JP2020047378A - Conductive fine particle dispersion - Google Patents

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貴志 西脇
Takashi Nishiwaki
貴志 西脇
祐樹 新谷
Yuki Shintani
祐樹 新谷
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Abstract

To provide a conductive fine particle dispersion that can achieve both low resistance and adhesion even when fired under a sintering temperature condition of 100°C or lower.SOLUTION: The conductive fine particle dispersion comprises silver fine particles, a compound having a nitrogen-containing heterocycle, and a dispersion medium. The compound having a nitrogen-containing heterocycle has two or more nitrogen atoms in at least one heterocycle, and has one or more alkoxy groups and/or alkoxysilyl groups in the molecule.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、導電性微粒子分散体に関する。 The present invention relates to a conductive fine particle dispersion.

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。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a printed electronic technology for forming an extremely fine electronic circuit or device by printing and baking a conductive ink containing metal fine particles on a base material. The metal fine particles used in conductive ink are nanometer-sized particles that are much smaller than the conductive fillers in conductive pastes known in the past. And high electrical conductivity close to that of a metal foil can be realized. Silver nanoparticles are known as metal fine particles used in such a 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。 Documents that disclose the prior art relating to such a conductive ink include, for example, Patent Documents 1 and 2.

特許文献1には、金属ナノ粒子、液体キャリア及び特定の非ポリマーの分散安定化合物を含む金属ナノ粒子分散物、並びに、それから調製される導電インクおよびペーストが開示されており、特定の分散安定化合物を含むことで、低粘度においても分散物に対して改善された安定性を与えること、及び、より低い焼結温度にて導電性にされることが開示されている。 Patent Literature 1 discloses a metal nanoparticle dispersion including metal nanoparticles, a liquid carrier and a specific non-polymeric dispersion stable compound, and a conductive ink and paste prepared therefrom. Is disclosed to provide improved stability to the dispersion even at low viscosities and to be made conductive at lower sintering temperatures.

特許文献2には、金属ナノ粒子及び金属錯体のうち少なくとも一方と、分散剤と、焼結温度低下剤と、溶剤とを含み、前記焼結温度低下剤が、含窒素芳香族複素環化合物である導電性インクが開示されている。また、含窒素芳香族複素環化合物を含有することで、高い温度での熱処理が不要となり、耐熱性の低い樹脂等の基板上にも充分な導電性を有する導電性層を形成できることが開示されている。 Patent Document 2 includes at least one of a metal nanoparticle and a metal complex, a dispersant, a sintering temperature reducing agent, and a solvent, wherein the sintering temperature reducing agent is a nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound. Certain conductive inks have been disclosed. Further, it is disclosed that by containing a nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound, heat treatment at a high temperature becomes unnecessary, and a conductive layer having sufficient conductivity can be formed on a substrate such as a resin having low heat resistance. ing.

特表2018−508925号公報JP-T-2018-508925 特開2016−164225号公報JP-A-2006-164225

このように、金属ナノ粒子分散物を安定させる方法や、導電性層又は導電パターンを得るために必要な焼結温度を低下させる方法については、従来から検討されている。 As described above, a method for stabilizing the metal nanoparticle dispersion and a method for lowering the sintering temperature necessary for obtaining a conductive layer or a conductive pattern have been conventionally studied.

特許文献1に記載の金属ナノ粒子分散物は、300℃未満の温度で分解率が95質量%のポリマー分散剤と分散安定化合物とを併用することで、分散安定性と低温焼結性との両立を図っている。しかし、該金属ナノ粒子分散物は、150℃で30分間のような高温焼結条件で焼成されているにもかかわらず、焼結体の体積抵抗値が100μΩ・cmを超えるものもあり、低抵抗化という点においては昨今のプリンテッドエレクトロニクス技術分野で求められている水準(例えば、10μΩ・cm以下)には到底達し得ないものであった。
なお、引用文献1では、導電性層又は導電パターンが形成される支持体としてポリマー支持体(例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリビニルクロリド(PVC))が開示されているが、金属ナノ粒子分散物を有するインクの付着性を改善するために、樹脂基材への下塗り層、又は、接着剤及び粘着性付与材の添加等が開示されている。このような構成を用いた場合、ポリマー支持体上に形成された導電性層や導電パターンの抵抗値がさらに増加することが予想される。また、ポリマー支持体としてABS樹脂のように比較的耐熱温度が低い樹脂に対して低抵抗化及び密着性の両立を図ることは困難であった。
The metal nanoparticle dispersion described in Patent Literature 1 has a combination of a polymer dispersant having a decomposition rate of 95% by mass at a temperature of less than 300 ° C. and a dispersion stable compound to achieve a dispersion stability and low-temperature sinterability. I am trying to balance them. However, even though the metal nanoparticle dispersion is fired at a high temperature sintering condition of 150 ° C. for 30 minutes, the volume resistivity of the sintered body exceeds 100 μΩ · cm. In terms of resistance, it has never reached the level required in the recent printed electronics technology field (for example, 10 μΩ · cm or less).
In the cited document 1, a polymer support (for example, polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET) or polyvinyl chloride (PVC)) is disclosed as a support on which a conductive layer or a conductive pattern is formed. In order to improve the adhesion of ink having a substance, an undercoat layer to a resin substrate, or addition of an adhesive and a tackifier is disclosed. When such a configuration is used, it is expected that the resistance value of the conductive layer or the conductive pattern formed on the polymer support will further increase. Further, it has been difficult to achieve both low resistance and adhesion to a resin having a relatively low heat resistance such as an ABS resin as a polymer support.

また、特許文献2に記載の導電性インクは、含窒素芳香族複素環化合物を含有することで低温焼結性を図っているが、実施例における焼結温度条件は100℃以上であり、100℃より低い焼結温度条件で焼成して得られた導電性層の低抵抗化については検討されていない。また、導電性インクの基板に対する密着性については一切検討されていない。 Further, the conductive ink described in Patent Literature 2 achieves low-temperature sinterability by containing a nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound, but the sintering temperature conditions in the examples are 100 ° C. or higher. No studies have been made on lowering the resistance of the conductive layer obtained by firing at a sintering temperature lower than ℃. Further, no consideration has been given to the adhesion of the conductive ink to the substrate.

このように従来技術では、低抵抗値化を図るには、金属ナノ粒子分散物や導電性インクを100℃以上の焼結条件で焼成する必要があり、適用可能な印刷基材が限られていた。また、低温焼結条件で焼成した場合の密着性については検討されていなかった。 As described above, in the related art, in order to reduce the resistance value, it is necessary to sinter the metal nanoparticle dispersion or the conductive ink under the sintering condition of 100 ° C. or more, and the applicable printing base material is limited. Was. Further, the adhesiveness when firing under low-temperature sintering conditions has not been studied.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、100℃以下の焼結温度条件で焼成された場合でも、低抵抗値及び密着性を両立できる導電性微粒子分散体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 the above circumstances, and has an object to provide a conductive fine particle dispersion capable of achieving both low resistance and adhesion even when fired at a sintering temperature of 100 ° C. or less. It is assumed that.

本発明者らは、導電性微粒子分散体を低温で焼結した場合にも低抵抗値及び密着性を両立する方法について種々検討した結果、特定の含窒素ヘテロ環を有する化合物を用いることで抵抗値の増加を招くことなく密着性を改善できることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have conducted various studies on methods for achieving both low resistance and adhesion even when the conductive fine particle dispersion is sintered at a low temperature. It has been found that the adhesion can be improved without increasing the value, and the present invention has been completed.

本発明の導電性微粒子分散体は、銀微粒子、含窒素ヘテロ環を有する化合物、及び、分散媒を含み、上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、少なくとも1つのヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有し、分子中にアルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有することを特徴とする。 The conductive fine particle dispersion of the present invention contains silver fine particles, a compound having a nitrogen-containing hetero ring, and a dispersion medium, and the compound having a nitrogen-containing hetero ring has two or more nitrogen atoms in at least one hetero ring. It has an atom and has one or more alkoxy groups and / or alkoxysilyl groups in the molecule.

上記銀微粒子は、表面の少なくとも一部にアルコキシアミンが付着していることが好ましい。 The silver fine particles preferably have an alkoxyamine attached to at least a part of the surface.

上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、ヘテロ環に結合している置換基及びその置換基の末端の少なくともいずれかにおいて、アルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有することが好ましい。 The compound having a nitrogen-containing hetero ring preferably has at least one of an alkoxy group and / or an alkoxysilyl group at at least one of a substituent bonded to the hetero ring and a terminal of the substituent.

上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、上記銀微粒子100質量部に対し、0.1〜9.1質量部含まれていることが好ましい。 The compound having a nitrogen-containing hetero ring is preferably contained in an amount of 0.1 to 9.1 parts by mass based on 100 parts by mass of the silver fine particles.

上記分散媒は、少なくとも1つのヒドロキシ基を有する炭素数が1〜10の化合物であることが好ましい。 The dispersion medium is preferably a compound having at least one hydroxy group and having 1 to 10 carbon atoms.

本発明の導電性微粒子分散体によれば、焼結温度条件が低温であっても抵抗値の増加を招くことなく密着性を改善できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the electroconductive fine particle dispersion of this invention, even if sintering temperature conditions are low temperature, it can improve adhesiveness, without causing an increase in resistance value.

本発明の導電性微粒子分散体は、銀微粒子、含窒素ヘテロ環を有する化合物、及び、分散媒を含み、上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、少なくとも1つのヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有し、分子中にアルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有することを特徴とする。 The conductive fine particle dispersion of the present invention contains silver fine particles, a compound having a nitrogen-containing hetero ring, and a dispersion medium, and the compound having a nitrogen-containing hetero ring has two or more nitrogen atoms in at least one hetero ring. It has an atom and has one or more alkoxy groups and / or alkoxysilyl groups in the molecule.

