dry film can be suppressed.

本発明の銀ナノ粒子インクは、水を含む分散媒と、表面にヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が付着し、上記分散媒中に分散した銀ナノ粒子と、上記銀ナノ粒子から遊離しつつ、上記分散媒に溶解した水溶性グラフトポリマーとを含有し、上記水溶性グラフトポリマーが、上記銀ナノ粒子100質量部に対して3質量部以上含有されることを特徴とする。 The silver nanoparticle ink of the present invention has a dispersion medium containing water, a dispersing agent which is a hydroxy acid or a salt thereof attached to the surface, and the silver nanoparticles dispersed in the dispersion medium and the silver nanoparticles are released from the silver nanoparticles. The water-soluble graft polymer dissolved in the dispersion medium is contained, and the water-soluble graft polymer is contained in an amount of 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silver nanoparticles.

(分散媒)
本発明の銀ナノ粒子インクに含有される分散媒は、銀ナノ粒子を分散させるものであり、水を含む。分散媒に水を用いた銀ナノ粒子インク(水系インク)は、塗布前(印刷前)には高極性のインクであるが、塗膜形成後に疎水性の膜、すなわち非極性系に変化していく。このため、水が蒸発する過程で銀ナノ粒子の凝集や表面張力の変化が起こりやすく、水系インクは、有機溶剤系インクよりも乾燥過程での塗膜物性の変化が大きい。以上のことから、水系インクは、元々、乾燥塗膜にクラックが発生しやすい傾向があり、クラックを防止することの重要性が高い。
(Dispersion medium)
The dispersion medium contained in the silver nanoparticle ink of the present invention disperses silver nanoparticles and contains water. Silver nanoparticle ink (water-based ink) using water as a dispersion medium is a highly polar ink before coating (before printing), but after forming a coating film, it changes to a hydrophobic film, that is, a nonpolar ink. Go. For this reason, aggregation of silver nanoparticles and a change in surface tension are likely to occur during the process of water evaporation, and the water-based ink has a greater change in coating film properties during the drying process than the organic solvent-based ink. From the above, the water-based ink originally has a tendency to easily generate cracks in the dried coating film, and the importance of preventing the cracks is high.

本発明の銀ナノ粒子インク中の水の含有量は、好ましくは20〜50質量%、より好ましくは25〜45質量%である。水の含有量が20質量%以上であれば、銀ナノ粒子の分散性が充分に保たれる。水の含有量が50質量%以下であれば、銀ナノ粒子等の他成分の含有量が相対的に少なくなり過ぎないため、銀ナノ粒子インクの粘度が低くなり過ぎず、インクジェット印刷法等での取り扱いも容易となる。 The water content in the silver nanoparticle ink of the present invention is preferably 20 to 50 mass%, more preferably 25 to 45 mass%. When the water content is 20% by mass or more, the dispersibility of the silver nanoparticles is sufficiently maintained. If the water content is 50% by mass or less, the content of other components such as silver nanoparticles will not be too low, so the viscosity of the silver nanoparticle ink will not be too low. Is easy to handle.

上記分散媒は、水よりも少量の有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤の種類は特に限定されないが、例えば、高沸点溶剤が好適である。高沸点溶剤としては、例えば、多価アルコール、グリコールエーテル、ブタノールが用いられる。 The dispersion medium may contain a smaller amount of organic solvent than water. Although the kind of organic solvent is not specifically limited, For example, a high boiling point solvent is suitable. As the high boiling point solvent, for example, polyhydric alcohol, glycol ether, butanol is used.

上記多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール等が挙げられる。これらの多価アルコールは、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。水と相溶する多価アルコールが保湿剤として機能することにより、インク溶媒の揮発によるノズル詰まりを抑制すると共に、インク溶媒の粘度をインクジェット印刷で吐出可能な粘度に調整することが出来るため、銀ナノ粒子インクの塗布性(例えば、インクジェットヘッドからの吐出性)を高めることができる。 Examples of the polyhydric alcohol include glycerin, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, ethylene glycol, Examples include diethylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methylpentane-2,4-diol and the like. These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more. Since the polyhydric alcohol that is compatible with water functions as a humectant, the nozzle clogging due to volatilization of the ink solvent can be suppressed, and the viscosity of the ink solvent can be adjusted to a viscosity that can be ejected by inkjet printing. The applicability of the nanoparticle ink (for example, the ejectability from the ink jet head) can be improved.

本発明の銀ナノ粒子インク中の多価アルコールの含有量は、好ましくは5〜35質量%、より好ましくは10〜30質量%である。多価アルコールの含有量が5質量%以上であれば、保湿効果が充分に得られ、銀ナノ粒子インクの塗布性が充分に高まる。多価アルコールの含有量が35質量%以下であれば、銀ナノ粒子インクの粘度が高くなり過ぎず、塗布性が充分に確保される。 The content of the polyhydric alcohol in the silver nanoparticle ink of the present invention is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 30% by mass. If the content of the polyhydric alcohol is 5% by mass or more, a moisturizing effect is sufficiently obtained, and the coating property of the silver nanoparticle ink is sufficiently enhanced. When the content of the polyhydric alcohol is 35% by mass or less, the viscosity of the silver nanoparticle ink does not become too high, and coating properties are sufficiently ensured.

上記グリコールエーテルとしては、例えば、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ポリオキシエチレンモノアリルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル等が挙げられる。これらのグリコールエーテルは、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。 Examples of the glycol ether include diethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono Butyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, diethylene glycol mono 2-ethylhexyl Ether, ethylene glycol monoallyl ether, polyoxyethylene monoallyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, polyoxyalkylene monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, diethylene glycol monobenzyl ether. These glycol ethers may be used alone or in combination of two or more.

上記グリコールエーテルの中でも、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。 Among the glycol ethers, diethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether are preferable.

本発明の銀ナノ粒子インク中のグリコールエーテルの含有量は、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは1〜10質量%である。グリコールエーテルの含有量が0.1質量%以上であれば、銀ナノ粒子インクの濡れ性が充分に高まる。グリコールエーテルの含有量が20質量%以下であれば、銀ナノ粒子インクの粘度が高くなり過ぎないとともに表面張力が低くなり過ぎず、塗布性(例えば、インクジェットヘッドからの吐出性)及び描画性(特に、細線描画時の描画性)が充分に高まる。 The content of glycol ether in the silver nanoparticle ink of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. When the content of glycol ether is 0.1% by mass or more, the wettability of the silver nanoparticle ink is sufficiently enhanced. If the content of glycol ether is 20% by mass or less, the viscosity of the silver nanoparticle ink does not become too high and the surface tension does not become too low, and coating properties (for example, ejection properties from an inkjet head) and drawing properties ( In particular, the drawability at the time of thin line drawing is sufficiently increased.

(銀ナノ粒子)
上記銀ナノ粒子は、表面にヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が付着し、上記分散媒中に分散する。銀ナノ粒子の平均粒径は、好ましくは1〜400nm、より好ましくは1〜70nmである。銀ナノ粒子の平均粒径が1nm以上であれば、導電性に優れた導電膜を形成でき、かつ、銀ナノ粒子の製造コストを低く抑えることができる。銀ナノ粒子の平均粒径が400nm以下であれば、銀ナノ粒子の分散安定性が経時的に変化しにくくなる。
(Silver nanoparticles)
The silver nanoparticles are dispersed in the dispersion medium by attaching a dispersant which is a hydroxy acid or a salt thereof on the surface. The average particle diameter of the silver nanoparticles is preferably 1 to 400 nm, more preferably 1 to 70 nm. If the average particle diameter of the silver nanoparticles is 1 nm or more, a conductive film having excellent conductivity can be formed, and the production cost of the silver nanoparticles can be kept low. If the average particle diameter of the silver nanoparticles is 400 nm or less, the dispersion stability of the silver nanoparticles will hardly change over time.

銀ナノ粒子の平均粒径は、例えば、動的光散乱法(ドップラー散乱光解析)を用いて、粒径基準を体積基準としたメジアン径(D50)として測定可能である。このような測定は、例えば、堀場製作所社製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−550」により行うことができる。 The average particle diameter of the silver nanoparticles can be measured, for example, as a median diameter (D50) based on the particle diameter by volume using a dynamic light scattering method (Doppler scattered light analysis). Such a measurement can be performed by, for example, a dynamic light scattering particle size distribution measuring device “LB-550” manufactured by Horiba, Ltd.

