JP2022136229A - 金を含む導電性インク組成物およびその作製法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金を含む導電性インク組成物およびその作製法を提供すること。【解決手段】カルボン酸金がアミンと錯体化される、粒子非含有金錯体ベースのインクが記載される。上記溶液を加熱すると、その金カチオンは、上記カルボキシレートによる上記アミンの酸化的アミド化を触媒して、上記金カチオンを金属性金に同時に還元しながら、短鎖アミドまたはポリマーアミドを形成する。この方法は、極めて多目的に使用でき、純粋な金属性金フィルムならびに特有の特性を有するポリマー金複合材の両方の調製を可能にする。一局面では、導電性金構造を作製するためのインク組成物が提供され、上記インク組成物は、金塩；および錯化剤であって、必要に応じて、短鎖カルボン酸またはその塩をさらに含む錯化剤、を含み、ここで上記金塩は、カルボン酸塩であるか、または上記金塩は、上記短鎖カルボン酸ともしくはその塩とカルボン酸塩を形成し得る。【選択図】なし
Description
関連出願の引用
本出願は、米国仮特許出願第６２／５４０，９０３号（２０１７年８月３日出願。その開示は、その全体において本明細書に参考として援用される）の利益を主張する。
本出願は、米国仮特許出願第６２／５４０，９０３号（２０１７年８月３日出願。その開示は、その全体において本明細書に参考として援用される）の利益を主張する。
発明の分野
本開示は、一般に、導電性金インクの組成物およびその作製法に関する。
本開示は、一般に、導電性金インクの組成物およびその作製法に関する。
発明の背景
商業的に生産される導電性インクの大多数は、微細なスケールの特徴を有する大きな領域を短期間で処理するために、インクジェット、スクリーン印刷、またはロールツーロール加工のために特別にデザインされる。これらのインクは、本質的に異なる粘性および合成パラメーターを有する。粒子ベースのインクは、導電性金属粒子に基づき、その粒子は代表的には、別個に合成され、次いで、インク製剤の中に組み込まれる。その得られたインクは、次いで、その特定の粒子プロセスのために調整される。前駆物質ベースのインクは、加熱の際に導電性金属へと還元される熱不安定な前駆物質錯体に基づく。以前の粒子ベースのおよび前駆物質ベースの方法は概して、導電性コーティングを形成するために高温に依拠し、従って、完全性を維持するために低い処理温度を要求する基材とは適合性でないこともある。
商業的に生産される導電性インクの大多数は、微細なスケールの特徴を有する大きな領域を短期間で処理するために、インクジェット、スクリーン印刷、またはロールツーロール加工のために特別にデザインされる。これらのインクは、本質的に異なる粘性および合成パラメーターを有する。粒子ベースのインクは、導電性金属粒子に基づき、その粒子は代表的には、別個に合成され、次いで、インク製剤の中に組み込まれる。その得られたインクは、次いで、その特定の粒子プロセスのために調整される。前駆物質ベースのインクは、加熱の際に導電性金属へと還元される熱不安定な前駆物質錯体に基づく。以前の粒子ベースのおよび前駆物質ベースの方法は概して、導電性コーティングを形成するために高温に依拠し、従って、完全性を維持するために低い処理温度を要求する基材とは適合性でないこともある。
既存の導電性インク組成物（例えば、銀ベースのインク）のものより低い転換温度において高品質の導電性金属インクを作り出すためのより良好な組成物および方法は、当該分野で必要なものである。室温において安定しかつ貯蔵され得るインク組成物がまた、必要なものである。
金を含む導電性構造を形成するための改善されたインク組成物および上記導電性構造を作製する方法が、本明細書で記載される。
一局面において、導電性金構造を作製するためのインク組成物が本明細書で開示される。上記インク組成物は、金塩；および錯化剤を含み、必要に応じて、短鎖カルボン酸またはその塩をさらに含み、ここで上記金塩は、カルボン酸塩であるか、または上記金塩は、上記短鎖カルボン酸とまたはその塩と、カルボン酸塩を形成し得る。
いくつかの実施形態において、上記金塩は、金（Ｉ）塩、金（ＩＩ）塩、または金（ＩＩＩ）塩である。いくつかの実施形態において、上記金塩は、以下であるか、または以下を含む：ギ酸金（ＩＩＩ）、酢酸金（ＩＩＩ）、プロピオン酸金（ＩＩＩ）、乳酸金（ＩＩＩ）、シュウ酸金（ＩＩＩ）、炭酸金（ＩＩＩ）、硝酸金（ＩＩＩ）、亜硝酸金（ＩＩＩ）、リン酸金（ＩＩＩ）、酸化金（ＩＩＩ）、フッ化金（ＩＩＩ）、臭化金（ＩＩＩ）、塩化金（Ｉ）、塩化金（ＩＩＩ）、塩化金（ＩＩＩ）三水和物、水酸化金（ＩＩＩ）、ヨウ化金（Ｉ）、テトラブロモ金（ＩＩＩ）酸（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏａｕｒａｔｅ（ＩＩＩ））水和物、塩化金（ＩＩＩ）カリウム、またはテレフタル酸金（ＩＩＩ）。
いくつかの実施形態において、上記金塩はカルボン酸金である。
いくつかの実施形態において、錯化剤 対 上記金塩のモル比は、およそ６：１である。
いくつかの実施形態において、上記錯化剤は、アルキルアミンまたはアンモニアであるか、またはこれらを含む。いくつかの実施形態において、上記アルキルアミンは、一級アミン、二級アミン、またはポリアミンであるか、またはこれらを含む。
いくつかの実施形態において、上記アルキルアミンは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ジペンチルアミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記アルキルアミンは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記短鎖カルボン酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、シュウ酸、クエン酸、およびシトラコン酸からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記シトラコン酸は、シトラコン酸無水物から生成される。
いくつかの実施形態において、上記短鎖カルボン酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、シュウ酸、およびクエン酸からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記組成物は、メチレンジアミンまたはエチレンジアミンをさらに含む。
いくつかの実施形態において、上記組成物は、エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む。
いくつかの実施形態において、上記金塩はギ酸金（ＩＩＩ）であり、上記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され、上記短鎖カルボン酸は酢酸である。
いくつかの実施形態において、上記組成物は、エチレンジアミンをさらに含む。
いくつかの実施形態において、上記組成物は、エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む。
別の局面において、金を含む導電性構造を作製するための代替のインク組成物が本明細書で開示される。上記インク組成物は、有機酸の金塩；モノマー構成要素；および約１６
０℃またはこれより低い沸点を有する溶媒を含み；ここで上記有機酸の共役塩基は、上記モノマー構成要素と反応して、イオン性金が元素状金に還元される間にポリマーを形成する。
０℃またはこれより低い沸点を有する溶媒を含み；ここで上記有機酸の共役塩基は、上記モノマー構成要素と反応して、イオン性金が元素状金に還元される間にポリマーを形成する。
いくつかの実施形態において、上記ポリマーは、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、またはポリエステルである。
いくつかの実施形態において、上記有機酸は、シュウ酸（エタン二酸）、マロン酸（プロパン二酸）、コハク酸（ブタン二酸）、グルタル酸（ペンタン二酸）、アジピン酸（ヘキサン二酸）、ピメリン酸（ヘプタン二酸）、スベリン酸（オクタン二酸）、アゼライン酸（ノナン二酸）、セバシン酸（デカン二酸）、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、ヘキサデカン二酸、およびテレフタル酸からなる群より選択されるジカルボン酸を含む。
いくつかの実施形態において、上記モノマー構成要素は、ジアミン、Ｎ－シリル化ジアミン、またはジイソシアネートを含む。
いくつかの実施形態において、上記ジアミンは、直線状脂肪族ジアミン、分枝状脂肪族ジアミン、環式脂肪族ジアミン、または芳香族ジアミンを含む。