(銀微粒子)
上記銀微粒子の平均粒径は、好ましくは1〜400nm、より好ましくは1〜70nmである。上記銀微粒子の平均粒径が1nm以上であれば、銀微粒子が良好な低温焼結性を具備するとともに、導電性に優れた導電膜を形成可能な導電性微粒子分散体が得られ、導電性微粒子の製造コストを抑制することができる。銀微粒子の平均粒径が400nm以下であれば、銀微粒子の分散安定性が経時的に変化しにくくなる。
(Silver fine particles)
The average particle size of the silver fine particles is preferably 1 to 400 nm, more preferably 1 to 70 nm. When the average particle size of the silver fine particles is 1 nm or more, the silver fine particles have good low-temperature sinterability, and a conductive fine particle dispersion capable of forming a conductive film having excellent conductivity is obtained. The production cost of the fine particles can be suppressed. When the average particle diameter of the silver fine particles is 400 nm or less, the dispersion stability of the silver fine particles is unlikely to change with time.

銀微粒子の平均粒径は、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 fine particles can be measured, for example, as a median diameter (D50) using a particle diameter standard as a volume standard using a dynamic light scattering method (Doppler scattering light analysis). Such a measurement can be performed by, for example, a dynamic light scattering type particle size distribution analyzer “LB-550” manufactured by Horiba, Ltd.

本発明の導電性微粒子分散体は、銀微粒子として平均粒径が1〜400nmの銀微粒子に加えて、平均粒径が400nmを超え、1μm以下のサブミクロンサイズの銀微粒子を含有してもよい。サブミクロンサイズの銀微粒子を併用することで、平均粒径が1〜400nmの銀微粒子がサブミクロンサイズの銀微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 conductive fine particle dispersion of the present invention may contain submicron-sized silver fine particles having an average particle size of more than 400 nm and 1 μm or less in addition to silver fine particles having an average particle size of 1 to 400 nm as silver fine particles. . By using silver microparticles having a submicron size in combination, the silver microparticles having an average particle diameter of 1 to 400 nm decrease in melting point around the silver microparticles having a submicron size, so that a good conductive path can be obtained.

本発明の導電性微粒子分散体は、銀微粒子に加えて、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、本発明の導電性微粒子分散体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 conductive fine particle dispersion of the present invention may contain at least one kind of metal particles other than silver in addition to the silver fine particles. By incorporating particles of a metal other than silver, migration is less likely to occur in the conductive film formed by the conductive fine particle dispersion of the present invention. As a metal other than silver, a metal whose ionization sequence is more noble than hydrogen is preferable. As the metal whose ionization sequence is more noble than hydrogen, gold, copper, platinum, palladium, rhodium, iridium, osmium, ruthenium and rhenium are preferable, and gold, copper, platinum and palladium are more preferable. One of these metals may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The metal particles other than silver may be nano-sized particles or sub-micron sized particles.

(有機成分)
上記銀微粒子の表面の少なくとも一部には、有機成分が付着していることが好ましい。さらに、上記銀微粒子の表面は、有機成分で被覆されていることがより好ましい。被覆の形態については特に限定されないが、上記有機成分は、いわゆる分散剤として上記銀微粒子とともに実質的に無機コロイド粒子を構成する。上記「有機成分」の用語は、銀微粒子に最初から不純物として含まれる微量有機物、後述する製造過程で混入して銀微粒子に付着した微量有機物、洗浄過程で除去しきれなかった残留還元剤、残留分散剤等のように、銀微粒子に微量付着した有機物等は含まれない概念である。なお、上記「微量」とは、具体的には、無機コロイド粒子中1質量%未満が意図される。
(Organic components)
It is preferable that an organic component is attached to at least a part of the surface of the silver fine particles. Further, the surface of the silver fine particles is more preferably coated with an organic component. The form of the coating is not particularly limited, but the organic component substantially forms inorganic colloid particles together with the silver fine particles as a so-called dispersant. The term "organic component" refers to a trace amount of organic matter that is initially contained as an impurity in silver fine particles, a trace amount of organic matter mixed in during the manufacturing process described below and adhered to the silver fine particles, a residual reducing agent that cannot be completely removed in the washing process, This is a concept that does not include organic substances and the like that are slightly attached to silver fine particles, such as dispersants. Note that, specifically, the “trace amount” is intended to be less than 1% by mass in the inorganic colloid particles.

上記有機成分は、銀微粒子の表面に付着して銀微粒子の凝集を防止するとともに無機コロイド粒子を形成することが可能な有機物であり、分散性及び導電性等の観点から、アミン及びカルボン酸を含むことが好ましい。なお、これらの有機成分は、銀微粒子と化学的あるいは物理的に結合している場合、アニオンやカチオンに変化していることも考えられ、これらの有機成分に由来するイオンや錯体等も上記有機成分に含まれる。 The organic component is an organic substance that can adhere to the surface of the silver fine particles to prevent aggregation of the silver fine particles and form inorganic colloid particles.From the viewpoint of dispersibility and conductivity, amine and carboxylic acid are used. It is preferred to include. When these organic components are chemically or physically bonded to the silver fine particles, it is considered that they are converted into anions or cations. Included in ingredients.

上記アミンとしては、種々のアミンを用いることができ、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、また、側鎖を有していてもよい。具体的には、N−(3−メトキシプロピル)プロパン−1,3−ジアミン、1,2−エタンジアミン、2−メトキシエチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、ペンタノールアミン、アミノイソブタノール等のジアミン、アルコキシアミン又はアミノアルコールや、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン等のアルキルアミン(直鎖状アルキルアミン、側鎖を有していてもよい。);シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミン;アニリン、アリルアミン等の第1級アミン;ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン等の第2級アミン;トリプロピルアミン、ジメチルプロパンジアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ピリジン、キノリン等の第3級アミン等が挙げられる。なかでも、アルコキシアミンが好ましい。 Various amines can be used as the amine, and may be linear or branched, and may have a side chain. Specifically, N- (3-methoxypropyl) propane-1,3-diamine, 1,2-ethanediamine, 2-methoxyethylamine, 3-methoxypropylamine, 3-ethoxypropylamine, 1,4-butane Diamines such as diamine, 1,5-pentanediamine, pentanolamine and aminoisobutanol; alkoxyamines and aminoalcohols; and alkylamines such as propylamine, butylamine, pentylamine and hexylamine (linear alkylamines, side chains Cycloalkylamines such as cyclopentylamine and cyclohexylamine; primary amines such as aniline and allylamine; secondary amines such as dipropylamine, dibutylamine, piperidine and hexamethyleneimine; Tripropylamine, dimethi Propanediamine, cyclohexyldimethylamine, pyridine, tertiary amines such as quinoline. Among them, alkoxyamine is preferred.

上記アミンは、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、メルカプト基等のアミン以外の官能基を含む化合物であってもよい。また、上記アミンは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記アミンは、1気圧(大気圧)での沸点が300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましい。 The amine may be a compound containing a functional group other than an amine, such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a carbonyl group, an ester group, and a mercapto group. The amines may be used alone or in combination of two or more. The amine has a boiling point at 1 atm (atmospheric pressure) of preferably 300 ° C or lower, more preferably 250 ° C or lower.

本発明の効果を損なわない範囲であれは、上記のアミンに加えて、カルボン酸を含んでいてもよい。カルボン酸の一分子内におけるカルボキシル基が、比較的高い極性を有し、水素結合による相互作用を生じ易いが、これら官能基以外の部分は比較的低い極性を有する。更に、カルボキシル基は、酸性的性質を示し易い。 As long as the effects of the present invention are not impaired, a carboxylic acid may be contained in addition to the above amine. The carboxyl group in one molecule of the carboxylic acid has a relatively high polarity and easily causes an interaction by a hydrogen bond, but portions other than these functional groups have a relatively low polarity. Furthermore, carboxyl groups tend to exhibit acidic properties.

上記カルボン酸としては、少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物を広く用いることができ、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸、ヘキサン酸、アクリル酸、オクチル酸、オレイン酸等が挙げられる。カルボン酸の一部のカルボキシル基が金属イオンと塩を形成していてもよい。なお、上記金属イオンについては、2種以上の金属イオンが含まれていてもよい。 As the carboxylic acid, compounds having at least one carboxyl group can be widely used, and examples thereof include formic acid, oxalic acid, acetic acid, hexanoic acid, acrylic acid, octylic acid, and oleic acid. Some carboxyl groups of the carboxylic acid may form a salt with the metal ion. In addition, about the said metal ion, two or more types of metal ions may be contained.

上記カルボン酸は、例えば、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、メルカプト基等の、カルボキシル基以外の官能基を含む化合物であってもよい。この場合、カルボキシル基の数が、カルボキシル基以外の官能基の数以上であることが好ましい。また、上記カルボン酸は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記カルボン酸は、1気圧(大気圧)での沸点が300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましい。また、アミンとカルボン酸はアミド基を形成する。上記アミド基も銀微粒子表面に適度に吸着するため、有機成分にはアミド基が含まれていてもよい。 The carboxylic acid may be a compound containing a functional group other than a carboxyl group, such as an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carbonyl group, an ester group, and a mercapto group. In this case, the number of carboxyl groups is preferably equal to or more than the number of functional groups other than carboxyl groups. The carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. The carboxylic acid preferably has a boiling point at 1 atm (atmospheric pressure) of 300 ° C or lower, more preferably 250 ° C or lower. Also, amines and carboxylic acids form amide groups. Since the amide group also appropriately adsorbs on the surface of the silver fine particles, the organic component may contain an amide group.