本発明の銀ナノ粒子インク中の銀ナノ粒子の含有量は、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%である。銀ナノ粒子の含有量が10質量%以上であれば、導電性が充分に高い導電膜を形成できる。銀ナノ粒子の含有量が70質量%以下であれば、銀ナノ粒子インクの粘度が高くなり過ぎず、塗布性(例えば、インクジェットヘッドからの吐出性)が充分に確保される。 The content of silver nanoparticles in the silver nanoparticle ink of the present invention is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass. When the content of silver nanoparticles is 10% by mass or more, a conductive film having sufficiently high conductivity can be formed. When the silver nanoparticle content is 70% by mass or less, the viscosity of the silver nanoparticle ink does not become too high, and coating properties (for example, ejection properties from an inkjet head) are sufficiently ensured.

本発明の銀ナノ粒子インクは、銀ナノ粒子に加えて、銀ナノ粒子よりも平均粒径が大きい(例えば、平均粒径が1μm以下)サブミクロンサイズの銀サブミクロン粒子を含有していてもよい。ナノサイズの銀ナノ粒子とサブミクロンサイズの銀サブミクロン粒子とを併用することで、銀ナノ粒子が銀サブミクロン粒子の周囲で融点降下するため、良好な導電パスが得られる。 The silver nanoparticle ink of the present invention may contain silver submicron particles having a submicron size that is larger than the silver nanoparticles (for example, the average particle size is 1 μm or less) in addition to the silver nanoparticles. Good. By using the nano-sized silver nanoparticles and the sub-micron sized silver sub-micron particles in combination, the silver nanoparticles have a melting point drop around the silver sub-micron particles, so that a good conductive path can be obtained.

本発明の銀ナノ粒子インクは、銀ナノ粒子に加えて、銀以外の金属の粒子を少なくとも1種含有してもよい。銀以外の金属の粒子を配合することにより、本発明の銀ナノ粒子インクによって形成される導電膜においてマイグレーションが発生しにくくなる。銀以外の金属としては、イオン化列が水素より貴である金属が好ましい。イオン化列が水素より貴である金属としては、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、レニウムが好ましく、金、銅、白金、パラジウムがより好ましい。これらの金属は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。銀以外の金属の粒子は、ナノサイズの粒子であってもよいし、サブミクロンサイズの粒子であってもよい。 The silver nanoparticle ink of the present invention may contain at least one kind of metal particles other than silver in addition to silver nanoparticles. By mix | blending metal particles other than silver, it becomes difficult to generate | occur | produce migration in the electrically conductive film formed with the silver nanoparticle ink of this invention. As the metal other than silver, a metal whose ionization row is noble more than hydrogen is preferable. Gold, copper, platinum, palladium, rhodium, iridium, osmium, ruthenium, and rhenium are preferable as the metal whose ionization column is more noble than hydrogen, and gold, copper, platinum, and palladium are more preferable. These metals may be used alone or in combination of two or more. The metal particles other than silver may be nano-sized particles or sub-micron-sized particles.

上記銀ナノ粒子に付着させる分散剤は、ヒドロキシ酸又はその塩である。ヒドロキシ酸は、COOH基及びOH基を有するものであれば特に限定されないが、COOH基の個数がOH基の個数以上であることが好ましい。このような分散剤によれば、銀ナノ粒子の分散安定性が高まる。そのため、銀ナノ粒子の含有量を増加させても凝集しにくく、良好な分散性が保たれる。また、このような分散剤によれば、100℃程度の低温で焼成しても導電性に優れた導電膜を形成できる。特に、COOH基及びOH基を合わせて3個以上有し、かつ、COOH基の個数がOH基の個数以上であるヒドロキシ酸又はその塩を分散剤として用いると、銀ナノ粒子の分散安定性がより高まるため、より優れた導電性を有する導電膜を形成できる。 The dispersant attached to the silver nanoparticles is a hydroxy acid or a salt thereof. The hydroxy acid is not particularly limited as long as it has a COOH group and an OH group, but the number of COOH groups is preferably equal to or greater than the number of OH groups. According to such a dispersant, the dispersion stability of the silver nanoparticles is increased. Therefore, even if the content of silver nanoparticles is increased, aggregation is difficult and good dispersibility is maintained. In addition, according to such a dispersant, a conductive film having excellent conductivity can be formed even when fired at a low temperature of about 100 ° C. In particular, when a hydroxy acid having a total of three or more COOH groups and OH groups and having a number of COOH groups equal to or greater than the number of OH groups or a salt thereof is used as a dispersant, the dispersion stability of silver nanoparticles is improved. Since it increases more, the electrically conductive film which has the more excellent electroconductivity can be formed.

上記分散剤としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グリコール酸等の有機酸;クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、クエン酸一カリウム、クエン酸水素二ナトリウム、クエン酸二水素カリウム、リンゴ酸二ナトリウム、酒石酸二ナトリウム、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウムカリウム、酒石酸水素カリウム、酒石酸水素ナトリウム、グリコール酸ナトリウム等のイオン性化合物;これらの水和物等が挙げられる。中でも、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、リンゴ酸二ナトリウム、酒石酸二ナトリウム、これらの水和物が好ましい。これらの分散剤は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。 Examples of the dispersant include organic acids such as citric acid, malic acid, tartaric acid and glycolic acid; trisodium citrate, tripotassium citrate, trilithium citrate, monopotassium citrate, disodium hydrogen citrate, citric acid Ionic compounds such as potassium dihydrogen acid, disodium malate, disodium tartrate, potassium tartrate, sodium potassium tartrate, potassium hydrogen tartrate, sodium hydrogen tartrate, sodium glycolate; hydrates thereof and the like. Of these, trisodium citrate, tripotassium citrate, trilithium citrate, disodium malate, disodium tartrate, and hydrates thereof are preferable. These dispersants may be used alone or in combination of two or more.

上記分散剤が表面に付着した銀ナノ粒子は、例えば、上記分散剤を用いて分散媒中に分散させた銀塩(銀イオン)を還元する方法により得ることができる。すなわち、上記分散剤と、分散媒と、銀塩とを含有する原料水溶液を還元すれば、上記分散剤が表面の少なくとも一部に存在する銀ナノ粒子を含むコロイド液が得られる。 The silver nanoparticles having the dispersant attached to the surface can be obtained, for example, by a method of reducing silver salt (silver ions) dispersed in a dispersion medium using the dispersant. That is, when the raw material aqueous solution containing the dispersant, the dispersion medium, and the silver salt is reduced, a colloidal solution containing silver nanoparticles in which the dispersant is present on at least a part of the surface can be obtained.

上記原料水溶液に含有される分散媒としては、例えば、水、水溶性有機分散媒等の水性分散媒が好ましく用いられる。これらの水性分散媒は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。水溶性有機分散媒を水と混合して用いる場合、得られる混合物が水性となるように、例えば、75体積%以下の水溶性有機分散媒を用いることが好ましい。 As the dispersion medium contained in the raw material aqueous solution, for example, an aqueous dispersion medium such as water or a water-soluble organic dispersion medium is preferably used. These aqueous dispersion media may be used alone or in combination of two or more. When the water-soluble organic dispersion medium is used by mixing with water, it is preferable to use, for example, 75% by volume or less of the water-soluble organic dispersion medium so that the resulting mixture is aqueous.

上記銀塩としては、還元可能な公知の銀塩(又はその水和物)を用いることができ、例えば、硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、酸化銀、酢酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀等の銀塩(又はその水和物)が挙げられる。これらの銀塩(又はその水和物)は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。また、これらの銀塩(又はその水和物)は、適当な溶媒中に溶解させた状態で用いられてもよく、溶媒中に分散させた状態で用いられてもよい。 As the silver salt, a known reducible silver salt (or a hydrate thereof) can be used. For example, silver nitrate, silver sulfate, silver chloride, silver oxide, silver acetate, silver nitrite, silver chlorate, sulfide Examples thereof include silver salts such as silver (or hydrates thereof). These silver salts (or hydrates thereof) may be used alone or in combination of two or more. Further, these silver salts (or hydrates thereof) may be used in a state dissolved in an appropriate solvent, or may be used in a state dispersed in a solvent.