いくつかの実施形態において、上記モノマー構成要素は、エチレンジアミン（１，２－ジアミノエタン）、Ｎ－アルキル化ジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、エタンブトール、ＴＭＥＤＡ、１，３－ジアミノプロパン（プロパン－１，３－ジアミン）、プトレシン（ブタン－１，４－ジアミン）、カダベリン（ペンタン－１，５－ジアミン）、またはヘキサメチレンジアミン（ヘキサン－１，６－ジアミン）、エチレンジアミン、１，２－ジアミノプロパン、ジフェニルエチレンジアミン、ｔｒａｎｓ－１，２－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ジアザシクロヘプタン、ｏ－キシリレンジアミン（ＯＸＤ）、ｍ－キシリレンジアミン（ＭＸＤ）、ｐ－キシリレンジアミン（ＰＸＤ）、ｏ－フェニレンジアミン（ＯＰＤ）、ｍ－フェニレンジアミン（ＭＰＤ）、ｐ－フェニレンジアミン（ＰＰＤ）、２，５－ジアミノトルエン、フェニレンジアミンのＮ－メチル化誘導体、ジメチル－４－フェニレンジアミン（ｉｍｅｔｈｙｌ－４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ブチル－１，４－フェニレンジアミン、２個の芳香族環を有するジアミン、４，４’－ジアミノビフェニルもしくは１，８－ジアミノナフタレン、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、メチルイソシアネート（ＭＩＣ）、およびイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、上記ポリマーは、ポリ（アミド酸（ａｍｉｃ ａｃｉｄ））前駆物質から形成されたポリイミド、ポリイソイミド前駆物質、ジエステル－酸およびジアミンの混合物、テトラカルボン酸およびジアミンの混合物、二無水物およびジイソシアネートの混合物、求核性芳香族置換反応を介するポリエーテルイミド、または４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）およびトリメリト酸無水物（ＴＭＡ）の混合物である。
いくつかの実施形態において、上記ポリエステルは、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、およびベクトランからなる群より選択される。
なお別の局面において、金を含む導電性構造を作製する方法が、本明細書で開示される。上記方法は、金塩を含む金属塩組成物および錯化剤を提供する工程；短鎖カルボン酸または上記短鎖カルボン酸の塩を、上記合わせた金属塩組成物および錯化剤に添加して、インク組成物を形成する工程；必要に応じて、上記錯化剤を上記インク組成物から部分的にエバポレートして、濃縮した製剤を形成する工程；ならびに上記金属塩組成物を還元して、金を含む導電性構造を形成する工程を包含し、ここで上記濃縮した製剤および上記金を含む導電性構造は、約１６０℃またはこれより低い温度で形成される。
いくつかの実施形態において、上記温度は、約１４０℃またはこれより低い。
いくつかの実施形態において、上記短鎖カルボン酸または上記短鎖カルボン酸の塩は、上記金塩が上記錯化剤に溶解した後まで添加されない。
いくつかの実施形態において、上記方法は、上記インク組成物を基材上に沈着させる工程をさらに包含する。
いくつかの実施形態において、上記インク組成物は、スプレー加工（ｓｐｒａｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、ディップコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、およびｅ－ジェット印刷（ｅ－ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）からなる群より選択される方法によって、上記基材上に沈着される。
いくつかの実施形態において、上記方法は、上記濃縮した製剤を基材上に沈着させる工程をさらに包含する。
いくつかの実施形態において、上記濃縮した製剤は、スクリーン印刷、ロールツーロール加工、および直接インク書き込み（ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｋ ｗｒｉｔｉｎｇ）からなる群より選択される方法によって上記基材上に沈着される。
さらになお別の局面において、金を含む導電性構造を作製するための代替の方法が本明細書で開示される。上記方法は、有機酸の金塩およびモノマー構成要素を提供する工程；ならびに上記有機酸の共役塩基と上記モノマー構成要素との間でのポリマー形成を引き起こす工程を包含する。
当業者は、適用可能である場合、本明細書で開示される任意の実施形態が、任意の局面において適用され得ることを理解する。
発明の詳細な説明
好ましくは、以下の特徴のうちの１またはこれより多くを含む前駆物質ベースの金導電性インク組成物が、本明細書で開示される。第１に、そのインク組成物からの金導電性構造の形成は、触媒の非存在下で、そのインク自体の中の金イオンによって触媒され得る。この特徴は、以前に公知の前駆物質ベースの導電性インク（例えば、米国特許第９，４６９，７７３号に開示される銀導電性インク組成物）とは根本的に異なる。第２に、そのインク組成物から生成される元素状金は純粋であり、副生成物と夾雑していない。第３に、そのインク組成物は、広い範囲のパターン形成技術（直接インク書き込み、インクジェット印刷、およびエアブラシスプレーが挙げられる）と適合性であるように、低粘性を有し得る。第４に、そのインクを使用して調製されるパターン形成された特徴は、室温において高度に導電性であり得、温和な温度（例えば、＜１４０℃）での焼きなましの際にバルク導電性を達成し得る。
好ましくは、以下の特徴のうちの１またはこれより多くを含む前駆物質ベースの金導電性インク組成物が、本明細書で開示される。第１に、そのインク組成物からの金導電性構造の形成は、触媒の非存在下で、そのインク自体の中の金イオンによって触媒され得る。この特徴は、以前に公知の前駆物質ベースの導電性インク（例えば、米国特許第９，４６９，７７３号に開示される銀導電性インク組成物）とは根本的に異なる。第２に、そのインク組成物から生成される元素状金は純粋であり、副生成物と夾雑していない。第３に、そのインク組成物は、広い範囲のパターン形成技術（直接インク書き込み、インクジェット印刷、およびエアブラシスプレーが挙げられる）と適合性であるように、低粘性を有し得る。第４に、そのインクを使用して調製されるパターン形成された特徴は、室温において高度に導電性であり得、温和な温度（例えば、＜１４０℃）での焼きなましの際にバルク導電性を達成し得る。
本明細書で使用される場合、用語「導電性インク組成物」、「導電性インク」、「インク組成物」、「インク」、またはこれらのバリエーションは、交換可能に使用され得る。
本明細書で開示される場合、導電性「金インク組成物」とは、金塩を含むが、これに限定されないインク組成物をいう。例えば、金塩を含む溶媒および錯化剤の開示が、本明細書で提供されるが、この開示は、決してそのインク組成物を、金塩を唯一の金属源として含む組成物のみに限定するべきではない。いくつかの実施形態において、導電性金インク組成物は、別の金属塩を含み得る；例えば、パラジウム塩は、その導電性インクの安定性を促進するために添加され得る。
本開示の一局面において、金導電性構造は、金触媒性アミド化反応を通じて得られる。例えば、金塩（例えば、金カルボン酸塩）は、アミン溶液に溶解され得、ここでそのアミンは、そのカルボン酸金におけるカルボキシル基と反応して、アミドを形成し、イオン性金は、元素状形態に還元される。このような反応において、そのアミンは、錯化剤および還元剤の両方として機能する。
上記の金触媒性アミド化反応は、およそ１２０℃の温度で起こり得る。このような温度では、液体生成物の全てが、エバポレートされて、導電性元素状金のみが残る。しかし、一部の場合には、その反応がより低温で、例えば、およそ１００℃、およそ８０℃、およそ６０℃、またはさらにより低い温度で実行されることは、有利であり得る。本発明者は、その反応の温度が、そのカルボン酸金を形成するために使用されるカルボン酸の選択によって調節され得ることを発見した。例えば、その反応温度は、そのインク組成物における使用に適切なカルボン酸を選択することによって、６０℃程度の低さ、またはさらにより低いものであり得る。一部の場合には、液体生成物は、元素状金の形成後に残り得る。その残りの液体生成物は、その後の工程におけるエバポレーションによって除去され得るか、またはその状況および条件に適切な場合、他の手段によって除去され得る。