本発明の導電性微粒子分散体における無機コロイド中の有機成分の含有量は、0.5〜50質量%であることが好ましい。有機成分含有量が0.5質量%以上であれば、得られる導電性ペーストの貯蔵安定性が良くなる傾向があり、50質量%以下であれば、導電性パターンの導電性が良い傾向がある。有機成分のより好ましい含有量は1〜30質量%であり、更に好ましい含有量は1.5〜15質量%である。 The content of the organic component in the inorganic colloid in the conductive fine particle dispersion of the present invention is preferably 0.5 to 50% by mass. When the organic component content is 0.5% by mass or more, the storage stability of the obtained conductive paste tends to be improved, and when the content is 50% by mass or less, the conductivity of the conductive pattern tends to be good. . The more preferable content of the organic component is 1 to 30% by mass, and the more preferable content is 1.5 to 15% by mass.

上記アミンと上記カルボン酸とを併用する場合、上記アミンと上記カルボン酸との組成比(重量)は、1/99〜99/1の範囲で任意に選択することができる。好ましくは、上記アミンと上記カルボン酸との組成比が20/80〜98/2であり、更に好ましくは30/70〜97/3である。なお、上記アミン又は上記カルボン酸は、それぞれ複数種類のアミン又はカルボン酸を用いてもよい。上記銀微粒子の表面は、アルコキシアミンで被覆されていることが好ましい。 When the amine and the carboxylic acid are used in combination, the composition ratio (weight) of the amine and the carboxylic acid can be arbitrarily selected in the range of 1/99 to 99/1. Preferably, the composition ratio between the amine and the carboxylic acid is from 20/80 to 98/2, and more preferably from 30/70 to 97/3. The amine or the carboxylic acid may be a plurality of types of amines or carboxylic acids. The surface of the silver fine particles is preferably coated with an alkoxyamine.

上記有機成分が表面に付着した銀微粒子の製造方法としては、例えば、還元により分解して銀を生成しうる銀化合物と、アミンと、分散剤との混合液を調製する第1工程と、上記混合液中の上記銀化合物を還元することで表面の少なくとも一部に上記アミンが付着した銀微粒子を生成する第2工程とを含む方法が挙げられる。 As a method for producing silver fine particles having the organic component adhered to the surface, for example, a first step of preparing a mixed solution of a silver compound capable of decomposing by reduction to produce silver, an amine, and a dispersant; A second step of reducing the silver compound in the mixed solution to produce silver fine particles having the amine attached to at least a part of the surface.

上記第1工程においては、アミンを銀1molに対して2mol以上添加することが好ましい。上記アミンの添加量を銀1molに対して2mol以上とすることで、還元によって生成される銀微粒子の表面に上記アミンを適量付着させることができ、上記銀微粒子に種々の分散媒に対する優れた分散性と低温焼結性とを付与することができる。 In the first step, it is preferable to add the amine in an amount of 2 mol or more per 1 mol of silver. By setting the addition amount of the amine to 2 mol or more per 1 mol of silver, an appropriate amount of the amine can be attached to the surface of the silver fine particles generated by reduction, and the silver fine particles can be excellently dispersed in various dispersion media. And low-temperature sinterability.

なお、上記第1工程における混合液の組成、及び、上記第2工程における還元条件(例えば、加熱温度及び加熱時間等)は、得られる銀微粒子の粒子径をナノメートルサイズとするように調整することが好ましい。銀微粒子の粒子径をナノメートルサイズとすることで、融点降下が生じ、低温で焼成できるためである。得られる銀微粒子の粒子径は、1〜400nmとすることがより好ましい。必要に応じてミクロンサイズの粒子が含まれていてもよい。上記第2工程で得られる銀微粒子を含むコロイド液から銀微粒子を取り出す方法は特に限定されないが、例えば、そのコロイド液の洗浄を行う方法等が挙げられる。 The composition of the mixed solution in the first step and the reduction conditions (for example, heating temperature and heating time) in the second step are adjusted so that the particle size of the obtained silver fine particles is in a nanometer size. Is preferred. The reason is that by setting the particle size of the silver fine particles to the nanometer size, the melting point is lowered and firing can be performed at a low temperature. The particle size of the obtained silver fine particles is more preferably 1 to 400 nm. Micron-sized particles may be included as needed. The method of extracting the silver fine particles from the colloid liquid containing the silver fine particles obtained in the second step is not particularly limited, and examples thereof include a method of washing the colloid liquid.

第2工程で得られたコロイド液には、銀微粒子の他に、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、銀微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。 The colloid liquid obtained in the second step contains a dispersant and the like in addition to the silver fine particles, and the electrolyte concentration of the entire solution tends to be high. In the colloid liquid in such a state, silver fine particles are coagulated due to high conductivity and the like, and are likely to precipitate. Therefore, it is preferable to wash the colloid solution to remove excess electrolyte.

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 of washing the colloid solution, for example, after removing the supernatant by leaving the prepared colloid solution for a certain period of time, adding pure water and stirring, and further leaving it for a certain period of time to remove the supernatant solution There is a method that is repeated several times. Other washing methods include, for example, a method of performing centrifugal separation instead of the above-mentioned standing, a method of desalting with an ultrafiltration device, an ion exchange device, and the like. Among them, a desalting method is preferable. The desalted liquid may be appropriately concentrated.

上記銀化合物としては、種々の公知の銀化合物を用いることができ、例えば、銀塩又は銀塩の水和物を用いることができる。具体的には、硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、酸化銀、酢酸銀、シュウ酸銀、ギ酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀等の銀塩が挙げられる。これらは還元可能なものであれば特に限定されず、適当な溶媒中に溶解させても、溶媒中に分散させたまま使用してもよい。また、これらは単独で用いても複数併用してもよい。なかでも、シュウ酸銀が好ましい。シュウ酸銀は、最も単純なジカルボン酸銀であり、シュウ酸銀を用いて合成されるシュウ酸銀アミン錯体は、低温かつ短時間で還元が進むことから、ナノメートルサイズの銀微粒子の合成に好適である。更に、シュウ酸銀を用いると、合成時には副生成物が発生せず、系外にシュウ酸イオン由来の二酸化炭素が出るのみであるため、合成後に精製の手間が少ない。 As the silver compound, various known silver compounds can be used, and for example, a silver salt or a hydrate of a silver salt can be used. Specific examples include silver salts such as silver nitrate, silver sulfate, silver chloride, silver oxide, silver acetate, silver oxalate, silver formate, silver nitrite, silver chlorate, and silver sulfide. These are not particularly limited as long as they can be reduced, and may be dissolved in an appropriate solvent or used while being dispersed in the solvent. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, silver oxalate is preferred. Silver oxalate is the simplest silver dicarboxylate, and the silver oxalate amine complex synthesized using silver oxalate is reduced in temperature and in a short time. It is suitable. Furthermore, when silver oxalate is used, by-products are not generated at the time of synthesis, and only carbon dioxide derived from oxalate ions is emitted out of the system, so that there is little labor for purification after the synthesis.

上記分散剤としては、例えば、市販されている湿潤分散剤を使用することができる。市販の湿潤分散剤としては、例えば、ソルスパース(SOLSPERSE)11200、ソルスパース13940、ソルスパース16000、ソルスパース17000、ソルスパース18000、ソルスパース20000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000(日本ルーブリゾール社製);DISPERBYK−102、110、111、170、190.194N、2015、2090、2096(ビックケミー・ジャパン社製);EFKA−46、EFKA−47、EFKA−48、EFKA−49(EFKAケミカル社製);ポリマー100、ポリマー120、ポリマー150、ポリマー400、ポリマー401、ポリマー402、ポリマー403、ポリマー450、ポリマー451、ポリマー452、ポリマー453(EFKAケミカル社製);アジスパーPB711、アジスパーPA111、アジスパーPB811、アジスパーPW911(味の素社製);フローレンDOPA−15B、フローレンDOPA−22、フローレンDOPA−17、フローレンTG−730W、フローレンG−700、フローレンTG−720W(共栄社化学工業社製)等が挙げられる。また、エボニック社のTEGO Dispersシリーズの610、610S、630、651、655、750W、755W等;楠本化成社のディスパロンシリーズのDA−375、DA−1200等を用いてもよい。低温焼結性及び分散安定性の観点からは、DISPERBYK−102、ソルスパース11200、ソルスパース13940、ソルスパース16000、ソルスパース17000、ソルスパース18000、ソルスパース28000等を用いることが好ましい。 As the dispersant, for example, a commercially available wet dispersant can be used. Commercially available wet dispersants include, for example, SOLSPERSE 11200, Solsperse 13940, Solsperse 16000, Solsperse 17000, Solsperse 18000, Solsperse 20000, Solsperse 24000, Solsperse 26000, Solsperse 27000, Solsperse 28000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co.); DISPERBYK-102, 110, 111, 170, 190.194N, 2015, 2090, 2096 (manufactured by BYK Japan); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48, EFKA-49 (manufactured by EFKA Chemical); polymer 100, polymer 120, polymer 150, polymer 400, polymer 401, polymer 402, polymer 403, polymer 450 Polymer 451, Polymer 452, Polymer 453 (manufactured by EFKA Chemical); Azispar PB711, Azispar PA111, Azispar PB811, Azispar PW911 (manufactured by Ajinomoto Co.); Floren DOPA-15B, Floren DOPA-22, Floren DOPA-17, Floren TG- 730W, Floren G-700, Floren TG-720W (manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.) and the like. In addition, 610, 610S, 630, 651, 655, 750W, 755W, etc. of TEGO Dispers series of Evonik; DA-375, DA-1200 of Kusumoto Kasei's dispalon series may be used. From the viewpoint of low-temperature sinterability and dispersion stability, it is preferable to use DISPERBYK-102, Solsperse 11200, Solsperse 13940, Solsperse 16000, Solsperse 17000, Solsperse 18000, Solsperse 28000, or the like.