上記原料水溶液において、銀塩を還元する方法としては、特に限定されず、例えば、還元剤を用いる方法、光(例えば、紫外線)、電子線、超音波、熱等を加える方法等が挙げられる。中でも、容易性の観点から、還元剤を用いる方法が好ましい。 The method for reducing the silver salt in the raw material aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include a method using a reducing agent, a method of applying light (for example, ultraviolet rays), an electron beam, ultrasonic waves, heat, and the like. Among these, a method using a reducing agent is preferable from the viewpoint of ease.

上記還元剤としては、上記分散媒に溶解し、銀塩(又はその水和物)を還元可能なものであれば特に限定されず、例えば、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、フェニドン、ヒドラジン等のアミン化合物;水素化ホウ素ナトリウム、ヨウ素化水素、水素ガス等の水素化合物;一酸化炭素、亜硫酸等の酸化物;硫酸第一鉄、酸化鉄、フマノレ酸鉄、乳酸鉄、シュウ酸鉄、硫化鉄、酢酸スズ、塩化スズ、二リン酸スズ、シュウ酸スズ、酸化スズ、硫酸スズ等の低原子価金属塩;ホルムアルデヒド、ハイドロキノン、ピロガロール、タンニン、タンニン酸、ヒドロキシ酸、サリチル酸、D−グルコース等の有機化合物、等が挙げられる。中でも、タンニン酸、ヒドロキシ酸が好ましい。これらの還元剤は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。また、これらの還元剤を用いる場合、光及び熱のうちの少なくとも一方を加えて還元反応を促進させてもよい。 The reducing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in the dispersion medium and reduce the silver salt (or hydrate thereof). For example, dimethylaminoethanol, methyldiethanolamine, triethanolamine, phenidone, Amine compounds such as hydrazine; hydrogen compounds such as sodium borohydride, hydrogen iodide, hydrogen gas; oxides such as carbon monoxide and sulfurous acid; ferrous sulfate, iron oxide, iron fumaroleate, iron lactate, iron oxalate Low-valent metal salts such as iron sulfide, tin acetate, tin chloride, tin diphosphate, tin oxalate, tin oxide, tin sulfate; formaldehyde, hydroquinone, pyrogallol, tannin, tannic acid, hydroxy acid, salicylic acid, D- And organic compounds such as glucose. Of these, tannic acid and hydroxy acid are preferable. These reducing agents may be used alone or in combination of two or more. When these reducing agents are used, the reduction reaction may be promoted by adding at least one of light and heat.

上記タンニン酸としては、タンニン酸に一般的に分類される(総称される)ものであれば特に限定されず、例えば、ガロタンニン酸、五倍子タンニン等も含まれる。タンニン酸の含有量は、1価の銀イオン1g当たり、好ましくは0.01〜6g、より好ましくは0.02〜1.5gである。タンニン酸の含有量が銀イオン1g当たり0.01gよりも少ない場合、還元反応が不充分となることがある。タンニン酸の含有量が銀イオン1g当たり6gよりも多い場合、タンニン酸が過剰に吸着して銀ナノ粒子インク中に残存することがある。 The tannic acid is not particularly limited as long as it is generally classified (collectively) as tannic acid, and includes, for example, gallotannic acid, pentaploid tannin and the like. The content of tannic acid is preferably 0.01 to 6 g, more preferably 0.02 to 1.5 g, per 1 g of monovalent silver ions. When the content of tannic acid is less than 0.01 g per gram of silver ions, the reduction reaction may be insufficient. When the content of tannic acid is more than 6 g per gram of silver ions, tannic acid may be excessively adsorbed and remain in the silver nanoparticle ink.

上記原料水溶液を還元剤で還元することによって、銀ナノ粒子を含むコロイド液を調製する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。まず、銀塩(又はその水和物)を純水等の分散媒に溶解させて銀塩溶液を調製する。次に、その銀塩溶液を、分散剤及び還元剤が溶解した水溶液中に徐々に滴下することにより、コロイド液が調製される。 Examples of the method for preparing a colloidal solution containing silver nanoparticles by reducing the raw material aqueous solution with a reducing agent include the following methods. First, a silver salt solution is prepared by dissolving silver salt (or a hydrate thereof) in a dispersion medium such as pure water. Next, a colloidal solution is prepared by gradually dropping the silver salt solution into an aqueous solution in which the dispersant and the reducing agent are dissolved.

このようにして調製されたコロイド液には、銀ナノ粒子の他に、還元剤の残留物、分散剤等が存在しており、溶液全体の電解質濃度が高い傾向にある。このような状態のコロイド液では、電導度が高い等の理由で、銀ナノ粒子の凝析が起こり、沈殿しやすい。そこで、このコロイド液を洗浄して余分な電解質を取り除くことが好ましい。 In the colloidal solution prepared in this way, in addition to silver nanoparticles, a reducing agent residue, a dispersing agent, and the like are present, and the electrolyte concentration of the entire solution tends to be high. In the colloidal liquid in such a state, the silver nanoparticles are agglomerated due to high electrical conductivity and are likely to precipitate. Therefore, it is preferable to remove this excess electrolyte by washing the colloidal solution.

コロイド液の洗浄方法としては、例えば、調製されたコロイド液を一定期間静置して上澄み液を取り除いた後、純水を加えて撹拌し、更に一定期間静置して上澄み液を取り除く工程を幾度か繰り返す方法が挙げられる。その他の洗浄方法としては、例えば、上述した静置の代わりに遠心分離を行う方法、限外濾過装置、イオン交換装置等により脱塩する方法等が挙げられる。中でも、脱塩する方法が好ましい。脱塩した液は、適宜濃縮されてもよい。 As a method for washing the colloidal liquid, for example, a step of allowing the prepared colloidal liquid to stand for a certain period and removing the supernatant liquid, adding pure water and stirring, and further allowing to stand for a certain period of time to remove the supernatant liquid. A method that repeats several times is mentioned. Examples of other washing methods include a method of performing centrifugation instead of the above-described standing, a method of desalting with an ultrafiltration device, an ion exchange device, and the like. Of these, the desalting method is preferred. The desalted liquid may be concentrated as appropriate.

コロイド液中の銀ナノ粒子の含有量は、好ましくは1〜70質量%、より好ましくは10〜65質量%である。銀ナノ粒子の含有量が1質量%以上であれば、充分な導電性を有する導電膜を実現可能な量の銀ナノ粒子が、導電性インク中に確保される。銀ナノ粒子の含有量が70質量%以下であれば、コロイド液の粘度が高くなり過ぎず、取り扱いが容易となる。 The content of silver nanoparticles in the colloidal liquid is preferably 1 to 70% by mass, more preferably 10 to 65% by mass. If the content of silver nanoparticles is 1% by mass or more, silver nanoparticles in an amount capable of realizing a conductive film having sufficient conductivity are secured in the conductive ink. If the content of silver nanoparticles is 70% by mass or less, the viscosity of the colloidal liquid will not be too high, and handling will be easy.

銀ナノ粒子中の分散剤の含有量は、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1〜20質量%、更に好ましくは1〜10質量%である。分散剤の含有量が0.5質量%以上であれば、銀ナノ粒子の貯蔵安定性が充分に高まる。分散剤の含有量が30質量%以下であれば、得られる導電膜の導電性が充分に高まる。 The content of the dispersant in the silver nanoparticles is preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and still more preferably 1 to 10% by mass. If content of a dispersing agent is 0.5 mass% or more, the storage stability of silver nanoparticles will fully improve. If content of a dispersing agent is 30 mass% or less, the electroconductivity of the electrically conductive film obtained will fully increase.