よって、いくつかの実施形態において、導電性金構造を作製するためのインク組成物が提供され、上記インク組成物は、金塩、および錯化剤を含み、必要に応じて、短鎖カルボン酸またはその塩をさらに含み、ここでその金塩は、カルボン酸塩であるか、またはその金塩は、その短鎖カルボン酸ともしくはその塩と、カルボン酸塩を形成し得る。別の方法でいえば、本開示は、導電性金構造を作製するためのインク組成物を提供し、そのインク組成物は、金塩；ならびに（ａ）錯化剤；（ｂ）錯化剤および短鎖カルボン酸、または（ｃ）錯化剤および短鎖カルボン酸の塩のうちの１つを含み、ここでその金塩は、カルボン酸塩であるか、またはその金塩は、その短鎖カルボン酸ともしくはその塩と、カルボン酸塩を形成し得る。
本発明の組成物における使用が見出される金塩としては、ギ酸金（ＩＩＩ）、酢酸金（ＩＩＩ）、プロピオン酸金（ＩＩＩ）、乳酸金（ＩＩＩ）、シュウ酸金（ＩＩＩ）、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、酪酸金（ＩＩＩ）およびペンタン酸金（ＩＩＩ）がまた、その反応温度がより高い場合に使用され得る。
さらなる金塩はまた、金（Ｉ）塩および金（ＩＩ）塩を含め、使用され得る。
いくつかの実施形態において、その反応温度は、１８０℃もしくはこれより低い、１７０℃もしくはこれより低い、１６０℃もしくはこれより低い、１５０℃もしくはこれより低い、１４０℃もしくはこれより低い、１３０℃もしくはこれより低い、１２０℃もしくはこれより低い、１１０℃もしくはこれより低い、１００℃もしくはこれより低い、９０
℃もしくはこれより低い、または８０℃もしくはこれより低い。いくつかの実施形態において、その反応温度は、１８０℃より高いこともある。
℃もしくはこれより低い、または８０℃もしくはこれより低い。いくつかの実施形態において、その反応温度は、１８０℃より高いこともある。
いくつかの実施形態において、その金インク組成物中の唯一の導電性材料は金である。いくつかの実施形態において、複数の導電性材料が金インクに含まれる；例えば、パラジウムは、安定化剤として使用され得る。パラジウムの安定化特性に関するさらなる情報は、米国仮特許出願第６２／５４０，８２９号（２０１７年８月３日出願、発明の名称「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｉｎｋ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｐａｌｌａｄｉｕｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」。これは、その全体において参考として援用される）に見出され得る。
一実施形態において、その錯化剤は、アルキルアミンである。導電性インクを形成するために、その金塩は、そのアルキルアミン中に溶解される。アルキルアミンは、少なくとも１個のＣ１－８アルキル基によって置換されたアミノ基であり、ここでアルキル基とは、指定された炭素原子の数を有する（すなわち、Ｃ１－８は、１～８個の炭素原子を意味する）、直線状、環式、もしくは分枝状またはこれらの組み合わせであり得る炭化水素基をいう。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｔ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ペンチル、イソペンチル、シクロヘキシル、シクロペンチルなどが挙げられる。アルキルアミンは、一級アミン、二級アミンまたは三級アミン、好ましくは、一級アミンであり得る。一部の場合、そのアルキル基における炭素原子のうちの１個またはこれより多くが、ヘテロ原子（例えば、酸素、硫黄、または窒素）で置換され得る。
そのアルキルアミン（これは弱塩基である）は、アミド化反応を通じて、金塩のための還元剤として作用する。さらに、そのアルキルアミンはまた、その金塩のための安定化剤および溶媒として機能する。その金塩またはさらなる金属塩を還元または安定化する任意の適切なアルキルアミンが使用され得る。いくつかの実施形態において、そのアルキルアミンは、約１４０℃またはこれより低い沸点を有する。いくつかの実施形態において、そのアルキルアミンは、約１２０℃またはこれより低い沸点を有する。いくつかの実施形態において、そのアルキルアミンは、約１００℃またはこれより低い沸点を有する。約１２０℃またはこれより低い沸点を有するアルキルアミンの例としては、Ｃ６Ｈ１５Ｎの異性体、Ｃ５Ｈ１３Ｎの異性体、Ｃ４Ｈ１１Ｎの異性体、Ｃ３Ｈ９Ｎの異性体、Ｃ２Ｈ７Ｎの異性体、およびＣＨ５Ｎの異性体が挙げられるが、これらに限定されない。取り扱いにおける便宜上、そのアルキルアミンが約４０℃またはこれより高い沸点を有することは、望ましいことであり得る。約４０℃～１８０℃の間の沸点を有するアルキルアミンの例としては、メチルアミン、エチルアミン、アニリン、プロピルアミン、ｎ－ブチルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ｓ－ブチルアミン、イソブチルアミン、イソペンチルアミン、１－メチルブチルアミン、１－アミノ－２－メチルブタン、Ｎ－メチルジエチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、およびジペンチルアミンが挙げられるが、これらに限定されない。エーテル連結を含むアルキルアミン、例えば、メトキシエチルアミンなどはまた、本発明の組成物における使用に適していると考えられる。好ましくはそのアミンは、プロピルアミン、ｎ－ブチルアミン、またはアミルアミン；より好ましくは、プロピルアミンまたはｎ－ブチルアミンである。
いくつかの実施形態において、そのアルキルアミンは、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、およびメトキシエチルアミンからなる群より選択される。いくつかの実施形態において、そのアルキルアミンは、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、およびアミルアミンからなる群より選択される。
そのアルキルアミンは、特定の適用のためにその沸点に基づいて選択され得る。沈着方法（例えば、インクジェット印刷またはｅ－ジェット）に関しては、より大きな安定性が概して好ましく、従って、より高い沸点を有するアルキルアミン（例えば、約１０４℃の沸点を有するアミルアミン）を使用することは、好ましいことであり得る。いくつかの局面において、アルキルアミンに加えて短鎖ジアミン（例えば、メチレンジアミンまたはエチレンジアミン）を添加して、さらにより高い安定性を提供することは、望ましいことであり得る。しかし、エチレンジアミンが単独で使用される場合、その得られる金含有生成物の導電率は、所望されるほど高くないこともある。従って、アルキルアミンおよびエチレンジアミンの組み合わせ（例えば、金ベースのインクを調製するために所定の比のアミルアミンとエチレンジアミン）を使用することは、有利であり得る。アルキルアミン 対
エチレンジアミンの比は、容積：容積ベースで、約４：１～約１：４の範囲に入り得、そして好ましくは、約１：１である。別の短鎖ジアミン（例えば、メチレンジアミンのような）は、エチレンジアミンの代わりに、またはエチレンジアミンに加えて、使用され得る。
エチレンジアミンの比は、容積：容積ベースで、約４：１～約１：４の範囲に入り得、そして好ましくは、約１：１である。別の短鎖ジアミン（例えば、メチレンジアミンのような）は、エチレンジアミンの代わりに、またはエチレンジアミンに加えて、使用され得る。
いくつかの実施形態において、導電性インクを形成するために、十分なアルキルアミンが、その短鎖カルボン酸金とそのアルキルアミンとの間でのアミド化反応を促進するために添加され得る。好ましくは、短鎖カルボン酸と比べて過剰のアルキルアミンは、その短鎖カルボン酸が錯体化され、それによって還元剤として作用するために利用できないことを担保するために使用される。そのアルキルアミン 対 その短鎖カルボン酸塩のモル比は、少なくとも約１：１、好ましくは少なくとも約３：１、より好ましくは少なくとも約６：１である。いくつかの実施形態において、そのアルキルアミン 対 その短鎖カルボン酸塩のモル比は、６：１より大きい。操作性の容易さのために、十分なアミンを添加して、その金塩または任意のさらなる金属塩を溶解することは、望ましいことであり得る。必要とされるアルキルアミンの量は、アルキルアミンを金塩および任意のさらなる金属塩にゆっくりと添加すること、ならびにその金塩および任意のさらなる金属塩の溶解をモニターすることによって決定され得る。いくつかの局面において、約２ｍＬのアルキルアミンは、約１ｇの金塩または任意のさらなる金属塩を溶解するために使用され得る。溶媒または他の成分（例えば、より高分子量のアルキルアミンまたはジアミン）を添加して溶解を補助することを含む、その金塩および任意のさらなる金属塩の溶解を補助する当業者に公知の他の方法がまた、企図される。