上記銀化合物を還元する方法としては、加熱する方法が好ましい。上記加熱方法は特に限定されない。上記加熱により上記銀化合物を還元する方法としては、例えば、シュウ酸銀等の銀化合物とアミン等の有機成分から生成される錯化合物を加熱して、上記錯化合物に含まれるシュウ酸イオン等の金属化合物を分解して生成する原子状の銀を凝集させる方法が挙げられる。上記方法により、アミン等の有機成分の保護膜に保護された銀微粒子を製造することができる。 As a method of reducing the silver compound, a method of heating is preferable. The heating method is not particularly limited. As a method of reducing the silver compound by the heating, for example, heating a complex compound formed from a silver compound such as silver oxalate and an organic component such as an amine to form an oxalate ion or the like contained in the complex compound There is a method of aggregating atomic silver generated by decomposing a metal compound. By the above method, silver fine particles protected by a protective film of an organic component such as an amine can be produced.

このように、銀化合物の錯化合物をアミンの存在下で熱分解することで、アミンにより被覆された銀微粒子を製造する金属アミン錯体分解法においては、単一種の分子である銀アミン錯体の分解反応により原子状銀が生成するため、反応系内に均一に原子状銀を生成することが可能であり、複数の成分間の反応により銀原子を生成する場合に比較して、反応を構成する成分の組成揺らぎに起因する反応の不均一が抑制され、特に工業的規模で多量の銀粉末を製造する際に有利である。 As described above, in the metal amine complex decomposition method for producing silver fine particles coated with an amine by thermally decomposing the complex compound of the silver compound in the presence of the amine, the decomposition of the silver amine complex which is a single kind of molecule is performed. Since atomic silver is generated by the reaction, it is possible to uniformly generate atomic silver in the reaction system, which constitutes a reaction as compared with a case where silver atoms are generated by a reaction between a plurality of components. Nonuniformity of the reaction due to the fluctuation of the composition of the components is suppressed, which is particularly advantageous when a large amount of silver powder is produced on an industrial scale.

また、金属アミン錯体分解法においては、生成する銀原子にアミン分子が配位結合しており、上記銀原子に配位したアミン分子の働きにより凝集を生じる際の銀原子の運動がコントロールされるものと推察される。この結果として、金属アミン錯体分解法によれば非常に微細で、粒度分布が狭い金属粒子を製造することが可能となる。 In addition, in the metal amine complex decomposition method, an amine molecule is coordinated to a generated silver atom, and the movement of the silver atom during aggregation is controlled by the action of the amine molecule coordinated to the silver atom. It is assumed that As a result, according to the metal amine complex decomposition method, extremely fine metal particles having a narrow particle size distribution can be produced.

更に、製造される銀微粒子の表面にも多数のアミン分子が比較的弱い力の配位結合を生じており、これらが銀微粒子の表面に緻密な保護被膜を形成するため、保存安定性に優れる表面の清浄な有機被覆銀微粒子を製造することが可能となる。また、上記被膜を形成するアミン分子は加熱等により容易に脱離可能であるため、非常に低温で焼結可能な銀微粒子を製造することが可能となる。 Furthermore, a large number of amine molecules also have relatively weak coordination bonds on the surface of the silver fine particles to be produced, and these form a dense protective film on the surface of the silver fine particles, so that they have excellent storage stability. It becomes possible to produce organic-coated silver fine particles having a clean surface. Further, since the amine molecules forming the coating can be easily detached by heating or the like, it becomes possible to produce silver fine particles that can be sintered at a very low temperature.

本発明の導電性微粒子分散体中の銀微粒子の含有量は、好ましくは1〜90質量%、より好ましくは10〜80質量%、さらに好ましくは10〜70質量%、よりさらに好ましくは20〜60質量%である。銀微粒子の含有量が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微粒子が、導電性微粒子分散体中に確保される。銀微粒子の含有量が90質量%以下であれば、導電性微粒子分散体の乾燥を防止できるため、安定に保存することができる。 The content of the silver fine particles in the conductive fine particle dispersion of the present invention is preferably 1 to 90% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, further preferably 10 to 70% by mass, and still more preferably 20 to 60% by mass. % By mass. When the content of the silver fine particles is 1% by mass or more, an amount of silver fine particles capable of realizing a conductive film having sufficient conductivity is secured in the conductive fine particle dispersion. When the content of the silver fine particles is 90% by mass or less, the conductive fine particle dispersion can be prevented from drying, and thus can be stably stored.

(含窒素ヘテロ環を有する化合物)
本発明の導電性微粒子分散体は、含窒素ヘテロ環を有する化合物を含むことで、焼結温度条件が低い(例えば、100℃以下)場合でも抵抗値の増加を招くことなく密着性を改善することができる。そのため、比較的耐熱性が低い樹脂に対しても、低抵抗値及び密着性を有する導電性層(以下、導電性被膜ともいう。)を形成できる。これは、窒素原子を2つ以上有するヘテロ環化合物は樹脂との親和性が良いと考えられ、耐熱性に優れており、導電性微粒子分散体の焼結により形成される導電性層中で熱分解しにくくなっているためと考えられる。すなわち、本発明の導電性微粒子分散体の焼成後も導電性層中に含窒素ヘテロ環を有する化合物が残存していると考えられ、これにより樹脂に対する密着性が付与されるものと考えられる。
(Compound having a nitrogen-containing heterocycle)
The conductive fine particle dispersion of the present invention contains a compound having a nitrogen-containing heterocycle, thereby improving the adhesion without increasing the resistance even when the sintering temperature condition is low (for example, 100 ° C. or less). be able to. Therefore, a conductive layer (hereinafter, also referred to as a conductive coating) having a low resistance value and adhesion can be formed even on a resin having relatively low heat resistance. This is because a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms is considered to have good affinity with a resin, has excellent heat resistance, and has a high thermal conductivity in a conductive layer formed by sintering a conductive fine particle dispersion. It is considered that it is difficult to disassemble. That is, it is considered that the compound having a nitrogen-containing heterocycle remains in the conductive layer even after the conductive fine particle dispersion of the present invention is fired, and this is considered to provide adhesion to the resin.

また、上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、アルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有するため、加熱下でアルコーリシス反応を起こし、銀微粒子の表面の官能基と化学的に結合しやすいものと考えられる。そのため、本発明の導電性微粒子分散体は、特定の含窒素ヘテロ環を有する化合物を含むため、抵抗値の増加を招くことなく銀微粒子と樹脂との密着性を改善することができると考えられる。 In addition, since the compound having a nitrogen-containing heterocyclic ring has at least one alkoxy group and / or alkoxysilyl group, it undergoes an alcoholysis reaction under heating, and is easily chemically bonded to a functional group on the surface of silver fine particles. It is considered something. Therefore, since the conductive fine particle dispersion of the present invention contains a compound having a specific nitrogen-containing heterocycle, it is considered that the adhesion between the silver fine particles and the resin can be improved without increasing the resistance value. .

また、上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、アルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を、ヘテロ環に結合している置換基及びその置換基の末端の少なくともいずれかにおいて1つ以上有することが好ましい。 Further, the compound having a nitrogen-containing hetero ring preferably has at least one alkoxy group and / or alkoxy silyl group at at least one of a substituent bonded to the hetero ring and a terminal of the substituent.

本発明の導電性微粒子分散体で用いられる含窒素ヘテロ環を有する化合物は、少なくとも1つのヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有し、分子中にアルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有するものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、2,4−ジアミノ−6−{2−[3−(トリメトキシシリル)プロピルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジン、1−{2−[4,6−ジアミノ−(1,3,5)トリアジン−2−イル]−エチル}−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレア、1−{2−[4,6−ジアミノ−(1,3,5)トリアジン−2−イル]−エチル}−3−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ウレア、2,4−ジアミノ−6−{2−[2−(メトキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5トリアジン、2,4−ジアミノ−6−{2−[2−(エトキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5トリアジン、2,4−ジアミノ−6−{2−[2−(プロピルオキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5トリアジン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−5−アミノ−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピルチオ]−1H−1,2,4−トリアゾール−1−カルボキサミド、2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン、1−[2−(2−メチルイミダゾール−1−イル)エチル]−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレア、1−[3−(2−エチル−4−メチルイミダゾール−1−イル)プロピル]−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレア、2,2´−ジチオビス{1−[3−(トリメトキシシリル)プロピルカルバモイル]−1H−イミダゾール}等が挙げられる。 The compound having a nitrogen-containing hetero ring used in the conductive fine particle dispersion of the present invention has two or more nitrogen atoms in at least one hetero ring, and has one or more alkoxy groups and / or alkoxysilyl groups in the molecule. There is no particular limitation as long as it has at least one. Specifically, for example, 2,4-diamino-6- {2- [3- (trimethoxysilyl) propylthio] ethyl} -1,3,5-triazine, 1- {2- [4,6-diamino -(1,3,5) triazin-2-yl] -ethyl} -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea, 1- {2- [4,6-diamino- (1,3,5 ) Triazin-2-yl] -ethyl {-3- [3- (triethoxysilyl) propyl] urea, 2,4-diamino-6- {2- [2- (methoxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1, 3,5 triazine, 2,4-diamino-6- {2- [2- (ethoxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1,3,5 triazine, 2,4-diamino-6- {2- [2- ( Propyloxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1,3 5-triazine, N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -5-amino-3- [3- (trimethoxysilyl) propylthio] -1H-1,2,4-triazole-1-carboxamide, 2-chloro -4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine, 1- [2- (2-methylimidazol-1-yl) ethyl] -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea, 1- [ 3- (2-ethyl-4-methylimidazol-1-yl) propyl] -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea, 2,2'-dithiobis {1- [3- (trimethoxysilyl) Propylcarbamoyl] -1H-imidazole} and the like.