また、コロイド液は、固形分に対して昇温速度10℃/分で熱重量分析を行ったときの100〜500℃における重量損失が10質量%以下であることが好ましい。固形分を500℃まで加熱すると、有機物等は酸化分解され、その大部分がガス化されて消失する。そのため、500℃まで加熱したときの減量分は、固形分中の有機物の含有量にほぼ相当し得る。 The colloidal liquid preferably has a weight loss of 10% by mass or less at 100 to 500 ° C. when thermogravimetric analysis is performed at a heating rate of 10 ° C./min with respect to the solid content. When the solid content is heated to 500 ° C., organic substances and the like are oxidatively decomposed, and most of them are gasified and disappear. Therefore, the weight loss when heated to 500 ° C. can substantially correspond to the content of organic matter in the solid content.

上記重量損失が多いほど銀ナノ粒子の分散安定性は優れたものとなるが、上記重量損失が多過ぎると、有機物が銀ナノ粒子インク中に不純物として残留し、得られる導電膜の導電性が低下することがある。特に、100℃程度の低温での加熱(焼成)によって導電性に優れた導電膜を得るためには、上記重量損失が10質量%以下であることが好ましい。一方、上記重量損失が少な過ぎると、銀ナノ粒子の分散安定性が損なわれるため、上記重量損失は0.01質量%以上であることが好ましい。上記重量損失は、より好ましくは0.05〜4.5質量%である。 The greater the weight loss, the better the dispersion stability of the silver nanoparticles, but if the weight loss is too large, the organic matter remains as impurities in the silver nanoparticle ink, and the conductivity of the resulting conductive film is high. May decrease. In particular, in order to obtain a conductive film having excellent conductivity by heating (baking) at a low temperature of about 100 ° C., the weight loss is preferably 10% by mass or less. On the other hand, if the weight loss is too small, the dispersion stability of the silver nanoparticles is impaired. Therefore, the weight loss is preferably 0.01% by mass or more. The weight loss is more preferably 0.05 to 4.5% by mass.

上記コロイド液は、界面活性剤を更に含有していてもよい。多成分溶媒系の銀ナノ粒子インクにおいては、乾燥時の揮発速度の違いによって、塗膜表面の荒れ及び固形分の偏りが発生しやすい。これに対して、コロイド液に界面活性剤を添加すると、これらの不利益が抑制され、均一な導電膜を形成可能な銀ナノ粒子インクが得られる。 The colloidal liquid may further contain a surfactant. In a multi-component solvent-based silver nanoparticle ink, roughening of the coating surface and unevenness of the solid content are likely to occur due to the difference in volatilization rate during drying. On the other hand, when a surfactant is added to the colloidal solution, these disadvantages are suppressed, and a silver nanoparticle ink capable of forming a uniform conductive film is obtained.

上記界面活性剤としては特に限定されず、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。このような界面活性剤の具体例としては、フッ素系界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩、四級アンモニウム塩等が挙げられる。少量で効果が得られる観点からは、フッ素系界面活性剤が好ましい。 The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant. Specific examples of such surfactants include fluorine surfactants, alkylbenzene sulfonates, and quaternary ammonium salts. From the viewpoint of obtaining an effect in a small amount, a fluorosurfactant is preferable.

(水溶性グラフトポリマー)
上記水溶性グラフトポリマーは、銀ナノ粒子から遊離しつつ、分散媒に溶解するものである。本発明では、水溶性グラフトポリマーを一定量用いることで乾燥過程での銀ナノ粒子間の相互作用を弱める内部収縮応力や、部分的に発生する引張り応力を低減又は緩和することができるので、膜厚1μm以上の乾燥被膜(導電膜)を形成する場合であっても、乾燥被膜の割れ(クラッキング及びチェッキング)の発生を防止できる。なお、被膜の下の素地まで達する割れをクラッキング(Cracking)といい、被膜の表層の浅い割れをチェッキング(Checking)という。
(Water-soluble graft polymer)
The water-soluble graft polymer is dissolved in the dispersion medium while being released from the silver nanoparticles. In the present invention, a certain amount of water-soluble graft polymer can be used to reduce or alleviate internal shrinkage stress that weakens the interaction between silver nanoparticles during the drying process and partially generated tensile stress. Even when a dry film (conductive film) having a thickness of 1 μm or more is formed, the dry film can be prevented from cracking (cracking and checking). In addition, the crack which reaches | attains the base material of a film is called cracking (Cracking), and the shallow crack of the surface layer of a film is called checking (Checking).

上記水溶性グラフトポリマーは、銀ナノ粒子から遊離している点で、銀ナノ粒子に付着したヒドロキシ酸又はその塩である分散剤とは、本発明の銀ナノ粒子インク中での含有態様が異なる。両者の含有態様が異なることについては、例えば、本発明の銀ナノ粒子インクについて限外濾過、精密濾過等を行ったときに、両者が分離されることによって確認できる。具体的には、銀ナノ粒子に付着した分散剤が濾膜上に残り、水溶性グラフトポリマーが濾液中に含まれ、両者が分離されると考えられる。 The water-soluble graft polymer is free from the silver nanoparticles, and is different from the dispersing agent that is a hydroxy acid or a salt thereof attached to the silver nanoparticles in the silver nanoparticle ink of the present invention. . The difference in content between the two can be confirmed, for example, by separating the two when the silver nanoparticle ink of the present invention is subjected to ultrafiltration, microfiltration, or the like. Specifically, it is considered that the dispersant adhering to the silver nanoparticles remains on the filter membrane, the water-soluble graft polymer is contained in the filtrate, and both are separated.

上記水溶性グラフトポリマーを銀ナノ粒子から遊離させつつ、分散媒に溶解させた状態とする方法は特に限定されないが、ヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が表面に付着した銀ナノ粒子を作製した後に、水溶性グラフトポリマーを添加すれば、容易に上記状態を形成することができる。すなわち、分散剤と水溶性グラフトポリマーの両方を含む系内で銀ナノ粒子を合成するのではなく、銀ナノ粒子の合成は、ヒドロキシ酸又はその塩である分散剤を添加した状態で行い、水溶性グラフトポリマーは、銀ナノ粒子の合成後に追加すればよい。 There is no particular limitation on the method of releasing the water-soluble graft polymer from the silver nanoparticles and dissolving the polymer in a dispersion medium. However, silver nanoparticles having a hydroxy acid or a salt thereof attached to the surface were prepared. If the water-soluble graft polymer is added later, the above state can be easily formed. That is, instead of synthesizing silver nanoparticles in a system containing both a dispersant and a water-soluble graft polymer, silver nanoparticles are synthesized in a state where a dispersant which is a hydroxy acid or a salt thereof is added, The graft polymer may be added after the synthesis of the silver nanoparticles.

上記水溶性グラフトポリマーは、主鎖を構成する幹ポリマーに、側鎖を構成する枝ポリマーが結合した構造を有し、かつ水に可溶となる親水性部分を有する共重合体であれば、特に限定されない。上記水溶性グラフトポリマーとしては、高極性鎖と疎水性鎖とを併せ持つものが好適である。高極性鎖としては、例えば、ポリエーテル鎖や、ヒドロキシル基を持つ分子鎖が挙げられる。疎水性鎖としては、例えば、ポリアクリレート鎖、脂肪酸鎖、ポリウレタン鎖、アルキル鎖、芳香族環等が挙げられる。水系の銀ナノ粒子インク中では、高極性鎖が伸びる。一方、水が蒸発した塗膜中では、疎水性鎖が固体粒子の保護層として働く。このような水溶性グラフトポリマーとしては、市販品を利用することができ、例えば、ルーブリゾール(Lubrizol)社製の「SOLSPERSE 44000」、ビッグケミー・ジャパン社製の「DISPERBYK−190」を用いることができる。 The water-soluble graft polymer is a copolymer having a structure in which a branch polymer constituting a side chain is bonded to a backbone polymer constituting a main chain and having a hydrophilic portion that is soluble in water. There is no particular limitation. As the water-soluble graft polymer, those having both a highly polar chain and a hydrophobic chain are suitable. Examples of the highly polar chain include a polyether chain and a molecular chain having a hydroxyl group. Examples of the hydrophobic chain include a polyacrylate chain, a fatty acid chain, a polyurethane chain, an alkyl chain, and an aromatic ring. In the water-based silver nanoparticle ink, a highly polar chain extends. On the other hand, in the coating film from which water has evaporated, the hydrophobic chain serves as a protective layer for solid particles. As such a water-soluble graft polymer, commercially available products can be used. For example, “SOLPERSE 44000” manufactured by Lubrizol and “DISPERBYK-190” manufactured by Big Chemie Japan can be used. .

