JP5239700B2 - Coating film forming method using metal fine particle dispersion and coating film using the same - Google Patents

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本発明は、金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法及びそれを用いた塗膜に関し、さらに詳しくは、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いて塗膜を形成する際、顔料として使用する場合、乾燥後に表面に割れがなく金属光沢があり、耐久性に優れた塗膜が得られ、また、導電膜形成用材料として使用する場合、乾燥後に低温焼成することにより、焼成後の塗膜(以下、焼成膜と呼称する場合がある。)の体積抵抗率が低下され、低抵抗の塗膜が得られる塗膜形成方法と、それを用いた意匠用、又は電子部品の回路形成用として好適な塗膜に関する。   The present invention relates to a coating film forming method using a metal fine particle dispersion and a coating film using the same, and more specifically, when forming a coating film using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent. When used as a pigment, there is no crack on the surface after drying and there is a metallic luster, and a coating film with excellent durability is obtained, and when used as a conductive film forming material, by baking at low temperature after drying, A coating film forming method in which the volume resistivity of a coating film after firing (hereinafter sometimes referred to as a fired film) is reduced and a low resistance coating film is obtained, and a design or electronic component using the coating film forming method The present invention relates to a coating film suitable for forming a circuit.

従来、粒径が100nm以下の金属微粒子を含む金属微粒子分散液は、塗布した際の塗膜表面の平滑性が高く、さらに、焼結性の高さ、インクジェットで吐出した際のノズルの詰まりにくさ等もあって、印刷による導電膜形成用材料、意匠性顔料等への応用が進められている。しかしながら、分散液の種類や塗膜の厚みによっては、乾燥時に、乾燥むらによる厚みの均一性悪化、体積収縮によるひび割れ等の問題が起こりやすく、特に、例えば1μm以上の膜厚に、塗膜が厚膜化されるとき、これらの問題が発生する傾向がある。   Conventionally, a metal fine particle dispersion containing metal fine particles having a particle size of 100 nm or less has high smoothness of the coating film surface when applied, and also has high sinterability and clogging of nozzles when ejected by inkjet. Due to the difficulty and the like, application to materials for forming conductive films by printing, design pigments, and the like is being promoted. However, depending on the type of dispersion and the thickness of the coating film, problems such as deterioration in thickness uniformity due to uneven drying and cracks due to volume shrinkage are likely to occur during drying. In particular, the coating film has a thickness of, for example, 1 μm or more. These problems tend to occur when the film is thickened.

ところで、導電膜形成用材料としては、厚いほど抵抗値が低減でき、また、意匠性顔料としては、厚く塗ることで耐久性が向上し、下地に対する隠蔽力を向上することできるため、塗膜の厚膜化が盛んに行われている。しかしながら、得られる塗膜の均一性が悪く、欠陥がある場合には、前述したような期待される性能向上が達成されない。   By the way, as the material for forming the conductive film, the resistance value can be reduced as the thickness increases, and as the design pigment, the durability can be improved by applying the coating pigment thickly, and the hiding power to the base can be improved. Thickening is actively performed. However, when the obtained coating film has poor uniformity and has defects, the expected performance improvement as described above cannot be achieved.

このため、均一で欠陥がない塗膜を形成するため、様々な方法が提案されている。
例えば、機能性材料を溶剤に溶解又は分散させた溶液を基板に塗布する工程と、減圧下で溶剤を除去する工程と、不活性ガス雰囲気下で焼成する工程とを含む、機能膜の製造方法(例えば、特許文献1参照。)が提案されている。しかしながら、この方法では、乾燥を減圧下で行うため、特別な設備が必要となるので、設備費用が高くなり、かつ工程も煩雑になるという問題点があった。また、ここでは、粒子分散液に用いる溶剤の沸点は、200〜300℃であり、低温焼成による導電膜を得る場合には、溶剤の残留による抵抗値の悪化が予想される。
For this reason, various methods have been proposed to form a uniform and defect-free coating film.
For example, a method for producing a functional film, which includes a step of applying a solution in which a functional material is dissolved or dispersed in a solvent to a substrate, a step of removing the solvent under reduced pressure, and a step of baking in an inert gas atmosphere. (See, for example, Patent Document 1). However, in this method, since drying is performed under reduced pressure, special equipment is required, so that the equipment cost is high and the process is complicated. Here, the boiling point of the solvent used in the particle dispersion is 200 to 300 ° C., and when a conductive film is obtained by low-temperature firing, the resistance value is expected to deteriorate due to the residual solvent.