上記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、上記銀微粒子100質量部に対し、0.1〜9.1質量部含まれていることが好ましい。上記含窒素ヘテロ環を有する化合物の含有量が、上記銀微粒子100質量部に対し、0.1質量部よりも低い場合は、密着性の改善効果が得られない場合があり、9.1質量部よりも多い場合は、抵抗値の増加を招く可能性があるためである。 The compound having a nitrogen-containing hetero ring is preferably contained in an amount of 0.1 to 9.1 parts by mass based on 100 parts by mass of the silver fine particles. When the content of the compound having a nitrogen-containing hetero ring is lower than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the silver fine particles, the effect of improving adhesion may not be obtained, and 9.1 parts by mass may be obtained. If the number is larger than the number of parts, the resistance value may increase.

(分散媒)
本発明の導電性微粒子分散体に含有される分散媒は、銀微粒子を分散させるものであり、有機溶媒を含有する。分散媒として有機溶媒を用いることで、銀微粒子の凝集を抑制できる。また、一般的に沸点が高く乾燥し難いことから、インクジェット印刷で吐出可能な粘度に調整しやすく、導電性微粒子分散体の塗布性(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。
(Dispersion medium)
The dispersion medium contained in the conductive fine particle dispersion of the present invention is for dispersing silver fine particles and contains an organic solvent. Aggregation of silver fine particles can be suppressed by using an organic solvent as a dispersion medium. In addition, since it generally has a high boiling point and is difficult to dry, it can be easily adjusted to a viscosity that can be ejected by inkjet printing, and the applicability of the conductive fine particle dispersion (for example, the ejectability from an inkjet head) can be improved.

上記分散媒としては、種々の有機溶媒を用いることができ、例えば、アルコールを用いることができる。アルコールは、多価アルコールであってもよい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、1−ブタノール、イソアミルアルコール、フルフリルアルコール、クレゾール、エチレングリコール、グリセリン、フェノール、p−クレゾール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、2−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−ヘキシルオキシエタノール、シクロヘキサンメタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ブトキシエタノール、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノール、1,3−プロパンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、テキサノール、テルピネオール(α、β、γ異性体、又はこれらの任意の混合物を含む)、ジヒドロテルピネオール等のテルペンアルコール(モノテルペンアルコール等)、ジヒドロターピネオール等を例示することができる。本発明では特定の含窒素ヘテロ環を有する化合物と相溶性が良好であり、上記銀微粒子の分散性が良好になる観点から、少なくとも1つのヒドロキシル基を有する炭素数が1〜10の化合物を分散媒として用いることが好ましい。 Various organic solvents can be used as the dispersion medium, and for example, alcohols can be used. The alcohol may be a polyhydric alcohol. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isobutanol, 1-butanol, isoamyl alcohol, furfuryl alcohol, cresol, ethylene glycol, glycerin, phenol, p-cresol, tert-butanol, 1-pentanol, 2- Pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 2-butanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 2-hexyloxyethanol, cyclohexanemethanol , 1-methoxy-2-propanol, 2-butoxyethanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4 Pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, texanol, terpineol (including α, β, γ isomers or any mixture thereof), terpene alcohols such as dihydroterpineol (monoterpene alcohols, etc.), dihydro Terpineol and the like can be exemplified. In the present invention, a compound having at least one hydroxyl group and having 1 to 10 carbon atoms is dispersed from the viewpoint of good compatibility with a compound having a specific nitrogen-containing heterocycle and excellent dispersibility of the silver fine particles. It is preferably used as a medium.

なお、本発明に用いる分散媒としては、上記の少なくとも1つのヒドロキシル基を有する炭素数が1〜10の化合物に加え、エステルやケトン等の他の溶媒を任意に混合して使用することができる。他の溶媒としては、2−ペンタノン、2−ヘプタノン、酢酸2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−2−ブトキシエチル、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸2−ブトキシエチル、酢酸2−メトキシ−1−メチルエチル、ジヒドロターピニルアセテート、メチルエチルケトン、トルエン、テトラリン等を例示することができる。 In addition, as a dispersion medium used in the present invention, in addition to the above-described compound having at least one hydroxyl group and having 1 to 10 carbon atoms, other solvents such as esters and ketones can be arbitrarily mixed and used. . Other solvents include 2-pentanone, 2-heptanone, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, Examples thereof include 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, dihydroterpinyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene, and tetralin.

本発明の導電性微粒子分散体全体に対する上記分散媒の含有量は、導電性微粒子分散体の塗布方法や用途に応じて適宜調整することができる。
インクジェットインクのように低粘度に調整する場合、導電性微粒子分散体(銀インク)は、上記分散媒を40〜80質量%程度含有することが好ましい。また、銀ペーストのように高粘度に調整する場合、導電性微粒子分散体(銀ペースト)は、上記分散媒を10〜30質量%程度含有することが好ましい。
The content of the above-mentioned dispersion medium with respect to the whole conductive fine particle dispersion of the present invention can be appropriately adjusted depending on the application method and application of the conductive fine particle dispersion.
When the viscosity is adjusted to be low as in the case of the inkjet ink, the conductive fine particle dispersion (silver ink) preferably contains the dispersion medium in an amount of about 40 to 80% by mass. When the viscosity is adjusted to be high as in the case of a silver paste, the conductive fine particle dispersion (silver paste) preferably contains the dispersion medium in an amount of about 10 to 30% by mass.

本発明の導電性微粒子分散体は、上記分散媒の他に、さらに界面活性剤を含んでもよい。多成分溶媒系の無機コロイド分散液においては、乾燥時の揮発速度の違いによる被膜表面の荒れ及び固形分の偏りが生じ易い。本発明の導電性微粒子分散体に界面活性剤を添加することによって、これらの不利益を抑制し、均一な導電性被膜を形成することができる。 The conductive fine particle dispersion of the present invention may further contain a surfactant in addition to the above-described dispersion medium. In a multicomponent solvent-based inorganic colloidal dispersion, roughness of the coating surface and unevenness of solid content easily occur due to a difference in evaporation rate during drying. By adding a surfactant to the conductive fine particle dispersion of the present invention, these disadvantages can be suppressed and a uniform conductive film can be formed.

上記界面活性剤としては、特に限定されず、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を用いることができる。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸塩、4級アンモニウム塩等が挙げられる。少量の添加量で効果が得られる観点からは、フッ素系界面活性剤がより好ましい。 The surfactant is not particularly limited, and an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant and the like can be used. Specific examples include an alkylbenzene sulfonate and a quaternary ammonium salt. From the viewpoint that the effect can be obtained with a small amount of addition, a fluorine-based surfactant is more preferable.

本発明の導電性微粒子分散体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、有機成分が表面に付着した銀微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、分散媒と、含窒素ヘテロ環を有する化合物と、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、本発明の導電性微粒子分散体が得られる。 The method for producing the conductive fine particle dispersion of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following method. First, a colloid liquid containing silver fine particles having an organic component attached to the surface as a solid content is prepared. Next, by mixing the obtained colloid liquid, a dispersion medium, a compound having a nitrogen-containing heterocyclic ring, and optionally the above-described optional components, the conductive fine particle dispersion of the present invention is obtained. .

本発明の導電性微粒子分散体は、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 conductive fine particle dispersion of the present invention can be applied to a substrate and then fired to form a conductive film. The conductive film can be used as an electronic circuit substrate (for example, a semiconductor integrated circuit), a printed wiring board, a wiring of a thin film transistor substrate, an electrode, and 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さらに高める目的で、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。なお、本発明の導電性微粒子分散体は、焼結温度条件が低温であっても低抵抗化及び密着性を改善できるため、耐熱性の低い樹脂に好適に使用することができる。なお、本明細書においては、耐熱温度が100℃以下の樹脂を耐熱性の低い樹脂とする。 As the material of the base material, in addition to various ink-absorbing materials (for example, paper, cloth, porous ceramics, etc.), non-ink-absorbing materials may be used, and those having excellent heat resistance are preferably used. Can be Examples of the non-ink-absorbing material include polycarbonate (PC), ABS, AS, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene terephthalate (PET). ), Polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polystyrene (PS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyphenyleneether (PPE), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyamideimide ( PAI), polyetherimide (PEI), polyimide (PI), polyvinyl chloride (PVC), and other resins (engineering plastics, super engineering plastics). Here, the non-ink 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 further increasing the adhesion to the conductive film, or a surface treatment such as a hydrophilic treatment may be performed. Examples of the surface treatment method include a dry treatment such as a corona treatment, a plasma treatment, a UV treatment, and an electron beam treatment. The conductive fine particle dispersion of the present invention can be suitably used for a resin having low heat resistance because the dispersion of the conductive fine particles can be reduced in resistance and the adhesiveness can be improved even at a low sintering temperature condition. In this specification, a resin having a heat resistance of 100 ° C. or lower is a resin having low heat resistance.