また、上記水溶性グラフトポリマーは、酸価を有し、かつ塩基価を有さないものが好ましい。上記水溶性グラフトポリマーが塩基価を有するものである場合には、銀ナノ粒子の分散性が不充分となるおそれがある。酸価の好ましい範囲は、5〜200mgKOH/gである。 Further, the water-soluble graft polymer preferably has an acid value and no base value. When the water-soluble graft polymer has a base number, the dispersibility of the silver nanoparticles may be insufficient. A preferable range of the acid value is 5 to 200 mgKOH / g.

上記水溶性グラフトポリマーは、銀ナノ粒子100質量部に対して3質量部以上含有される。水溶性グラフトポリマーの含有量が銀ナノ粒子100質量部に対して3質量部未満であると、乾燥被膜の割れを防止する効果が充分に得られない。乾燥被膜の割れ防止の効果を高める観点から、上記水溶性グラフトポリマーは、銀ナノ粒子100質量部に対して3.5質量部以上含有されることが好ましい。また、上記水溶性グラフトポリマーの含有量の上限は特に限定されないが、導電膜の導電性が低下することを防止する観点から、例えば、銀ナノ粒子100質量部に対して10質量部以下とする。 The water-soluble graft polymer is contained in an amount of 3 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the silver nanoparticles. When the content of the water-soluble graft polymer is less than 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silver nanoparticles, the effect of preventing cracking of the dry film cannot be obtained sufficiently. From the viewpoint of enhancing the effect of preventing cracking of the dry film, the water-soluble graft polymer is preferably contained in an amount of 3.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silver nanoparticles. Moreover, although the upper limit of content of the said water-soluble graft polymer is not specifically limited, From a viewpoint which prevents the electroconductivity of an electrically conductive film falling, it shall be 10 mass parts or less with respect to 100 mass parts of silver nanoparticles, for example. .

本発明の銀ナノ粒子インクの25℃での粘度は、3〜20cPであることが好ましい。上記粘度が3〜20cPの範囲内であることにより、インクジェット印刷における塗布性に優れたインクとすることができる。上記粘度は、例えば、セコニック社製の振動式粘度計「VM−10A」により測定可能である。 The viscosity of the silver nanoparticle ink of the present invention at 25 ° C. is preferably 3 to 20 cP. When the viscosity is in the range of 3 to 20 cP, an ink having excellent coating properties in ink jet printing can be obtained. The viscosity can be measured by, for example, a vibration type viscometer “VM-10A” manufactured by Seconic Corporation.

本発明の銀ナノ粒子インクの25℃での表面張力は、20〜40mN/mであることが好ましい。上記表面張力が20mN/m以上であれば、基材に対する銀ナノ粒子インクの濡れ性が高くなり過ぎず、描画性(特に、細線描画時の描画性)が充分に確保される。上記表面張力が40mN/m以下であれば、基材に対する銀ナノ粒子インクの濡れ性が低くなり過ぎず、塗膜のパターンが途切れる等の不具合が充分に防止される。上記表面張力は、例えば、協和界面科学社製の表面張力計「CBVP−Z」により測定可能である。 The surface tension of the silver nanoparticle ink of the present invention at 25 ° C. is preferably 20 to 40 mN / m. When the surface tension is 20 mN / m or more, the wettability of the silver nanoparticle ink with respect to the base material does not become too high, and the drawability (particularly drawability at the time of thin line drawing) is sufficiently secured. When the surface tension is 40 mN / m or less, the wettability of the silver nanoparticle ink with respect to the base material is not lowered too much, and problems such as interruption of the coating pattern are sufficiently prevented. The surface tension can be measured by, for example, a surface tension meter “CBVP-Z” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

本発明の銀ナノ粒子インクの接触角(静的接触角)は、塗布される基材の表面に対して、15〜40°であることが好ましい。上記接触角が15°以上であれば、基材に対する導電性インクの濡れ性が高くなり過ぎず、描画性(特に、細線描画時の描画性)が充分に確保される。上記接触角が40°以下であれば、基材に対する銀ナノ粒子インクの濡れ性が低くなり過ぎず、塗膜のパターンが途切れる等の不具合が充分に防止される。上記接触角は、所定量の銀ナノ粒子インクを基材の表面に滴下した状態で、例えば、協和界面科学社製の接触角計「DropMaster DM−300」により測定可能である。 The contact angle (static contact angle) of the silver nanoparticle ink of the present invention is preferably 15 to 40 ° with respect to the surface of the substrate to be coated. When the contact angle is 15 ° or more, the wettability of the conductive ink with respect to the substrate does not become too high, and the drawing property (particularly, drawing property at the time of thin line drawing) is sufficiently ensured. If the said contact angle is 40 degrees or less, the wettability of the silver nanoparticle ink with respect to a base material will not become low too much, and malfunctions, such as the pattern of a coating film being interrupted, are fully prevented. The contact angle can be measured, for example, with a contact angle meter “DropMaster DM-300” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. in a state where a predetermined amount of silver nanoparticle ink is dropped on the surface of the substrate.

本発明の銀ナノ粒子インクの製造方法は特に限定されず、例えば、次の方法が挙げられる。まず、ヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が表面に付着した銀ナノ粒子を固形分として含有するコロイド液を調製する。次に、得られたコロイド液と、水等の分散媒と、水溶性グラフトポリマーと、必要に応じて上述した任意の成分とを混合することにより、本発明の銀ナノ粒子インクが得られる。 The method for producing the silver nanoparticle ink of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following method. First, a colloidal solution containing silver nanoparticles having a hydroxy acid or a salt thereof adhering to the surface as a solid content is prepared. Next, the silver nanoparticle ink of the present invention is obtained by mixing the obtained colloid liquid, a dispersion medium such as water, a water-soluble graft polymer, and the optional components described above as necessary.

本発明の銀ナノ粒子インクは、基材上に塗布した後、焼成することで、導電膜を形成することができる。導電膜は、電子回路基板(例えば、半導体集積回路)、プリント配線基板、薄膜トランジスタ基板の配線、電極等として用いることができる。 The silver nanoparticle ink of the present invention can be formed on a substrate and then baked to form a conductive film. The conductive film can be used as an electronic circuit board (for example, a semiconductor integrated circuit), a printed wiring board, a wiring of a thin film transistor substrate, an electrode, or the like.

基材の材料としては、種々のインク吸収性材料(例えば、紙、布帛、多孔性セラミックス等)の他に、インク非吸収性材料が用いられてもよく、耐熱性に優れたものが好ましく用いられる。インク非吸収性材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ABS、AS、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の樹脂(エンプラ、スーパーエンプラ)が挙げられる。ここで、インク非吸収性材料とは、インク受容機能を有する構造を有さない材料を意味する。基材の表面には、導電膜との密着性を高める目的で、表面層(プライマー層)が設けられていてもよく、親水化処理等の表面処理が施されていてもよい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、UV処理、電子線処理等のドライ処理が挙げられる。 As a material for the substrate, in addition to various ink absorbing materials (for example, paper, fabric, porous ceramics, etc.), non-ink absorbing materials may be used, and materials having excellent heat resistance are preferably used. It is done. Examples of non-ink-absorbing materials include polycarbonate (PC), ABS, AS, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene terephthalate (PET). ), Polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polyphenylene ether (PPE), polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polyamideimide ( PAI), polyetherimide (PEI), polyimide (PI), polyvinyl chloride (PVC), and other resins (engineering plastics and super engineering plastics). Here, the ink non-absorbing material means a material having no structure having an ink receiving function. A surface layer (primer layer) may be provided on the surface of the base material for the purpose of improving the adhesion with the conductive film, or a surface treatment such as a hydrophilic treatment may be performed. Examples of the surface treatment method include dry treatment such as corona treatment, plasma treatment, UV treatment, and electron beam treatment.