いくつかの局面において、アルキルアミンおよび金塩（および任意のさらなる金属塩）の混合物に溶媒を添加することは、望ましいことであり得る。その溶媒は、好ましくは、最大で１８０℃の沸点を有する。適切な溶媒の例としては、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、および２－プロパノールが挙げられる）、エステル、ケトン、およびエーテルが挙げられる。好ましくはその溶媒は、水、エタノール、ブタノール、またはプロピレングリコールである。いくつかの局面において、その溶媒は、２種またはこれより多くの共溶媒を含み得る。例えば、その溶媒は、水および別の共溶媒（例えば、ブタノールまたはプロピレングリコール）を含み得る。
別の実施形態において、その錯化剤は、水酸化アンモニウム（例えば、アンモニアまたは水性アンモニア）である。その導電性インクを形成するために、金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）は、その水酸化アンモニウムに溶解される。その水酸化アンモニウム（これは弱塩基である）は、金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）のための安定化剤および溶媒として作用する。その水酸化アンモニウムは、その金インク組成物のための還元剤として作用することは意図されない（すなわち、それは、金塩または適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩を認識できる程度に還元しない）。
本開示の別の局面において、その導電性インク組成物を形成するために、短鎖カルボン酸が、その組成物に添加され得る（例えば、金カルボン酸塩およびアルキルアミンに加えて）。本明細書で記載される実施形態のうちのいずれかにおいて、好ましくは、金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）を錯化剤中で溶解した後に、その短鎖カルボン酸は、インク製剤を形成するために添加される。その短鎖カルボン酸は、その金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）のための還元剤として機能し得る。代わりに、またはさらに、その短鎖カルボン酸の塩（例えば、アンモニウム塩）は、そのインク製剤を形成するために添加され得る。その短鎖カルボン酸の塩は、概して、その短鎖カルボン酸に言及して本明細書で記載されるように、その金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）のための還元剤として機能し得る。理論に拘束されることは望まないが、短鎖カルボン酸を錯化剤の存在下で添加することによって、酸塩基錯体がその短鎖カルボン酸とその錯化剤との間で形成され、それによって、その短鎖カルボン酸が、その金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる塩）を直ぐに還元することを妨げると考えられる。そのインク製剤が濃縮されかつその錯化剤がエバポレーションを含む適切な条件によって除去されるにつれて、その短鎖カルボン酸は遊離され、その短鎖カルボン酸による元素状金（酸化状態ゼロの金）への金塩の還元が起こり得る。１種またはこれより多くのさらなる金属塩が存在する場合（例えば、銀塩またはパラジウム塩）、そのさらなる金属塩は、それらの対応する元素状金属形態へも還元される。
いくつかの実施形態において、その短鎖カルボン酸は、７個の炭素またはこれより少ない鎖長を有し得、代表的には、５個の炭素またはこれより少ない鎖長を有する。短鎖カルボン酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、およびペンタン酸が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、その短鎖カルボン酸は、２個の炭素またはこれより少ない鎖長を有する。より好ましくはその短鎖カルボン酸は、ギ酸である。ギ酸は、その低沸点および揮発性の副生成物に起因して、特に有利であることが見出されている。ギ酸は、アルデヒド官能性を含み、これは、その還元能力を増強する。金塩は元素状金に還元されるにつれて、ギ酸は、次に、カルボン酸へと酸化され、これは次に、二酸化炭素および水を形成し、これらはともに揮発性の副生成物である。よって、アルデヒド官能性を含む短鎖カルボン酸は、好ましい短鎖カルボン酸である。さらに、ギ酸を使用すると、二酸化炭素および水の形成が生じ得、残留還元剤を残さない。
本開示の代替の局面において、その短鎖カルボン酸は、金塩（または適用可能な場合には、任意のさらなる金属塩）のための還元剤であるが、その短鎖カルボン酸を混合物に添加する際に起こるその錯化剤との錯体化に起因して、その酸は、その金塩を還元することから実質的に妨げられる。一般に、その金塩の還元は、その錯化剤がインク製剤から部分的にまたは完全にエバポレートされるまで起こらない。その錯化剤は、所望の基材上にそのインク製剤を沈着させた後にエバポレートされ得る。その時点で、その酸は、その金塩を還元して、その基材上に、導電性金コーティングまたは他の金構造を形成する。あるいは、その錯化剤は、そのインクの粘性を増大させ、そして印刷技術（例えば、直接インク書き込み）における使用のための濃縮した製剤を形成するために、さらなる処理工程の間にそのインクから部分的にエバポレートされ得る。この場合に、沈着させる前に、その金塩の部分的還元が起こり、その結果、そのインクは、その部分的還元の間に形成された導電性金粒子（例えば、ナノ結晶）とともに、反応していない金塩の混合物を含む複合構造を有し得る。このような複合インクの粘性は、そのインクが三次元構造の製作の間に隙間に拡がらなければならない直接インク書き込みのような印刷技術に合わせて調整され得る。その錯化剤のエバポレーションは、代表的には、約１２０℃未満の高温で、または約５０℃～１００℃の間で、または約６０℃～９０℃の間で起こる。そのエバポレーションは、その錯化剤の揮発性およびそのエバポレーションが実施される温度に依存して、数分または数時間の期間にわたって起こり得る。その錯化剤はまた、より長い期間にわたって室
温でエバポレートされ得る。一部の場合には、そのエバポレーションは、減圧下で行われ得る。銀塩がさらなる金属塩として存在する実施形態において、ＵＶ光はまた、ＵＶ光が銀塩を還元することから、熱の代わりにその反応を加速させるために使用され得る。
温でエバポレートされ得る。一部の場合には、そのエバポレーションは、減圧下で行われ得る。銀塩がさらなる金属塩として存在する実施形態において、ＵＶ光はまた、ＵＶ光が銀塩を還元することから、熱の代わりにその反応を加速させるために使用され得る。
いくつかの実施形態において、水酸化アンモニウムおよび金塩（および適用可能である場合には、任意のさらなる金属塩）の混合物に溶媒を添加することは、望ましいことであり得る。その溶媒は好ましくは、最大で１６０℃の沸点を有する。適切な溶媒の例としては、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、および２－プロパノールが挙げられる）、エステル、ケトン、およびエーテルが挙げられる。好ましくはその溶媒は、水またはエタノールである。
好ましくは、粒子形成は、エバポレーションが続くときに、パターン形成後にのみ起こり得る。高度に導電性の金構造は、還元後に、低い処理温度であっても残る。なぜなら非金構成成分の低沸点が、その非金構成成分の、制御されかつ完全またはほぼ完全な除去を可能にするからである。
別の局面において、その金導電性構造は、金触媒性の重合を通じて得られる。例えば、元素状金は、有機酸の金塩とモノマー構成要素とを合わせることによって形成され得、ここでその有機酸の共役塩基は、そのモノマー構成要素と反応して、元素状金を生じる間にポリマー材料を形成する。いくつかの実施形態において、その得られるポリマーは、ポリアミドである。いくつかの実施形態において、その得られるポリマーは、ポリイミドである。いくつかの実施形態において、その得られるポリマーは、ポリアミドイミドである。いくつかの実施形態において、その得られるポリマーは、ポリエステルである。
代表的には、ポリアミドの形成は、重合が低温（＜１４０℃）で起こるためには、カルボン酸塩およびジアミン構成要素に加えて、活性化基（例えば、塩化カルボニル）を要する。有害な副生成物（例えば、塩酸）は、しばしば形成される。本明細書で開示される場合、元素状金は、触媒として機能して、有害な副生成物の形成を回避し得る。
いくつかの実施形態において、そのポリアミドは、有機酸の金塩とジアミンとの間で形成される。いくつかの実施形態において、そのポリアミドは、ジイソシアネートおよび有機酸の金塩によって形成される。