上記塗布とは、導電性微粒子分散体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 application is a concept including a case where the conductive fine particle dispersion is applied in a plane and a case where the conductive fine particle dispersion is applied (drawn) in a linear manner. The shape of the coating film (conductive film) may be planar, linear, or a combination thereof. Further, the coating film (conductive film) may be a continuous pattern, a discontinuous pattern, or a combination of these.

本発明の導電性微粒子分散体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、本発明の導電性微粒子分散体は、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 conductive fine particle dispersion of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an inkjet printing method, a screen printing method, a letterpress printing method, an intaglio printing method, a reverse printing method, a microcontact printing method, a dipping method, and a spray method. , A bar coating method, a spin coating method, a dispenser method, a casting method, a flexo method, a gravure method, a syringe method, a coating method using a brush, and the like. Among them, the conductive fine particle dispersion of the present invention is preferably an ink for inkjet printing.

上記塗膜を焼成すると、塗膜に含まれる銀微粒子同士の結合が高まり、焼結される。塗膜の焼結温度は、50〜300℃の範囲が通常の焼結温度の範囲であるが、焼結温度条件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導電性微粒子分散体の分散媒を蒸発可能な(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、焼結温度に応じて適宜設定すればよい。なお、本発明の導電性微粒子分散体を用いれば、低耐熱性基材に対しても導電性焼結体を形成することができる。この場合、焼結温度は、50〜100℃が好ましく、このような低い焼結温度条件であっても、充分な導電性及び密着性を発現させることができる。なお、低耐熱性基材としては、例えば、耐熱温度が100℃以下の樹脂を挙げることができる。 When the above-mentioned coating film is baked, the bonding between the silver fine particles contained in the coating film is increased and the coating is sintered. The sintering temperature of the coating film is in the range of normal sintering temperature in the range of 50 to 300 ° C., but the sintering temperature condition is not necessarily limited, and is a temperature at which a conductive film can be formed on the surface of the base material. And a temperature at which the dispersion medium of the conductive fine particle dispersion can be evaporated (a part may remain, but it is preferable that all of them are removed) as long as the effects of the present invention are not impaired. Is preferred. The baking time of the coating film is not particularly limited, and may be appropriately set according to the sintering temperature. When the conductive fine particle dispersion of the present invention is used, a conductive sintered body can be formed even on a low heat-resistant base material. In this case, the sintering temperature is preferably 50 to 100 ° C., and even under such a low sintering temperature condition, sufficient conductivity and adhesion can be exhibited. In addition, as a low heat resistant substrate, for example, a resin having a heat resistant temperature of 100 ° C. or less can be used.

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 baking the coating film is not particularly limited, and examples thereof include a method using a conventionally known gear oven or the like.

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1.0×10−4Ω・cm以下、より好ましくは5.0×10−5Ω・cm以下、更に好ましくは1.0×10−5Ω・cm以下である。 The thickness of the conductive film is, for example, 0.1 to 5 μm, and preferably 0.2 to 3 μm. The volume resistivity of the conductive film is preferably 1.0 × 10 −4 Ω · cm or less, more preferably 5.0 × 10 −5 Ω · cm or less, and still more preferably 1.0 × 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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to only these Examples.

<実施例1>
3−メトキシプロピルアミン8.0gと、分散剤であるDISPERBYK−102(ビックケミー・ジャパン(株)) 0.2gとを混合し、マグネティックスターラーにてよく撹拌してアミン混合液を生成した。次いで、撹拌を行いながら、シュウ酸銀3.0gを添加した。シュウ酸銀の添加後、室温で攪拌を続けることでシュウ酸銀を粘性のある白色の物質へと変化させ、上記変化が外見的に終了したと認められる時点で撹拌を終了した(第1工程)。
<Example 1>
8.0 g of 3-methoxypropylamine and 0.2 g of DISPERBYK-102 (BIC Chemie Japan KK) as a dispersing agent were mixed and stirred well with a magnetic stirrer to produce an amine mixture. Then, while stirring, 3.0 g of silver oxalate was added. After the addition of silver oxalate, the stirring was continued at room temperature to change the silver oxalate into a viscous white substance, and the stirring was stopped when it was recognized that the change was apparently completed (first step). ).

得られた混合液をオイルバスに移し、110℃で加熱撹拌を行った。撹拌の開始直後に二酸化炭素の発生を伴う反応が開始し、その後、二酸化炭素の発生が完了するまで撹拌を行うことで、銀微粒子がアミン混合物中に懸濁した懸濁液を得た(第2工程)。 The obtained mixture was transferred to an oil bath and heated and stirred at 110 ° C. Immediately after the start of stirring, a reaction involving the generation of carbon dioxide starts, and thereafter, stirring is performed until the generation of carbon dioxide is completed, whereby a suspension in which silver fine particles are suspended in the amine mixture is obtained. 2 steps).

上記懸濁液の分散媒を置換するため、メタノールと水の混合溶媒10mLを加えて撹拌後、遠心分離により銀微粒子を沈殿させて分離した。次に、分離した銀微粒子に対してメタノールと水の混合溶媒10mLを加え、撹拌及び遠心分離を行うことで銀微粒子を沈殿させて銀微粒子を含むスラリーを得た。 In order to replace the dispersion medium of the suspension, 10 mL of a mixed solvent of methanol and water was added and stirred, and then silver fine particles were precipitated and separated by centrifugation. Next, 10 mL of a mixed solvent of methanol and water was added to the separated silver fine particles, and the mixture was stirred and centrifuged to precipitate the silver fine particles to obtain a slurry containing silver fine particles.

得られたスラリー55質量部に対して、分散媒としてシクロヘキサンメタノールを44.5質量部に含窒素ヘテロ環を有する化合物(2,4−ジアミノ−6−{2−[3―(トリメトキシシリル)プロピルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンを0.5質量部溶解した混合溶液45質量部加えて分散させて導電性微粒子分散体1を得た。 Compound (2,4-diamino-6- {2- [3- (trimethoxysilyl)) having a nitrogen-containing heterocycle in 44.5 parts by mass of cyclohexane methanol as a dispersion medium based on 55 parts by mass of the obtained slurry. 45 parts by mass of a mixed solution obtained by dissolving 0.5 parts by mass of propylthio] ethyl} -1,3,5-triazine was added and dispersed to obtain a conductive fine particle dispersion 1.

<実施例2>
ブチルアミン1.7gと、ヘキシルアミン3.5gと分散剤である分散剤であるDISPERMYK−102(ビックケミー・ジャパン(株)) 0.2gとを混合し、マグネティックスターラーにてよく撹拌してアミン混合液を生成した。次いで、撹拌を行いながら、シュウ酸銀3.0gを添加した。シュウ酸銀の添加後、室温で攪拌を続けることでシュウ酸銀を粘性のある白色の物質へと変化させ、上記変化が外見的に終了したと認められる時点で撹拌を終了した(第1工程)。
<Example 2>
1.7 g of butylamine, 3.5 g of hexylamine, and 0.2 g of DISPERMYK-102 (BIC Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersing agent are mixed and thoroughly stirred with a magnetic stirrer to obtain an amine mixture. Generated. Then, while stirring, 3.0 g of silver oxalate was added. After the addition of silver oxalate, the stirring was continued at room temperature to change the silver oxalate into a viscous white substance, and the stirring was stopped when it was recognized that the change was apparently completed (first step). ).

得られた混合液をオイルバスに移し、110℃で加熱撹拌を行った。撹拌の開始直後に二酸化炭素の発生を伴う反応が開始し、その後、二酸化炭素の発生が完了するまで撹拌を行うことで、銀微粒子がアミン混合物中に懸濁した懸濁液を得た(第2工程)。 The obtained mixture was transferred to an oil bath and heated and stirred at 110 ° C. Immediately after the start of stirring, a reaction involving the generation of carbon dioxide starts, and thereafter, stirring is performed until the generation of carbon dioxide is completed, whereby a suspension in which silver fine particles are suspended in the amine mixture is obtained. 2 steps).

上記懸濁液の分散媒を置換するため、メタノールと水の混合溶媒10mLを加えて撹拌後、遠心分離により銀微粒子を沈殿させて分離した。次に、分離した銀微粒子に対してメタノールと水の混合溶媒10mLを加え、撹拌及び遠心分離を行うことで銀微粒子を沈殿させて銀微粒子を含むスラリーを得た。 In order to replace the dispersion medium of the suspension, 10 mL of a mixed solvent of methanol and water was added and stirred, and then silver fine particles were precipitated and separated by centrifugation. Next, 10 mL of a mixed solvent of methanol and water was added to the separated silver fine particles, and the mixture was stirred and centrifuged to precipitate the silver fine particles to obtain a slurry containing silver fine particles.

得られたスラリー55質量部に対して、分散媒としてシクロヘキサンメタノールを44.5質量部に含窒素ヘテロ環を有する化合物(2,4−ジアミノ−6−{2−[3―(トリメトキシシリル)プロピルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンを0.5質量部溶解した混合溶液45質量部加えて分散させて導電性微粒子分散体2を得た。 Compound (2,4-diamino-6- {2- [3- (trimethoxysilyl)) having a nitrogen-containing heterocycle in 44.5 parts by mass of cyclohexane methanol as a dispersion medium based on 55 parts by mass of the obtained slurry. 45 parts by mass of a mixed solution obtained by dissolving 0.5 parts by mass of propylthio] ethyl} -1,3,5-triazine were added and dispersed to obtain a conductive fine particle dispersion 2.

<実施例3>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を、1−{2−[4,6−ジアミノ−(1,3,5)トリアジン−2−イル]−エチル}−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレアに変更した以外は実施例1と同様にして導電性微粒子分散体3を得た。
<Example 3>
The compound having a nitrogen-containing heterocycle is converted into 1- {2- [4,6-diamino- (1,3,5) triazin-2-yl] -ethyl} -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl]. A conductive fine particle dispersion 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that urea was used.