上記塗布とは、銀ナノ粒子インクを面状に塗布する場合も線状に塗布(描画)する場合も含む概念である。塗膜(導電膜)の形状は、面状であってもよく、線状であってもよく、これらを組み合わせた形状であってもよい。また、塗膜(導電膜)は、連続するパターンであってもよく、不連続なパターンであってもよく、これらを組み合わせたパターンであってもよい。 The above-mentioned application is a concept including a case where silver nanoparticle ink is applied in a planar shape and a case where it is applied (drawn) linearly. The shape of the coating film (conductive film) may be planar, linear, or a combination of these. The coating film (conductive film) may be a continuous pattern, a discontinuous pattern, or a combination of these.

本発明の銀ナノ粒子インクの塗布方法としては特に限定されず、例えば、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、反転印刷法、マイクロコンタクト印刷法、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、スピンコート法、ディスペンサー法、流延法、フレキソ法、グラビア法、シリンジ法、刷毛による塗布法等が挙げられる。中でも、本発明の銀ナノ粒子インクは、インクジェット印刷用のインクであることが好ましい。 The method for applying the silver nanoparticle ink of the present invention is not particularly limited. For example, the inkjet printing method, the screen printing method, the relief printing method, the intaglio printing method, the reverse printing method, the microcontact printing method, the dipping method, the spray method, Examples thereof include a bar coating method, a spin coating method, a dispenser method, a casting method, a flexo method, a gravure method, a syringe method, and a coating method using a brush. Especially, it is preferable that the silver nanoparticle ink of this invention is an ink for inkjet printing.

上記塗膜を焼成すると、塗膜に含まれる銀ナノ粒子同士の結合が高まり、焼結される。塗膜の焼成温度は、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下である。本発明の銀ナノ粒子インクによれば、150℃以下の温度で焼成しても、導電性に優れた導電膜を形成可能である。一方、焼成温度の下限値は必ずしも限定されず、基材の表面上に導電膜を形成可能な温度であって、かつ、本発明の効果を損なわない範囲で水を蒸発可能な(一部が残存していてもよいが、全て除去されるのが好ましい)温度であることが好ましい。塗膜の焼成時間は、特に限定されず、焼成温度に応じて適宜設定すればよい。 When the coating film is baked, the bonding between the silver nanoparticles contained in the coating film is increased and sintered. The firing temperature of the coating film is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, and still more preferably 100 ° C. or lower. According to the silver nanoparticle ink of the present invention, a conductive film having excellent conductivity can be formed even when baked at a temperature of 150 ° C. or lower. On the other hand, the lower limit of the firing temperature is not necessarily limited, and is a temperature at which a conductive film can be formed on the surface of the substrate, and water can be evaporated within a range that does not impair the effects of the present invention (partially It may be left, but it is preferable that all are removed). The firing time of the coating film is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the firing temperature.

上記塗膜の焼成方法としては、特に限定されず、例えば、従来公知のギヤオーブン等を用いる方法が挙げられる。 The method for firing the coating film is not particularly limited, and examples thereof include a method using a conventionally known gear oven.

上記導電膜の膜厚は、例えば、0.1〜5μmであり、好ましくは0.2〜3μmである。上記導電膜の体積抵抗値は、好ましくは1.1×10−4Ω・cm以下、より好ましくは1.0×10−4Ω・cm以下、更に好ましくは5.0×10−5Ω・cm以下である。 The film thickness of the said electrically conductive film is 0.1-5 micrometers, for example, Preferably it is 0.2-3 micrometers. The volume resistance value of the conductive film is preferably 1.1 × 10 −4 Ω · cm or less, more preferably 1.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and further preferably 5.0 × 10 −5 Ω · cm. cm or less.

以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is hung up and demonstrated in more detail about this invention, this invention is not limited only to these Examples.

(銀コロイド水溶液の調製)
まず、10N−NaOH水溶液3mLを添加してアルカリ性にした水50mLに、クエン酸三ナトリウム二水和物17gと、タンニン酸0.36gとを溶解させた。そして、室温(25℃)下にて、得られた水溶液を撹拌しながら、硝酸銀2gを含有する水溶液3mLを添加し、銀コロイド粒子の水溶液を調製した。次に、得られた銀コロイド粒子の水溶液に対して、限外濾過器を用いて、濾液の電導度が30μS/cm以下になるまで脱塩を繰り返した。その後、得られた濾液に対して遠心分離を10分間行うと、下層の沈殿物と上層の分散液とに分離した。そして、この上層の分散液を、分散剤が表面に付着した銀ナノ粒子を含むコロイド液(銀コロイド水溶液)として採取した。
(Preparation of silver colloid aqueous solution)
First, 17 g of trisodium citrate dihydrate and 0.36 g of tannic acid were dissolved in 50 mL of water made alkaline by adding 3 mL of 10N-NaOH aqueous solution. Then, 3 mL of an aqueous solution containing 2 g of silver nitrate was added while stirring the obtained aqueous solution at room temperature (25 ° C.) to prepare an aqueous solution of silver colloidal particles. Next, desalting was repeated with respect to the obtained aqueous solution of silver colloid particles using an ultrafilter until the electric conductivity of the filtrate was 30 μS / cm or less. Then, when the obtained filtrate was centrifuged for 10 minutes, it was separated into a lower layer precipitate and an upper layer dispersion. Then, the upper layer dispersion was collected as a colloid liquid (silver colloid aqueous solution) containing silver nanoparticles having a dispersant attached to the surface.

銀コロイド水溶液中の銀コロイド粒子の粒径は、10〜100nmの範囲で分布しており、メジアン径(D50)は、25nmであった。銀コロイド粒子の粒径は、下記の方法で測定された。まず、純水10mL中に銀コロイド水溶液を数滴滴下し、手で振動させることで分散させて、測定用試料を調製した。次に、測定用試料3mLを、堀場製作所社製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−550」のセル内に投入し、下記の条件にて粒径を測定した。
<測定条件>
データ読み込み回数:100回
セルホルダー内温度:25℃
<表示条件>
分布形態:標準
反復回数:50回
粒径基準:体積基準
分散質の屈折率:0.200〜3.900(銀)
分散媒の屈折率:1.33(水)
<システム条件>
強度基準:Dynamic
散乱強度レンジ上限:10000.00
散乱強度レンジ下限:1.00
The particle diameter of the silver colloid particles in the silver colloid aqueous solution was distributed in the range of 10 to 100 nm, and the median diameter (D50) was 25 nm. The particle size of the silver colloid particles was measured by the following method. First, several drops of an aqueous silver colloid solution were dropped into 10 mL of pure water and dispersed by shaking by hand to prepare a measurement sample. Next, 3 mL of the measurement sample was put into a cell of a dynamic light scattering particle size distribution measuring device “LB-550” manufactured by Horiba, Ltd., and the particle size was measured under the following conditions.
<Measurement conditions>
Data read count: 100 times Temperature inside cell holder: 25 ° C
<Display conditions>
Distribution form: Standard number of repetitions: 50 times Particle size standard: Volume-based refractive index of dispersoid: 0.200 to 3.900 (silver)
Refractive index of dispersion medium: 1.33 (water)
<System requirements>
Strength standard: Dynamic
Scattering intensity range upper limit: 10000.00
Scattering intensity range lower limit: 1.00

銀コロイド水溶液中の銀コロイド粒子の含有量は、乾燥重量法によって測定したところ、58質量%であった。また、銀コロイド粒子には、COOH基及びOH基を有し、かつ、COOH基の個数がOH基の個数以上であるヒドロキシ酸又はその塩に該当するクエン酸三ナトリウム二水和物が分散剤として含まれており、その含有量は2質量%であった。 The content of the silver colloid particles in the silver colloid aqueous solution was 58% by mass as measured by a dry weight method. Further, the colloidal silver particles include a trisodium citrate dihydrate corresponding to a hydroxy acid having a COOH group and an OH group and having a number of COOH groups equal to or greater than the number of OH groups or a salt thereof. The content was 2 mass%.