また、金属微粒子と、水と、揮発性有機溶剤と、不揮発性有機化合物とを含む金属微粒子分散液を基材の表面に塗布し、乾燥させた後、焼成する金属皮膜の形成方法(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。しかしながら、この方法では、分散液中に揮発性有機溶剤を大量に含有するため、乾燥速度が極めて早く、ハンドリング性の悪化とともに、インクジェットへの適用ではノズルに乾燥物が詰まり、吐出できなくなる可能性がある。さらに、低抵抗の導電膜を形成させる場合、不揮発性有機化合物の熱分解温度以上に加熱する必要があり、低温焼成性に優れているとは言い難い。   In addition, a method for forming a metal film (for example, a method of applying a metal fine particle dispersion containing metal fine particles, water, a volatile organic solvent, and a non-volatile organic compound to the surface of the substrate, drying, and firing) (See Patent Document 2). However, since this method contains a large amount of volatile organic solvent in the dispersion, the drying speed is very fast, handling properties deteriorate, and when applied to inkjet, the nozzle may be clogged with dry matter and may not be ejected. There is. Furthermore, when a low-resistance conductive film is formed, it is necessary to heat to a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the nonvolatile organic compound, and it is difficult to say that the low-temperature firing property is excellent.

また、低抵抗の導電膜を形成する方法として、有機溶剤、ナノスケール金属粒子又は分解性金属有機化合物、及び熱分解性ポリマーを含む高導電性インク組成物と、該高導電性インク組成物を加熱形成する金属導電パターンの作製方法(例えば、特許文献3参照。)が提案されている。しかしながら、この方法は、低抵抗の導電膜の形成に関するものであり、意匠性顔料への適用に関しては不明であり、しかも、塗布後の加熱形成が必須であるので、用途的にも限定されるものであった。   Further, as a method for forming a low-resistance conductive film, a highly conductive ink composition containing an organic solvent, nanoscale metal particles or a decomposable metal organic compound, and a thermally decomposable polymer, and the highly conductive ink composition A method for producing a metal conductive pattern to be heated (for example, see Patent Document 3) has been proposed. However, this method relates to the formation of a low-resistance conductive film, and is unclear as to application to a design pigment, and is also limited in application because it is essential to form heat after coating. It was a thing.

ところで、金属微粒子分散液の中で、銅粒微子分散液を用いて得られる塗膜は、銅が持っている高導電性により低抵抗が得られることから導電膜としても有用であり、一方、特有の色調が得られることから意匠性が高く、顔料としても非常に有用であることから注目されている。しかしながら、従来、銅微粒子を用いる場合、銀などの貴金属微粒子の場合に比べ、耐酸化性が劣る欠点があり、そのため、分散液中、或いは塗布、乾燥後の銅微粒子の酸化により、意匠の変化、長期保存性、低温焼結性等において劣り、実用化には至っていない。   By the way, in the metal fine particle dispersion, the coating film obtained by using the copper particle micron dispersion is useful as a conductive film because low resistance is obtained by the high conductivity of copper. Since a unique color tone is obtained, it has been attracting attention because it has high designability and is very useful as a pigment. However, conventionally, when copper fine particles are used, there is a disadvantage that the oxidation resistance is inferior compared with the case of noble metal fine particles such as silver. Therefore, the design changes due to oxidation of the copper fine particles in the dispersion or after coating and drying. It is inferior in long-term storability, low-temperature sinterability, etc., and has not been put into practical use.

この解決策として、導電性が必要な回路形成用の銅微粒子分散液として、水溶性高分子及びヒドロキシカルボン酸により被覆された粒径100nm以下の銅微粒子とヒドロキシカルボン酸、多価アルコール及び/又は極性溶剤からなるもの(例えば、特許文献4参照)が提案されている。しかしながら、この提案は、低温焼成を前提にした回路形成用の用途であるので、意匠性を必要とする印刷用に用いる際には、その用途が限定されてしまう。また、ここで、開示されている焼成温度は、250〜300℃であるので、回路形成用の銅微粒子分散液としても、さらなる焼成温度の低温化が求められている。
以上の状況から、金属微粒子分散液を用いて、意匠用、又は電子部品の回路形成用として好適な塗膜が形成することができる方法が求められている。
As a solution to this, as a copper fine particle dispersion for circuit formation that requires electrical conductivity, copper fine particles having a particle diameter of 100 nm or less coated with a water-soluble polymer and hydroxycarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid, polyhydric alcohol and / or The thing which consists of polar solvents (for example, refer patent document 4) is proposed. However, since this proposal is an application for forming a circuit on the premise of low-temperature firing, the application is limited when used for printing that requires design. In addition, since the disclosed firing temperature is 250 to 300 ° C., further reduction of the firing temperature is demanded for the copper fine particle dispersion for circuit formation.
From the above situation, there is a demand for a method capable of forming a coating film suitable for design or circuit formation of electronic parts using a metal fine particle dispersion.