いくつかの実施形態において、その有機酸は、ジカルボン酸である。例示的なジカルボン酸としては、シュウ酸（エタン二酸）、マロン酸（プロパン二酸）、コハク酸（ブタン二酸）、グルタル酸（ペンタン二酸）、アジピン酸（ヘキサン二酸）、ピメリン酸（ヘプタン二酸）、スベリン酸（オクタン二酸）、アゼライン酸（ノナン二酸）、セバシン酸（デカン二酸）、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、ヘキサデカン二酸、およびテレフタル酸が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、その有機酸は、テレフタル酸である。
いくつかの実施形態において、そのモノマー構成要素は、ジアミンである。いくつかの実施形態において、そのモノマー構成要素は、Ｎ－シリル化ジアミンである。いくつかの実施形態において、そのモノマー構成要素は、ジイソシアネートである。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、直線状脂肪族ジアミン（エチレンジアミン（１，２－ジアミノエタン）、Ｎ－アルキル化ジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、エタンブトール、ＴＭＥＤＡ、１，３－ジアミノプロパン（プロパン－１，３－ジアミン）、プトレシン（ブタン－１，４－ジアミン）、カダベリン（ペンタン－１，５
－ジアミン）、またはヘキサメチレンジアミン（ヘキサン－１，６－ジアミン）が挙げられるが、これらに限定されない）である。
－ジアミン）、またはヘキサメチレンジアミン（ヘキサン－１，６－ジアミン）が挙げられるが、これらに限定されない）である。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、分枝状脂肪族ジアミン（エチレンジアミンまたはその誘導体（例えば、１，２－ジアミノプロパン、ジフェニルエチレンジアミン、またはｔｒａｎｓ－１，２－ジアミノシクロヘキサン）が挙げられるが、これらに限定されない）である。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、環式脂肪族ジアミン（例えば、１，４－ジアザシクロヘプタン）である。いくつかの実施形態において、そのジアミンは、キシリレンジアミン（ｏ－キシリレンジアミン（ＯＸＤ）、ｍ－キシリレンジアミン（ＭＸＤ）、またはｐ－キシリレンジアミン（ＰＸＤ）が挙げられるが、これらに限定されない）である。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、芳香族ジアミン（ｏ－フェニレンジアミン（ＯＰＤ）、ｍ－フェニレンジアミン（ＭＰＤ）、ｐ－フェニレンジアミン（ＰＰＤ）、または２，５－ジアミノトルエン（これは、ＰＰＤに関連するが、その環上にメチル基を含む）が挙げられるが、これらに限定されない）である。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、フェニレンジアミンの種々のＮ－メチル化誘導体（例えば、ジメチル－４－フェニレンジアミンまたはＮ，Ｎ’－ジ－２－ブチル－１，４－フェニレンジアミン）を含む。
いくつかの実施形態において、そのジアミンは、２個の芳香族環を有するジアミンおよびその誘導体（例えば、４，４’－ジアミノビフェニルまたは１，８－ジアミノナフタレン）を含む。
いくつかの実施形態において、そのジイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、メチルイソシアネート（ＭＩＣ）、またはイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、そのポリマーは、ポリ（アミド酸）前駆物質から誘導体化されたポリイミドである。いくつかの実施形態において、そのポリイミドは、ポリイソイミド前駆物質から形成される。いくつかの実施形態において、そのポリイミドは、ジエステル－酸およびジアミンから形成される。いくつかの実施形態において、そのポリイミドは、テトラカルボン酸およびジアミンから形成される。いくつかの実施形態において、そのポリイミドは、二無水物およびジイソシアネートから形成される。いくつかの実施形態において、そのポリイミドは、求核性芳香族置換反応を介してポリエーテルイミドから形成される。
いくつかの実施形態において、そのポリマーは、例えば、４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）とトリメリト酸無水物（ＴＭＡ）との間で形成されるポリアミドイミドである。
いくつかの実施形態において、そのポリマーは、ジカルボン酸の金塩とジオールとの間で形成されるポリエステルである。例示的なポリエステルとしては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐ
ＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはベクトランが挙げられる。
ＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはベクトランが挙げられる。
いくつかの実施形態において、金塩およびモノマー構成要素の重合混合物に溶媒を添加することは、望ましいことであり得る。その溶媒は好ましくは、最大で１６０℃の沸点を有する。適切な溶媒の例としては、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、および２－プロパノールが挙げられる）、エステル、ケトン、およびエーテルが挙げられる。好ましくはその溶媒は、水またはエタノールである。
本明細書で記載される方法および適用に対する他の適切な改変および適合が、本発明の範囲またはその任意の実施形態から逸脱することなく行われ得ることは、関連分野の当業者に容易に明らかである。今や本発明は詳細に記載されているが、以下の実施例を参照することによって、本発明はより明確に理解される。実施例は、例証目的でのみここで含められ、本発明の限定であるとは意図されない。
以下の非限定的な例は、本明細書で開示される発明の実施形態をさらに例証するために提供される。以下に続く実施例の中で開示される技術は、本発明の実施において十分に機能することが見出されたアプローチを表し、従って、その実施のための態様の例を構成すると考えられ得ることは、当業者によって認識されるべきである。しかし、当業者は、本開示に鑑みて、多くの変更が開示される具体的実施形態の中で行われ、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、同様のもしくは類似の結果をなお得ることができることを認識するべきである。
実施例１． 金触媒性アミド化
金イオンインクを、アンモニア、一級アミン、二級アミン、またはポリアミンおよびその金の種のイオン価に対して化学量論的な量のカルボン酸対イオンからなる群に由来する６個の窒素との錯体化によって作製し得る。例えば、代表的には、酢酸金（ＩＩＩ）を、アンモニアまたはアミン中に溶解して、その対応するアミドを中程度の温度（８０～１４０℃）において作製できた。他のカルボン酸対イオンを使用できた（例えば、金塩に由来
するポリカルボキシレートまたは他の単一のカルボキシレート）。
金イオンインクを、アンモニア、一級アミン、二級アミン、またはポリアミンおよびその金の種のイオン価に対して化学量論的な量のカルボン酸対イオンからなる群に由来する６個の窒素との錯体化によって作製し得る。例えば、代表的には、酢酸金（ＩＩＩ）を、アンモニアまたはアミン中に溶解して、その対応するアミドを中程度の温度（８０～１４０℃）において作製できた。他のカルボン酸対イオンを使用できた（例えば、金塩に由来
するポリカルボキシレートまたは他の単一のカルボキシレート）。
さらに、酸化金または他の金塩を、その対応するカルボン酸および窒素含有基を有する溶液中に溶解して、その対応するアミドまたはポリアミドを作製できた。
例えば、１ｍＭｏｌの酢酸Ａｕ（ＩＩＩ）を、６ｍＭｏｌのジブチルアミンで溶解して、主に粒子を含まない半透明の黄色溶液を作製した。基材に沈着させ、１２０℃へと加熱した際に、金フィルムが、ジブチルアセトアミドの形成の間に形成された。
同様に、６ｍＭｏｌのメチルアミンを使用した場合、１２０℃において、メチルアセトアミドが生成される間に金フィルムが形成された。
電子求引性基（例えば、ハライド（優先的にはフッ化物））をアミン（例えば、過フッ化ジブチルアミン（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｄｉｂｕｔｙｌａｍｉｎｅ））に添加した場合、その反応は、遙かに低い温度で、一部の場合には、８０℃程度の低い温度で起こった。
実施例２． 金触媒性重合