<実施例4>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を、1−{2−[4,6−ジアミノ−(1,3,5)トリアジン−2−イル]−エチル}−3−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ウレアに変更した以外は実施例1と同様にして導電性微粒子分散体4を得た。
<Example 4>
A compound having a nitrogen-containing heterocycle is converted to 1- {2- [4,6-diamino- (1,3,5) triazin-2-yl] -ethyl} -3- [3- (triethoxysilyl) propyl]. A conductive fine particle dispersion 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that urea was used.

<実施例5>
スラリー55質量部に対して、分散媒としてシクロヘキサンメタノール44.95質量部に、含窒素ヘテロ環を有する化合物(2,4−ジアミノ−6−{2−[2―(メトキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンを0.05質量部溶解した混合溶液45質量部加えて分散させた以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体5を得た。
<Example 5>
A compound having a nitrogen-containing heterocycle (2,4-diamino-6- {2- [2- (methoxycarbonyl) ethylthio] ethyl} is added to 55 parts by mass of the slurry and 44.95 parts by mass of cyclohexane methanol as a dispersion medium. A conductive fine particle dispersion 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 45 parts by mass of a mixed solution obtained by dissolving 0.05 parts by mass of -1,3,5-triazine was added and dispersed.

<実施例6>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を、2,4ジアミノ−6−{2−[2−(メトキシカルボニル)エチルチオ]エチル−1,3,5−トリアジンに変更した以外は実施例1と同様にして導電性微粒子分散体6を得た。
<Example 6>
Conduction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2,4 diamino-6- {2- [2- (methoxycarbonyl) ethylthio] ethyl-1,3,5-triazine. Thus, an aqueous fine particle dispersion 6 was obtained.

<実施例7>
スラリー55質量部に対して、分散媒としてシクロヘキサンメタノール40質量部に、含窒素ヘテロ環を有する化合物(2,4−ジアミノ−6−{2−[2―(メトキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンを5質量部溶解した混合溶液45質量部加えて分散させた以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体7を得た。
<Example 7>
A compound having a nitrogen-containing heterocycle (2,4-diamino-6- {2- [2- (methoxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1 is added to 40 parts by mass of cyclohexane methanol as a dispersion medium with respect to 55 parts by mass of the slurry. Conductive fine particle dispersion 7 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 45 parts by mass of a mixed solution of 5 parts by mass of 2,3,5-triazine was added and dispersed.

<実施例8>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2,4−ジアミノ−6−{2−[2―(エトキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体8を得た。
<Example 8>
Example 1 was repeated except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2,4-diamino-6- {2- [2- (ethoxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1,3,5-triazine. Thus, a conductive fine particle dispersion 8 was obtained.

<実施例9>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2,4−ジアミノ−6−{2−[2―(プロピルオキシカルボニル)エチルチオ]エチル}−1,3,5−トリアジンに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体9を得た。
<Example 9>
Same as Example 1 except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2,4-diamino-6- {2- [2- (propyloxycarbonyl) ethylthio] ethyl} -1,3,5-triazine Thus, a conductive fine particle dispersion 9 was obtained.

<実施例10>
含窒素ヘテロ環を有する化合物をN−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−5−アミノ−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピルチオ]−1H−1,2,4−トリアゾール−1−カルボキサミドに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体10を得た。
<Example 10>
Compounds having a nitrogen-containing heterocycle were converted to N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -5-amino-3- [3- (trimethoxysilyl) propylthio] -1H-1,2,4-triazole-1- A conductive fine particle dispersion 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the carboxamide was changed.

<実施例11>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジンに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体11を得た。
<Example 11>
A conductive fine particle dispersion 11 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2-chloro-4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine.

<実施例12>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を1−[2−(2−メチルイミダゾール−1イル)エチル]−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレアに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体12を得た。
<Example 12>
Example 1 was repeated except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 1- [2- (2-methylimidazol-1-yl) ethyl] -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea. Thus, a conductive fine particle dispersion 12 was obtained.

<実施例13>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を1−[3−(2−エチル−4−メチルイミダゾール−1−イル)プロピル]−3−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ウレアに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体13を得た。
<Example 13>
Except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 1- [3- (2-ethyl-4-methylimidazol-1-yl) propyl] -3- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea. A conductive fine particle dispersion 13 was obtained in the same manner as in Example 1.

<実施例14>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2,2´−ジチオビス{1−[3−(トリメトキシシリル)プロピルカルバモイル]−1H−イミダゾール}に変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体14を得た。
<Example 14>
Dispersion of conductive fine particles was performed in the same manner as in Example 1 except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2,2′-dithiobis {1- [3- (trimethoxysilyl) propylcarbamoyl] -1H-imidazole}. Obtained body 14.

<比較例1>
含窒素ヘテロ環を有する化合物の代わりに、2−メトキシエチルアミンを用いた以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体15を得た。
<Comparative Example 1>
A conductive fine particle dispersion 15 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2-methoxyethylamine was used instead of the compound having a nitrogen-containing heterocycle.

<比較例2>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を4−メトキシピリジンに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体16を得た。
<Comparative Example 2>
A conductive fine particle dispersion 16 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 4-methoxypyridine.

<比較例3>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2−アミノ−1H−イミダゾールに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体17を得た。
<Comparative Example 3>
A conductive fine particle dispersion 17 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2-amino-1H-imidazole.

<比較例4>
含窒素ヘテロ環を有する化合物を2−アミノ−1,3,5−トリアジンに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子分散体18を得た。
<Comparative Example 4>
A conductive fine particle dispersion 18 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the compound having a nitrogen-containing heterocycle was changed to 2-amino-1,3,5-triazine.

実施例及び比較例で用いた含窒素ヘテロ環を有する化合物、及び、これの代わりに用いた化合物を下記表1に示す。 The compounds having a nitrogen-containing heterocycle used in Examples and Comparative Examples and the compounds used in place of them are shown in Table 1 below.

Figure 2020047378
Figure 2020047378

[評価試験]
実施例及び比較例で作製した導電性微粒子分散体を用いて、以下の物性評価を行った。
[Evaluation test]
The following physical property evaluations were performed using the conductive fine particle dispersions produced in Examples and Comparative Examples.

(1)分散性
導電性微粒子分散体を容器中に静置し、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、導電性微粒子分散体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。
(1) The dispersible conductive fine particle dispersion was allowed to stand in a container and allowed to stand at room temperature for one day, and then the presence or absence of a precipitate and the state of the supernatant were visually observed. The dispersibility of the conductive fine particle dispersion was evaluated according to the following criteria.
〇: Almost no sediment was observed under the container.
Δ: A small amount of sediment was observed under the container.
X: There was a clear concentration difference between the upper and lower portions of the container, and sediment was clearly observed.

(2)希釈性
導電性微粒子分散体を分散媒(シクロヘキサンメタノール)で100倍希釈したサンプルを室温で7日間静置した後、分散性を目視で確認した。下記基準により、導電性微粒子分散体の希釈性を評価した。
〇:凝集や銀鏡が見られず、銀微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。
(2) Dilutable A sample obtained by diluting the conductive fine particle dispersion 100-fold with a dispersion medium (cyclohexanemethanol) was allowed to stand at room temperature for 7 days, and then the dispersibility was visually checked. The dilutability of the conductive fine particle dispersion was evaluated according to the following criteria.
〇: No aggregation or silver mirror was observed, and silver fine particles were dispersed.
Δ: Aggregation and silver mirror were observed in part.
×: Aggregation or precipitation occurred.
The silver mirror refers to a state in which most of the particles are dispersed, but some of the particles adhere to the wall surface of the sample tube, causing reflection such as luster.The precipitate is formed at the bottom of the sample tube. Is settled, and liquid and particles are separated.

(3)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20秒の条件でスピンコート法により導電性微粒子分散体を塗布した後、ギヤオーブン中で80℃、1時間の条件で加熱・焼成することにより導電性微粒子分散体を焼結させ、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、下記基準に従い評価した。
式:体積抵抗値(Ω・cm)=表面抵抗値(Ω/□)×導電性被膜の厚み(μm)/10000
◎:体積抵抗値が10μΩ・cm以下であった。
〇:体積抵抗値が20μΩ・cm以下であった。
△:体積抵抗値が100μΩ・cm以下であった。
×:体積抵抗値が100μΩ・cmより大きかった。
(3) A conductive fine particle dispersion was applied on a slide glass having a volume resistance of 25 mm × 25 mm by a spin coating method under the conditions of a rotation speed of 2,000 rpm and a rotation time of 20 seconds, and then heated at 80 ° C. for 1 hour in a gear oven. By heating and baking under the conditions, the conductive fine particle dispersion was sintered to form a conductive film. The surface resistance of this conductive film was measured with a resistivity meter “Loresta GP MCP-T610” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. to obtain the surface resistance. 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 was calculated from the surface resistance and the thickness of the conductive film, and evaluated according to the following criteria.
Formula: Volume resistance (Ω · cm) = Surface resistance (Ω / □) × Thickness of conductive film (μm) / 10000
A: The volume resistance value was 10 μΩ · cm or less.
〇: Volume resistance value was 20 μΩ · cm or less.
Δ: Volume resistance value was 100 μΩ · cm or less.
X: Volume resistance value was larger than 100 μΩ · cm.