(実施例1)
銀コロイド水溶液67.2質量部と、水5.1質量部と、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル5.0質量部と、1,3−プロパンジオール10.1質量部と、グリセリン10.1質量部と、水溶性櫛型グラフトポリマーA(ルーブリゾール(Lubrizol)社製、「SOLSPERSE 44000」)1.0質量部(有効成分換算)と、水溶性櫛型グラフトポリマーB(ビッグケミー・ジャパン社製、「DISPERBYK−190」)1.2質量部(有効成分換算)と、水溶性ホモポリマー(日本触媒社製、「ポリビニルピロリドン K−30」)0.3質量部とを混合して、実施例1の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Example 1)
67.2 parts by mass of an aqueous silver colloid solution, 5.1 parts by mass of water, 5.0 parts by mass of diethylene glycol monoisobutyl ether, 10.1 parts by mass of 1,3-propanediol, 10.1 parts by mass of glycerin, 1.0 part by mass of water-soluble comb-type graft polymer A (manufactured by Lubrizol, “SOLSPERSE 44000”) and water-soluble comb-type graft polymer B (manufactured by Big Chemie Japan, “DISPERBYK- 190 ") 1.2 parts by mass (in terms of active ingredient) and 0.3 part by mass of a water-soluble homopolymer (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.," Polyvinylpyrrolidone K-30 ") A particle ink was produced.

(実施例2)
水溶性櫛型グラフトポリマーA(SOLSPERSE 44000)を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、全量100質量部になるように水を添加し実施例2の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Example 2)
Except that the water-soluble comb-shaped graft polymer A (SOLSPERSE 44000) was not added, water was added so that the total amount was 100 parts by mass, and the silver nanoparticle ink of Example 2 was produced. did.

(実施例3)
水溶性櫛型グラフトポリマーB(DISPERBYK−190)を添加せずに、水溶性櫛型グラフトポリマーA(SOLSPERSE 44000)の配合量を1.5質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、全量100質量部になるように水を添加し実施例3の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Example 3)
The same as Example 1 except that the compounding amount of the water-soluble comb-type graft polymer A (SOLPERSE 44000) was changed to 1.5 parts by mass without adding the water-soluble comb-type graft polymer B (DISPERBYK-190). Then, water was added so that the total amount was 100 parts by mass, and the silver nanoparticle ink of Example 3 was produced.

(比較例1)
水溶性櫛型グラフトポリマーA(SOLSPERSE 44000)及び水溶性櫛型グラフトポリマーB(DISPERBYK−190)を添加せず、水溶性ホモポリマー(ポリビニルピロリドン K−30)の配合量を2.3質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、全量100質量部になるように水を添加し比較例1の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Comparative Example 1)
Without adding water-soluble comb-type graft polymer A (SOLPERSE 44000) and water-soluble comb-type graft polymer B (DISPERBYK-190), the amount of water-soluble homopolymer (polyvinylpyrrolidone K-30) is 2.3 parts by mass. Except for the change, water was added so that the total amount was 100 parts by mass in the same manner as in Example 1 to produce a silver nanoparticle ink of Comparative Example 1.

(比較例2)
水溶性櫛型グラフトポリマーB(DISPERBYK−190)の配合量を0.9質量部に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、全量100質量部になるように水を添加し比較例2の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Comparative Example 2)
Comparative Example in which water was added to a total amount of 100 parts by mass in the same manner as in Example 2 except that the amount of water-soluble comb-type graft polymer B (DISPERBYK-190) was changed to 0.9 parts by mass. Two silver nanoparticle inks were produced.

(比較例3)
水溶性櫛型グラフトポリマーB(DISPERBYK−190)を添加せず、水溶性櫛型グラフトポリマーA(SOLSPERSE 44000)の配合量を0.9質量部に変更したこと以外は、比較例2と同様にして、全量100質量部になるように水を添加し比較例3の銀ナノ粒子インクを製造した。
(Comparative Example 3)
The same as Comparative Example 2 except that the water-soluble comb-type graft polymer B (DISPERBYK-190) was not added and the blending amount of the water-soluble comb-type graft polymer A (SOLPERSE 44000) was changed to 0.9 parts by mass. Then, water was added so that the total amount was 100 parts by mass, and the silver nanoparticle ink of Comparative Example 3 was produced.

[評価試験]
実施例及び比較例で作製した銀ナノ粒子インクを用いて、以下の物性評価及び印刷物評価を行った。
[Evaluation test]
Using the silver nanoparticle ink prepared in Examples and Comparative Examples, the following physical property evaluation and printed matter evaluation were performed.

(1)粘度
セコニック社製の振動式粘度計「VM−10A」を用いて、銀ナノ粒子インクの25℃での粘度を測定した。
(1) Viscosity Using a vibration viscometer “VM-10A” manufactured by Seconic Co., Ltd., the viscosity of the silver nanoparticle ink at 25 ° C. was measured.

(2)表面張力
協和界面科学社製の表面張力計「CBVP−Z」を用いて、銀ナノ粒子インクの25℃での表面張力を測定した。
(2) Surface tension The surface tension at 25 ° C. of the silver nanoparticle ink was measured using a surface tension meter “CBVP-Z” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

(3)分散性
銀ナノ粒子インクを水で2倍希釈したサンプルを室温で1日静置した後、沈殿の有無及び上澄みの状態を目視で観察した。下記基準により、銀ナノ粒子インクの分散性を評価した。
〇:容器下に沈降物がほとんど認められなかった。
△:容器下に沈降物が少量認められた。
×:容器上下で明らかに濃度差があり、沈降物がはっきり認められた。
(3) A sample obtained by diluting the dispersible silver nanoparticle ink twice with water was allowed to stand at room temperature for 1 day, and then the presence or absence of precipitation and the state of the supernatant were visually observed. The dispersibility of the silver nanoparticle ink was evaluated according to the following criteria.
O: Almost no sediment was observed under the container.
Δ: A small amount of sediment was observed under the container.
X: There was a clear difference in concentration between the top and bottom of the container, and sediment was clearly observed.

(4)希釈性
銀ナノ粒子インクを水で100倍希釈したサンプルを室温で1週間静置した後、分散性を目視で確認した。下記基準により、銀ナノ粒子インクの希釈性を評価した。
〇:凝集や銀鏡が見られず、銀ナノ粒子は分散していた。
△:一部において凝集や銀鏡が見られた。
×:凝集や沈殿が生じていた。
なお、上記銀鏡は、大半の粒子は分散したものの、一部の粒子がサンプル管の壁面に付着したために、光沢のような反射が起こった状態を指し、上記沈澱は、サンプル管の底に粒子が沈降し、液と粒子が分離した状態を指す。
(4) A sample obtained by diluting dilutable silver nanoparticle ink 100 times with water was allowed to stand at room temperature for 1 week, and then the dispersibility was visually confirmed. The dilutability of the silver nanoparticle ink was evaluated according to the following criteria.
A: Aggregation and silver mirror were not observed, and silver nanoparticles were dispersed.
Δ: Aggregation and silver mirror were observed in part.
X: Aggregation and precipitation occurred.
The silver mirror refers to a state in which a reflection such as gloss occurs because most of the particles are dispersed, but some of the particles adhere to the wall of the sample tube, and the precipitation occurs at the bottom of the sample tube. Indicates a state in which the liquid settles and the liquid and particles are separated.