ここでは、テレフタル酸Ａｕ（ＩＩＩ）を、アルコール中の１，４－フェニレンジアミンと混合した。１２０℃では、その溶液は５分間未満で重合した。１００℃では、その溶液は１０分未満で重合した。顕著なことには、そのポリマーフィルムは直ぐに、副生成物なしで表面上に金フィルムで金属化された。
ここでは、テレフタル酸Ａｕ（ＩＩＩ）を、アルコール中の１，４－フェニレンジアミンと混合した。１２０℃では、その溶液は５分間未満で重合した。１００℃では、その溶液は１０分未満で重合した。顕著なことには、そのポリマーフィルムは直ぐに、副生成物なしで表面上に金フィルムで金属化された。
実施例３． 代替の金インク組成物
代替の金インク組成物は、以下のとおりに提供される：シトラコン酸金（ＩＩＩ）塩を、メタノール中のスラリーとして水酸化金（ＩＩＩ）とシトラコン酸無水物とを（１：１．５～１：４）モル比で混合することによって合成する。そのシトラコン酸金（ＩＩＩ）沈殿物を、溶媒をエバポレートし、メタノールで洗浄することによって単離する。その得られる固体を、６：１比のアミルアミンと混合して、シトラコン酸金（ＩＩＩ）の半透明な溶液を形成する。次いで、この溶液を、基材上に沈着させ、１００℃へと５～１０分間にわたって加熱する。この温度では、その溶液は金属性金へと完全に分解し、連続した高度に導電性のフィルム（＜０．１Ω／平方（ＯＰＳ））を形成する。
代替の金インク組成物は、以下のとおりに提供される：シトラコン酸金（ＩＩＩ）塩を、メタノール中のスラリーとして水酸化金（ＩＩＩ）とシトラコン酸無水物とを（１：１．５～１：４）モル比で混合することによって合成する。そのシトラコン酸金（ＩＩＩ）沈殿物を、溶媒をエバポレートし、メタノールで洗浄することによって単離する。その得られる固体を、６：１比のアミルアミンと混合して、シトラコン酸金（ＩＩＩ）の半透明な溶液を形成する。次いで、この溶液を、基材上に沈着させ、１００℃へと５～１０分間にわたって加熱する。この温度では、その溶液は金属性金へと完全に分解し、連続した高度に導電性のフィルム（＜０．１Ω／平方（ＯＰＳ））を形成する。
上記の種々の方法および技術は、本発明を実施するために多くの方法を提供する。当然のことながら、記載される全ての目的または利点が、本明細書で記載される任意の特定の実施形態に従って必ずしも達成され得るわけではないことは、理解されるべきである。従って、例えば、当業者は、その方法が、本明細書で教示または示唆され得るとおりの他の目的または利点を必ず達成するわけではなくても、本明細書で教示されるとおりの１つの利点または利点の群を達成または最適化する様式で行われ得ることを認識する。種々の有利なおよび不利な代替手段は、本明細書で言及される。いくつかの好ましい実施形態は、１つの、別の、またはいくつかの有利な特徴を具体的に含み、その一方で、他のものが、１つの、別の、またはいくつかの不利な特徴を具体的に排除し、その一方でなお他のものが、１つの、別の、またはいくつかの有利な特徴の包含によって、現在の不利な特徴を具体的に軽減し得ることは、理解されるべきである。
さらに、当業者は、異なる実施形態から種々の特徴の適用可能性を認識する。同様に、上記で考察される種々の要素、特徴および工程、ならびに各々のこのような要素、特徴または工程の他の公知の均等物は、本明細書で記載される原理に従う方法を実施するために、当業者によって混合および適合され得る。その種々の要素、特徴および工程の中で、多様な実施形態において、あるものは具体的に含められ、他のものは具体的に排除される。
本発明は、ある種の実施形態および例の状況で開示されてきたが、本発明の実施形態が、その具体的に開示された実施形態を超えて、他の代替の実施形態ならびに／またはその使用および改変および均等物へと拡がることは、当業者によって理解される。
多くのバリエーションおよび代替の要素が、本発明の実施形態において開示されている。なおさらなるバリエーションおよび代替の要素は、当業者に明らかである。
いくつかの実施形態において、本発明のある種の実施形態を記載し、特許請求するために使用される成分、特性（例えば、分子量、反応条件など）の量を表す数字は、場合によっては、用語「約（ａｂｏｕｔ）」によって修飾されていると理解されるべきである。よって、いくつかの実施形態において、書面による説明および添付の特許請求の範囲に示される数値パラメーターは、特定の実施形態によって得ようと努められる所望の特性に依存して変動し得る近似値である。いくつかの実施形態において、その数値パラメーターは、報告された有効数字の数に鑑みて、および通常の丸め技術を適用することによって、解釈されるべきである。本発明のいくつかの実施形態の広い範囲を示す数値範囲およびパラメーターは概算値であるにも関わらず、その具体例において示される数値は、可能な限り正確に報告される。本発明のいくつかの実施形態に示される数値は、それらそれぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じるある種のエラーを含み得る。
いくつかの実施形態において、用語「１つの、ある（ａ）」および「１つの、ある（ａｎ）」および「この、その、上記（ｔｈｅ）」および本発明の特定の実施形態を記載する状況において使用される類似の参照（特に、以下の請求項のある種のものの状況において）は、単数形および複数形の両方を網羅すると解釈され得る。本明細書中の値の範囲の記載は、その範囲内に入る各別個の値に個々に言及する簡便法として役立つことが意図されるに過ぎない。本明細書で別段示されなければ、各個々の値は、本明細書で個々に記載されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書で別段示されなければ、またはさもなければ状況が明らかに矛盾しなければ、任意の適切な順序で行われ得る。本明細書のある種の実施形態に関して提供される任意のおよび全ての例、または例示的な文言（例えば、「のような、例えば（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、本発明をよりよく例証することが意図されるに過ぎず、別途特許請求される発明の範囲に対する限定を引き起こさない。本明細書中の文言は、発明の実施に必須の任意の特許請求されていない要素を示すと解釈されるべきではない。
本明細書で開示される発明の代替の要素または実施形態の分類は、限定として解釈されるべきではない。各群のメンバーは、個々に、またはその群の他のメンバーもしくは本明細書で見出される他の要素との任意の組み合わせにおいて言及され、特許請求され得る。群の１またはこれより多くのメンバーは、便宜上および／または特許性の理由から、群の中に含められ得るか、または群から削除され得る。任意のこのような包含または削除が起こる場合、本明細書は、改変され、従って、添付の特許請求の範囲において使用される全てのマーカッシュグループの書面による記載を満たすとしてその群を含むとこれにおいて見做される。
本発明の好ましい実施形態は、本明細書で記載されている。それら好ましい実施形態に対するバリエーションは、前述の説明を読めば、当業者に明らかになる。当業者は、適切である場合にこのようなバリエーションを使用し得、そして本発明は、本明細書で具体的に記載されるもの以外の他の方法で実施され得ることが企図される。よって、本発明の多くの実施形態は、適用可能な法律によって許容されるように、本明細書に添付される請求項に記載される主題の全ての改変および均等物を含む。さらに、全ての考えられるそのバリエーションにおける上記の要素の任意の組み合わせは、本明細書で別段示されなければ
、またはさもなければ状況が明らかに矛盾しなければ、本発明によって包含される。
、またはさもなければ状況が明らかに矛盾しなければ、本発明によって包含される。
さらに、本明細書全体を通じて特許および印刷された刊行物に対して多くの言及が行われてきた。上記で引用した参考文献および印刷された刊行物の各々は、それらの全体において本明細書に参考として個々に援用される。
締めくくるに当たって、本明細書で開示される発明の実施形態は、本発明の原理の例証であることは、理解されるべきである。使用され得る他の改変は、本発明の範囲内にあり得る。従って、例示によるが限定ではなく、本発明の代替の構成は、本明細書中の教示に従って利用され得る。よって、本発明の実施形態は、示されかつ記載されるとおりの正確なものに限定されない。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
導電性金構造を作製するためのインク組成物であって、前記インク組成物は、
金塩；および
錯化剤であって、必要に応じて、短鎖カルボン酸またはその塩をさらに含む錯化剤、
を含み、ここで前記金塩は、カルボン酸塩であるか、または前記金塩は、前記短鎖カルボン酸ともしくはその塩とカルボン酸塩を形成し得る、インク組成物。
（項目２）