(4)密着性試験
25mm×25mmの各種基板上に、回転速度2000rpm、回転時間20秒の条件でスピンコート法により導電性微粒子分散体を塗布した後、ギヤオーブン中で90℃、30分間の条件で加熱・焼成することにより導電性微粒子分散体を焼結させ、導電性被膜を形成した。各種基板に対する導電性被膜の密着性は、ASTM D3359−09に則り、導電性被膜に1mm幅25個の碁盤目をカッターで作製し、碁盤目の部分にテープ(ニチバン(株)製CT−24)を強く圧着させた後、テープを45〜60°の角度で一気に引きはがした場合の状態を目視により観察し、下記基準に従い評価した。
5B:剥がれた格子の割合が0%であった。
4B:剥がれた格子の割合が5%以下であった。
3B:剥がれた格子の割合が15%以下であった。
2B:剥がれた格子の割合が15%より大きく30%以下であった。
1B:剥がれた格子の割合が35%より大きく65%以下であった。
0B:剥がれた格子の割合が65%より大きかった。
なお、各種基板として、ABS、PET、ポリカーボネートの3種類を評価した。
(4) Adhesion test A conductive fine particle dispersion was applied on various substrates of 25 mm x 25 mm by a spin coating method under the conditions of a rotation speed of 2000 rpm and a rotation time of 20 seconds. By heating and baking under the conditions, the conductive fine particle dispersion was sintered to form a conductive film. Adhesion of the conductive film to various substrates was determined by forming 25 squares of 1 mm width on the conductive film with a cutter in accordance with ASTM D3359-09, and applying tape (CT-24 manufactured by Nichiban Co., Ltd.) ) Was strongly pressed, and the state in which the tape was peeled off at an angle of 45 to 60 ° was visually observed and evaluated according to the following criteria.
5B: The percentage of the stripped grid was 0%.
4B: The percentage of the stripped grid was 5% or less.
3B: The percentage of the stripped grid was 15% or less.
2B: The percentage of the stripped grid was more than 15% and 30% or less.
1B: The ratio of the peeled grating was more than 35% and 65% or less.
0B: The percentage of the stripped grid was greater than 65%.
In addition, three types of ABS, PET, and polycarbonate were evaluated as various substrates.

さらに、ABSについては、高湿試験後密着性試験も実施した。これは、上記と同様にして形成された導電性被膜を、60℃、80RH%の高温高湿層に投入し、4時間静置後の導電性被膜とABS樹脂との密着性を上記と同様の手順で同様の基準にしたがい評価したものである。 Further, the ABS was subjected to an adhesion test after the high humidity test. This is because the conductive film formed in the same manner as above is put into a high-temperature and high-humidity layer at 60 ° C. and 80 RH%, and the adhesion between the conductive film and the ABS resin after standing for 4 hours is the same as above. Was evaluated according to the same criteria in the procedure described above.

密着性の総合評価は、全ての基材において、4B以上の評価ものは「〇」とし、3B以上の評価のものは「△」とし、いずれか1つでも2B以下の評価のものは「×」とした。 The comprehensive evaluation of the adhesion was evaluated as “Δ” for all the substrates having a rating of 4B or more, “Δ” for those having a rating of 3B or more, and “×” for any one of the substrates having a rating of 2B or less. "

実施例及び比較例について、導電性微粒子分散体の組成、及び、評価試験の結果を下記表2及び3に示した。 Tables 2 and 3 below show the compositions of the conductive fine particle dispersions and the results of the evaluation tests for the examples and comparative examples.

Figure 2020047378
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Figure 2020047378
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実施例1〜14は、比較例1〜4よりも密着性及び低抵抗値性に優れていた。従って、少なくとも1つのヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有し、分子中にアルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有する、含窒素ヘテロ環を有する化合物を含むことの効果が確認された。また、実施例1と2とを比較すると、いずれも密着性及び低抵抗値性は良好ではあるものの、銀微粒子を被覆する有機成分にアルコキシアミンを用いた実施例1の方が密着性及び低抵抗値化のいずれにおいても優れていた。密着性については、銀微粒子の表面に付着するアルコキシアミンと含窒素ヘテロ環を有する化合物におけるアルコキシ基との反応性が高くなるため、密着性が向上したと考えられる。また、実施例5の結果によると、含窒素ヘテロ環を有する化合物が0.05重量%含まれていれば密着性は改善されるが、高湿試験後の樹脂に対しての密着は低下していた。また、実施例7の結果によると、含窒素ヘテロ環を有する化合物が5.0重量%含まれているとどの樹脂に対しても密着性は改善されるが、体積抵抗値の微増が確認された。 Examples 1 to 14 were superior to Comparative Examples 1 to 4 in adhesion and low resistance value. Therefore, the effect of including a compound having a nitrogen-containing heterocycle having two or more nitrogen atoms in at least one heterocycle and having one or more alkoxy groups and / or alkoxysilyl groups in the molecule has been confirmed. Was done. In addition, when comparing Examples 1 and 2, although adhesion and low resistance value are all good, Example 1 using alkoxyamine as an organic component covering silver fine particles has better adhesion and lower resistance. It was excellent in any of the resistance values. Regarding the adhesion, it is considered that the reactivity between the alkoxyamine adhering to the surface of the silver fine particles and the alkoxy group in the compound having a nitrogen-containing heterocycle was increased, and thus the adhesion was improved. According to the results of Example 5, the adhesion was improved when the compound having a nitrogen-containing heterocycle was contained at 0.05% by weight, but the adhesion to the resin after the high humidity test was reduced. I was According to the results of Example 7, when the compound having a nitrogen-containing heterocycle was contained at 5.0% by weight, the adhesion to any resin was improved, but a slight increase in volume resistance was confirmed. Was.

比較例1では、含窒素ヘテロ環を有する化合物の代わりに、アルコキシ基を有する2-メトキシエチルアミンを用いたが、密着性が得られなかった。これは、特定の含窒素ヘテロ環を有する化合物と比較すると、2-メトキシエチルアミンの熱分解温度が低く、焼成後の導電性被膜中に残りにくく、かつ有機物との親和性が低いため密着性が発現しなかったと考えられる。また、比較例2では、アルコキシ基は有するが、ヘテロ環内の窒素原子数が1つの含窒素ヘテロ環を有する化合物を用いたが、密着性が得られなかった。これも、特定のヘテロ環を有する化合物と比べ、熱分解温度が低く、焼成後の導電性被膜中に4−メトキシピリジンが残りにくく、かつ、有機物との親和性が低いため密着性が発現しなかったものと考えられる。比較例3及び4では、ヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有する含窒素ヘテロ環を有する化合物を用いたが、いずれもアルコキシ基を有さないため、密着性が発現しなかった。 In Comparative Example 1, 2-methoxyethylamine having an alkoxy group was used in place of the compound having a nitrogen-containing heterocycle, but no adhesion was obtained. This is because, compared with a compound having a specific nitrogen-containing heterocycle, the thermal decomposition temperature of 2-methoxyethylamine is lower, it is less likely to remain in the conductive coating after firing, and the affinity with organic substances is low, so that the adhesion is low. It is considered that it did not express. In Comparative Example 2, a compound having an alkoxy group but having a nitrogen-containing heterocycle having one nitrogen atom in the heterocycle was used, but no adhesion was obtained. This also has a lower thermal decomposition temperature than a compound having a specific heterocycle, hardly remains 4-methoxypyridine in the conductive film after firing, and has low affinity with organic substances, thereby exhibiting adhesion. Probably not. In Comparative Examples 3 and 4, a compound having a nitrogen-containing heterocycle having two or more nitrogen atoms in the heterocycle was used. However, since none of the compounds had an alkoxy group, no adhesion was exhibited.

また、実施例1〜14では、分散性、希釈性、体積抵抗値及び密着性において、いずれの実施例においても良好な結果が得られた。


In Examples 1 to 14, good results were obtained in any of the examples in terms of dispersibility, dilutability, volume resistance value, and adhesion.


Claims (5)

銀微粒子、含窒素ヘテロ環を有する化合物、及び、分散媒を含み、
前記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、少なくとも1つのヘテロ環内に2つ以上の窒素原子を有し、分子中にアルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有することを特徴とする導電性微粒子分散体。
Silver fine particles, a compound having a nitrogen-containing heterocycle, and a dispersion medium,
The compound having a nitrogen-containing hetero ring has two or more nitrogen atoms in at least one hetero ring, and has one or more alkoxy groups and / or alkoxy silyl groups in the molecule. Fine particle dispersion.
前記銀微粒子は、表面の少なくとも一部にアルコキシアミンが付着していることを特徴とする請求項1に記載の導電性微粒子分散体。 The conductive fine particle dispersion according to claim 1, wherein the silver fine particles have an alkoxyamine adhered to at least a part of a surface thereof. 前記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、ヘテロ環に結合している置換基及びその置換基の末端の少なくともいずれかにおいて、アルコキシ基及び/又はアルコキシシリル基を1つ以上有することを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性微粒子分散体。 The compound having a nitrogen-containing hetero ring has at least one of an alkoxy group and / or an alkoxysilyl group at at least one of a substituent bonded to the hetero ring and a terminal of the substituent. Item 3. The conductive fine particle dispersion according to Item 1 or 2. 前記含窒素ヘテロ環を有する化合物は、前記銀微粒子100質量部に対し、0.1〜9.1質量部含まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導電性微粒子分散体。 The conductive compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound having a nitrogen-containing heterocycle is contained in an amount of 0.1 to 9.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silver fine particles. Fine particle dispersion. 前記分散媒は、少なくとも1つのヒドロキシ基を有する炭素数が1〜10の化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の導電性微粒子分散体。

The conductive fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the dispersion medium is a compound having at least one hydroxy group and having 1 to 10 carbon atoms.

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