(5)体積抵抗値
25mm×25mmのスライドガラス上に、回転速度2000rpm、回転時間15秒の条件でスピンコート法により銀ナノ粒子インクを塗布した後、ギヤオーブン中で120℃、30分間の条件で加熱して銀ナノ粒子インクを焼結させ、導電性被膜を形成した。この導電性被膜の表面抵抗値を三菱ケミカルアナリテック社製の抵抗率計「ロレスタGP MCP−T610」で測定し、表面抵抗値を得た。次いで、導電性被膜の厚みをキーエンス社製のレーザー顕微鏡「VK−X150」で測定した。以下の式に基づき、表面抵抗値と導電性被膜の厚みとから体積抵抗値を算出した。
式:体積抵抗値(Ω・cm)=表面抵抗値(Ω/□)×導電性被膜の厚み(μm)/10000
(5) After applying the silver nanoparticle ink on a slide glass having a volume resistance value of 25 mm × 25 mm by a spin coating method at a rotation speed of 2000 rpm and a rotation time of 15 seconds, the condition is 120 ° C. for 30 minutes in a gear oven. Was heated to sinter the silver nanoparticle ink to form a conductive coating. The surface resistance value of this conductive film was measured with a resistivity meter “Loresta GP MCP-T610” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. to obtain a surface resistance value. Next, the thickness of the conductive film was measured with a laser microscope “VK-X150” manufactured by Keyence Corporation. Based on the following formula, the volume resistance value was calculated from the surface resistance value and the thickness of the conductive coating.
Formula: Volume resistance (Ω · cm) = Surface resistance (Ω / □) × Conductive film thickness (μm) / 10000

(印刷物評価用の試料作製)
下記(6)乾燥塗膜の耐クラック性及び(7)密着性の評価に使用した試料は、次の方法により形成した。まず、実施例及び比較例で作製した銀ナノ粒子インクを孔径0.45μmのシリンジフィルターによりフィルタリングしたものを、ポリカーボネート(PC)製の基材の表面上に塗布して塗膜を形成した。銀ナノ粒子インクの塗布は、富士フイルム社製のインクジェットプリンタ「Dimatix DMP−2831」及びカートリッジ「DMC−11610」を用いて、インク滴10pLで行われた。その後、形成された塗膜を、120℃設定のギヤオーブン中で4時間焼成し、導電膜(印刷配線)を形成した。
(Sample preparation for printed matter evaluation)
Samples used for the evaluation of crack resistance of the following (6) dry coating film and (7) adhesion were formed by the following method. First, the silver nanoparticle ink prepared in Examples and Comparative Examples was filtered with a syringe filter having a pore diameter of 0.45 μm and applied onto the surface of a polycarbonate (PC) substrate to form a coating film. The silver nanoparticle ink was applied with an ink droplet of 10 pL using an inkjet printer “Dimatix DMP-2831” and a cartridge “DMC-11610” manufactured by FUJIFILM Corporation. Then, the formed coating film was baked for 4 hours in a gear oven set at 120 ° C. to form a conductive film (printed wiring).

(6)乾燥塗膜の耐クラック性
幅1mm、長さ15mmの直線パターンに形成した導電膜について、キーエンス社製のレーザー顕微鏡「VK−X150」を用いて、直線パターン全体に含まれるクラックの個数を確認した。判定基準は、下記の通りとした。
〇:クラックの数が0個
△:クラックの数が1〜10個
×:クラックの数が11個以上
(6) The number of cracks contained in the entire linear pattern, using a laser microscope “VK-X150” manufactured by Keyence Co., Ltd., for the conductive film formed in a linear pattern having a crack resistance width of 1 mm and a length of 15 mm. It was confirmed. Judgment criteria were as follows.
◯: Number of cracks is 0 Δ: Number of cracks is 1 to 10 ×: Number of cracks is 11 or more

(7)密着性
プルオフ法に基づき、PC基材上の導電膜(印刷配線)にセロテープ(登録商標)を貼り付け、セロテープ(登録商標)を引き剥がした後の印刷配線の剥離状況を確認した。実施例及び比較例の各銀ナノ粒子インクにつき、幅1mm、長さ15mmの直線パターンの印刷配線が形成された印刷サンプルを5枚用意した。また、セロテープ(登録商標)は、印刷配線に強く擦り付け、垂直方向に強く引き剥がした。判定基準は、下記の通りとし、印刷配線が全て剥離した場合だけでなく、印刷配線が部分的に剥離した場合についても、印刷サンプルにおける剥離が発生したものと判断した。
〇:剥離が発生した印刷サンプルの数が0〜1枚
△:剥離が発生した印刷サンプルの数が2〜3枚
×:剥離が発生した印刷サンプルの数が4〜5枚
(7) Based on the adhesion pull-off method, cellophane (registered trademark) was applied to the conductive film (printed wiring) on the PC substrate, and the peeled state of the printed wiring after peeling the cellotape (registered trademark) was confirmed. . For each silver nanoparticle ink of Examples and Comparative Examples, 5 print samples were prepared on which printed wiring with a linear pattern having a width of 1 mm and a length of 15 mm was formed. In addition, the cello tape (registered trademark) was strongly rubbed against the printed wiring and strongly peeled off in the vertical direction. The determination criteria were as follows, and it was determined that peeling occurred in the printed sample not only when all the printed wiring was peeled off but also when the printed wiring was partially peeled off.
◯: The number of print samples where peeling occurred 0 to 1 Δ: The number of printing samples where peeling occurred 2 to 3 ×: The number of printing samples where peeling occurred 4-5

実施例及び比較例について、銀ナノ粒子インクの組成、及び、評価試験の結果を下記表1に示した。 For the examples and comparative examples, the composition of the silver nanoparticle ink and the results of the evaluation test are shown in Table 1 below.

Figure 2019189717
Figure 2019189717

実施例1〜3は、比較例1〜3よりも耐クラック性に優れており、中でも、銀ナノ粒子に対する水溶性グラフトポリマーの添加量が最も多い実施例1は、実施例2、3よりも耐クラック性能に優れていた。また、水溶性櫛型グラフトポリマーB(DISPERBYK−190)のみを添加した実施例2と、水溶性櫛型グラフトポリマーA(SOLSPERSE 44000)のみを添加した実施例3の耐クラック性は同等であり、水溶性櫛型グラフトポリマーの種類の違いによって、耐クラック性に差は見られなかった。 Examples 1 to 3 are superior to Comparative Examples 1 to 3 in crack resistance. Among them, Example 1 in which the amount of the water-soluble graft polymer added to the silver nanoparticles is the largest is more than Examples 2 and 3. Excellent crack resistance. Moreover, the crack resistance of Example 2 to which only the water-soluble comb-type graft polymer B (DISPERBYK-190) was added and Example 3 to which only the water-soluble comb-type graft polymer A (SOLPERSE 44000) was added are equivalent. There was no difference in crack resistance depending on the type of water-soluble comb graft polymer.

比較例1では、水溶性グラフトポリマーを添加せずに水溶性ホモポリマーを増量したが、良好な耐クラック性は得られなかった。また、比較例2、3では、水溶性グラフトポリマーを銀ナノ粒子100質量部に対して約2.3質量部添加したが、良好な耐クラック性は得られなかった。 In Comparative Example 1, the amount of the water-soluble homopolymer was increased without adding the water-soluble graft polymer, but good crack resistance was not obtained. Further, in Comparative Examples 2 and 3, about 2.3 parts by mass of the water-soluble graft polymer was added to 100 parts by mass of the silver nanoparticles, but good crack resistance was not obtained.

また、実施例1〜3では、粘度、表面張力、分散性、希釈性、体積抵抗値及び密着性において、良好な結果が得られた。
In Examples 1 to 3, good results were obtained in terms of viscosity, surface tension, dispersibility, dilution, volume resistance, and adhesion.

Claims (3)

水を含む分散媒と、
表面にヒドロキシ酸又はその塩である分散剤が付着し、前記分散媒中に分散した銀ナノ粒子と、
前記銀ナノ粒子から遊離しつつ、前記分散媒に溶解した水溶性グラフトポリマーとを含有し、
前記水溶性グラフトポリマーが、前記銀ナノ粒子100質量部に対して3質量部以上含有されることを特徴とする銀ナノ粒子インク。
A dispersion medium containing water;
Dispersing agent which is a hydroxy acid or a salt thereof adheres to the surface, and silver nanoparticles dispersed in the dispersion medium,
Containing a water-soluble graft polymer dissolved in the dispersion medium while being released from the silver nanoparticles,
The silver nanoparticle ink comprising 3 parts by mass or more of the water-soluble graft polymer with respect to 100 parts by mass of the silver nanoparticles.
前記分散媒は、多価アルコールを含むことを特徴とする請求項1に記載の銀ナノ粒子インク。 The silver nanoparticle ink according to claim 1, wherein the dispersion medium contains a polyhydric alcohol. 前記水溶性グラフトポリマーは、酸価を有し、かつ塩基価を有さないことを特徴とする請求項1又は2に記載の銀ナノ粒子インク。 The silver nanoparticle ink according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble graft polymer has an acid value and no base value.
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