前記金塩は、金（Ｉ）塩、金（ＩＩ）塩、または金（ＩＩＩ）塩である、項目１に記載のインク組成物。
（項目３）
前記金塩は、ギ酸金（ＩＩＩ）、酢酸金（ＩＩＩ）、プロピオン酸金（ＩＩＩ）、乳酸金（ＩＩＩ）、シュウ酸金（ＩＩＩ）、炭酸金（ＩＩＩ）、硝酸金（ＩＩＩ）、亜硝酸金（ＩＩＩ）、リン酸金（ＩＩＩ）、酸化金（ＩＩＩ）、フッ化金（ＩＩＩ）、臭化金（ＩＩＩ）、塩化金（Ｉ）、塩化金（ＩＩＩ）、塩化金（ＩＩＩ）三水和物、水酸化金（ＩＩＩ）、ヨウ化金（Ｉ）、テトラブロモ金（ＩＩＩ）酸水和物、塩化金（ＩＩＩ）カリウム、またはテレフタル酸金（ＩＩＩ）である、項目１に記載のインク組成物。
（項目４）
前記金塩は、カルボン酸金である、項目１に記載のインク組成物。
（項目５）
錯化剤 対 前記金塩のモル比は、およそ６：１である、項目１に記載のインク組成物。
（項目６）
前記錯化剤は、アルキルアミンまたはアンモニアである、項目１に記載のインク組成物。
（項目７）
前記アルキルアミンは、一級アミン、二級アミン、またはポリアミンである、項目６に記載のインク組成物。
（項目８）
前記アルキルアミンは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ジペンチルアミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、項目６に記載のインク組成物。
（項目９）
前記短鎖カルボン酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、シュウ酸、クエン酸、およびシトラコン酸からなる群より選択される、項目１に記載のインク組成物。
（項目１０）
メチレンジアミンまたはエチレンジアミンをさらに含む、項目１に記載のインク組成物。
（項目１１）
エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む、項目１に記載のインク組成物。
（項目１２）
前記金塩はギ酸金（ＩＩＩ）であり、そして
前記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、
項目１に記載のインク組成物。
（項目１３）
前記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され、そして
前記短鎖カルボン酸は酢酸である、
項目１に記載のインク組成物。
（項目１４）
エチレンジアミンをさらに含む、項目１３に記載のインク組成物。
（項目１５）
エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む、項目１３に記載のインク組成物。
（項目１６）
金を含む導電性構造を作製するためのインク組成物であって、前記インク組成物は、
有機酸の金塩；
モノマー構成要素；および
約１６０℃またはこれより低い沸点を有する溶媒；
を含み、ここで前記有機酸の共役塩基は、前記モノマー構成要素と反応して、イオン性金が元素状金に還元される間にポリマーを形成する、インク組成物。
（項目１７）
前記ポリマーは、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、またはポリエステルである、項目１６に記載のインク組成物。
（項目１８）
前記有機酸は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、ヘキサデカン二酸、およびテレフタル酸からなる群より選択されるジカルボン酸を含む、項目１６に記載のインク組成物。
（項目１９）
前記モノマー構成要素は、ジアミン、Ｎ－シリル化ジアミン、またはジイソシアネートを含む、項目１６に記載のインク組成物。
（項目２０）
前記ジアミンは、直線状脂肪族ジアミン、分枝状脂肪族ジアミン、環式脂肪族ジアミン、または芳香族ジアミンを含む、項目１９に記載のインク組成物。
（項目２１）
前記モノマー構成要素は、エチレンジアミン、Ｎ－アルキル化ジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、エタンブトール、ＴＭＥＤＡ、１，３－ジアミノプロパン、プトレシン、カダベリン、またはヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、１，２－ジアミノプロパン、ジフェニルエチレンジアミン、ｔｒａｎｓ－１，２－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ジアザシクロヘプタン、ｏ－キシリレンジアミン、ｍ－キシリレンジアミン、ｐ－キシリレンジアミン、ｏ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、ｐ－フェニレンジアミン、２，５－ジアミノトルエン、フェニレンジアミンのＮ－メチル化誘導体、ジメチル－４－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ブチル－１，４－フェニレンジアミン、２個の芳香族環を有するジアミン、４，４’－ジアミノビフェニルもしくは１，８－ジアミノナフタレン、トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチルイソシアネート、およびイソホロンジイソシアネートからなる群より選択される、項目１９に記載のインク組成物。
（項目２２）
前記ポリマーは、ポリ（アミド酸）前駆物質から形成されたポリイミド、ポリイソイミド前駆物質、ジエステル－酸およびジアミンの混合物、テトラカルボン酸およびジアミンの混合物、二無水物およびジイソシアネートの混合物、求核性芳香族置換反応を介するポリエーテルイミド、または４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネートおよびトリメリト酸無水物の混合物である、項目１６に記載のインク組成物。
（項目２３）
前記ポリエステルは、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンスクシネート、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、およびベクトランからなる群より選択される、項目１７に記載のインク組成物。
（項目２４）
金を含む導電性構造を作製する方法であって、前記方法は、
金塩を含む金属塩組成物および錯化剤を提供する工程；
短鎖カルボン酸またはその塩を、合わせた前記金属塩組成物および錯化剤に添加して、インク組成物を形成する工程；
必要に応じて、前記錯化剤を前記インク組成物から部分的にエバポレートして、濃縮した製剤を形成する工程；ならびに
前記金属塩組成物を還元して、金を含む導電性構造を形成する工程、
を包含し、ここで前記濃縮した製剤および前記金を含む導電性構造は、約１６０℃またはこれより低い温度で形成される、方法。
（項目２５）
前記温度は、約１４０℃またはこれより低い、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記短鎖カルボン酸または前記短鎖カルボン酸の塩は、前記金塩が前記錯化剤に溶解した後まで添加されない、項目２４に記載の方法。
（項目２７）
前記インク組成物を基材上に沈着させる工程をさらに包含する、項目２４に記載の方法。
（項目２８）
前記インク組成物は、スプレー加工、ディップコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、およびｅ－ジェット印刷からなる群より選択される方法によって前記基材上に沈着される、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記濃縮した製剤を基材上に沈着させる工程をさらに包含する、項目２４に記載の方法。
（項目３０）
前記濃縮した製剤は、スクリーン印刷、ロールツーロール加工、および直接インク書き込みからなる群より選択される方法によって前記基材上に沈着される、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
金を含む導電性構造を作製する方法であって、前記方法は、
有機酸の金塩およびモノマー構成要素を提供する工程；ならびに
前記有機酸の共役塩基と前記モノマー構成要素との間のポリマー形成を引き起こす工程、
を包含する、方法。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
導電性金構造を作製するためのインク組成物であって、前記インク組成物は、
金塩；および
錯化剤であって、必要に応じて、短鎖カルボン酸またはその塩をさらに含む錯化剤、
を含み、ここで前記金塩は、カルボン酸塩であるか、または前記金塩は、前記短鎖カルボン酸ともしくはその塩とカルボン酸塩を形成し得る、インク組成物。
（項目２）
前記金塩は、金（Ｉ）塩、金（ＩＩ）塩、または金（ＩＩＩ）塩である、項目１に記載のインク組成物。
（項目３）
前記金塩は、ギ酸金（ＩＩＩ）、酢酸金（ＩＩＩ）、プロピオン酸金（ＩＩＩ）、乳酸金（ＩＩＩ）、シュウ酸金（ＩＩＩ）、炭酸金（ＩＩＩ）、硝酸金（ＩＩＩ）、亜硝酸金（ＩＩＩ）、リン酸金（ＩＩＩ）、酸化金（ＩＩＩ）、フッ化金（ＩＩＩ）、臭化金（ＩＩＩ）、塩化金（Ｉ）、塩化金（ＩＩＩ）、塩化金（ＩＩＩ）三水和物、水酸化金（ＩＩＩ）、ヨウ化金（Ｉ）、テトラブロモ金（ＩＩＩ）酸水和物、塩化金（ＩＩＩ）カリウム、またはテレフタル酸金（ＩＩＩ）である、項目１に記載のインク組成物。
（項目４）
前記金塩は、カルボン酸金である、項目１に記載のインク組成物。
（項目５）
錯化剤 対 前記金塩のモル比は、およそ６：１である、項目１に記載のインク組成物。
（項目６）
前記錯化剤は、アルキルアミンまたはアンモニアである、項目１に記載のインク組成物。
（項目７）
前記アルキルアミンは、一級アミン、二級アミン、またはポリアミンである、項目６に記載のインク組成物。
（項目８）
前記アルキルアミンは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ジペンチルアミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、項目６に記載のインク組成物。
（項目９）
前記短鎖カルボン酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、シュウ酸、クエン酸、およびシトラコン酸からなる群より選択される、項目１に記載のインク組成物。
（項目１０）
メチレンジアミンまたはエチレンジアミンをさらに含む、項目１に記載のインク組成物。
（項目１１）
エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む、項目１に記載のインク組成物。
（項目１２）
前記金塩はギ酸金（ＩＩＩ）であり、そして
前記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、
項目１に記載のインク組成物。
（項目１３）
前記錯化剤は、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、ジペンチルアミン、アンモニア、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され、そして
前記短鎖カルボン酸は酢酸である、
項目１に記載のインク組成物。
（項目１４）
エチレンジアミンをさらに含む、項目１３に記載のインク組成物。
（項目１５）
エタノール、ブタノール、プロピレングリコール、水、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む、項目１３に記載のインク組成物。
（項目１６）
金を含む導電性構造を作製するためのインク組成物であって、前記インク組成物は、
有機酸の金塩；
モノマー構成要素；および
約１６０℃またはこれより低い沸点を有する溶媒；
を含み、ここで前記有機酸の共役塩基は、前記モノマー構成要素と反応して、イオン性金が元素状金に還元される間にポリマーを形成する、インク組成物。
（項目１７）
前記ポリマーは、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、またはポリエステルである、項目１６に記載のインク組成物。
（項目１８）
前記有機酸は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、ヘキサデカン二酸、およびテレフタル酸からなる群より選択されるジカルボン酸を含む、項目１６に記載のインク組成物。
（項目１９）
前記モノマー構成要素は、ジアミン、Ｎ－シリル化ジアミン、またはジイソシアネートを含む、項目１６に記載のインク組成物。
（項目２０）
前記ジアミンは、直線状脂肪族ジアミン、分枝状脂肪族ジアミン、環式脂肪族ジアミン、または芳香族ジアミンを含む、項目１９に記載のインク組成物。
（項目２１）
前記モノマー構成要素は、エチレンジアミン、Ｎ－アルキル化ジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、１，１－ジメチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、エタンブトール、ＴＭＥＤＡ、１，３－ジアミノプロパン、プトレシン、カダベリン、またはヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、１，２－ジアミノプロパン、ジフェニルエチレンジアミン、ｔｒａｎｓ－１，２－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ジアザシクロヘプタン、ｏ－キシリレンジアミン、ｍ－キシリレンジアミン、ｐ－キシリレンジアミン、ｏ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、ｐ－フェニレンジアミン、２，５－ジアミノトルエン、フェニレンジアミンのＮ－メチル化誘導体、ジメチル－４－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ブチル－１，４－フェニレンジアミン、２個の芳香族環を有するジアミン、４，４’－ジアミノビフェニルもしくは１，８－ジアミノナフタレン、トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチルイソシアネート、およびイソホロンジイソシアネートからなる群より選択される、項目１９に記載のインク組成物。
（項目２２）
前記ポリマーは、ポリ（アミド酸）前駆物質から形成されたポリイミド、ポリイソイミド前駆物質、ジエステル－酸およびジアミンの混合物、テトラカルボン酸およびジアミンの混合物、二無水物およびジイソシアネートの混合物、求核性芳香族置換反応を介するポリエーテルイミド、または４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネートおよびトリメリト酸無水物の混合物である、項目１６に記載のインク組成物。
（項目２３）
前記ポリエステルは、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンスクシネート、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、およびベクトランからなる群より選択される、項目１７に記載のインク組成物。
（項目２４）
金を含む導電性構造を作製する方法であって、前記方法は、
金塩を含む金属塩組成物および錯化剤を提供する工程；
短鎖カルボン酸またはその塩を、合わせた前記金属塩組成物および錯化剤に添加して、インク組成物を形成する工程；
必要に応じて、前記錯化剤を前記インク組成物から部分的にエバポレートして、濃縮した製剤を形成する工程；ならびに
前記金属塩組成物を還元して、金を含む導電性構造を形成する工程、
を包含し、ここで前記濃縮した製剤および前記金を含む導電性構造は、約１６０℃またはこれより低い温度で形成される、方法。
（項目２５）
前記温度は、約１４０℃またはこれより低い、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記短鎖カルボン酸または前記短鎖カルボン酸の塩は、前記金塩が前記錯化剤に溶解した後まで添加されない、項目２４に記載の方法。
（項目２７）
前記インク組成物を基材上に沈着させる工程をさらに包含する、項目２４に記載の方法。
（項目２８）
前記インク組成物は、スプレー加工、ディップコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、およびｅ－ジェット印刷からなる群より選択される方法によって前記基材上に沈着される、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記濃縮した製剤を基材上に沈着させる工程をさらに包含する、項目２４に記載の方法。
（項目３０）
前記濃縮した製剤は、スクリーン印刷、ロールツーロール加工、および直接インク書き込みからなる群より選択される方法によって前記基材上に沈着される、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
金を含む導電性構造を作製する方法であって、前記方法は、
有機酸の金塩およびモノマー構成要素を提供する工程；ならびに
前記有機酸の共役塩基と前記モノマー構成要素との間のポリマー形成を引き起こす工程、
を包含する、方法。
Claims (1)
- 明細書中に記載の発明。
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