特開2006−068598号公報(第1頁、第2頁)JP 2006-068598 A (first page, second page) 特開2006−321948号公報(第1頁、第2頁)JP 2006-321948 A (first page, second page) 特開2007−182547号公報(第1頁、第2頁)JP 2007-182547 A (first page, second page) WO2007/013393号公報(第1頁)WO2007 / 013393 (first page)

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いて塗膜を形成する際、顔料として使用する場合、乾燥後に表面に割れがなく金属光沢があり、耐久性に優れた塗膜が得られ、また、導電膜形成用材料として使用する場合、乾燥後に低温焼成することにより、焼成膜の体積抵抗率が低下され、低抵抗の塗膜が得られる塗膜形成方法と、それを用いた意匠用、又は電子部品の回路形成用として好適な塗膜を提供することにある。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to form a coating film using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent. There is no metallic luster and a coating film with excellent durability is obtained. When used as a conductive film forming material, the volume resistivity of the fired film is reduced by low-temperature firing after drying, resulting in low resistance. It is in providing the coating film suitable for the coating-film formation method from which the coating film of this is obtained, and the design using the same, or the circuit formation of an electronic component.

本発明者らは、上記目的を達成するために、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いる塗膜の形成方法について、鋭意研究を重ねた結果、特定の平均粒径を有する金属微粒子と特定の溶剤を含む金属微粒子分散液を用いて、ヒドロキシカルボン酸を特定量含有する塗布液を調製し、これを塗布した後、特定の条件で乾燥処理に付したところ、塗膜の均一性が向上するとともに、金属微粒子の耐酸化性が向上し、欠陥のない塗膜が得られ、顔料として使用する際、乾燥後に表面に割れがなく金属光沢があり、意匠用として好適な耐久性に優れた塗膜が得られること、及び、さらに前記乾燥処理に続いて、特定の条件で焼成処理に付したところ、導電膜形成用材料として使用する際、低温焼成することにより、焼成膜の体積抵抗率が低下され、電子部品の回路形成用として好適な低抵抗の塗膜が得られることを見出し、本発明を完成した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive research on a method for forming a coating film using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent, and as a result, have a specific average particle diameter. Using a metal fine particle dispersion containing metal fine particles and a specific solvent, a coating solution containing a specific amount of hydroxycarboxylic acid was prepared, and after applying this, it was subjected to a drying treatment under specific conditions. Improves uniformity, improves oxidation resistance of metal fine particles, gives a coating film without defects, and has a metallic luster with no cracks on the surface after drying when used as a pigment. When a coating film having excellent properties is obtained, and further subjected to a baking treatment under specific conditions following the drying treatment, when used as a material for forming a conductive film, it is fired at a low temperature. Volume fraction of Rate is lowered, it found that coating of a suitable low resistance is obtained as the circuit-forming electronic components, thus completing the present invention.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いる塗膜の形成方法であって、
下記の(イ)及び(ロ)の要件を満足する金属微粒子分散液に、さらにヒドロキシカルボン酸を添加して、(ハ)の要件を満足する塗布液を調製し、これを塗布した後、室温〜120℃の温度で乾燥処理に付すことにより、塗膜の均一性を向上させ、塗膜のひび割れを抑制して、金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜を得るようにすることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。
(イ)前記金属微粒子は、その平均粒径が10〜100nmである。
(ロ)前記溶剤は、極性溶剤である。
(ハ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である。
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a method for forming a coating film using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent,
Hydroxycarboxylic acid is further added to the metal fine particle dispersion satisfying the following requirements (a) and (b) to prepare a coating solution satisfying the requirement (c). By applying a drying treatment at a temperature of ˜120 ° C., the uniformity of the coating film is improved, cracking of the coating film is suppressed, and a coating film having a metallic luster and having excellent design properties is obtained. A method for forming a coating film is provided.
(A) The metal fine particles have an average particle size of 10 to 100 nm.
(B) The solvent is a polar solvent.
(C) The coating solution has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 5 to 40% by mass.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記乾燥処理は、非還元性雰囲気下に行うことを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the coating film forming method according to the first aspect, wherein the drying treatment is performed in a non-reducing atmosphere.

また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、さらに前記乾燥処理に続いて、200℃以上、250℃未満の温度で焼成処理に付すことを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a third invention of the present invention, in the first or second invention, the coating film is further subjected to a baking treatment at a temperature of 200 ° C. or more and less than 250 ° C. following the drying treatment. A forming method is provided.

また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3いずれかの発明において、前記ヒドロキシカルボン酸は、クエン酸であることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the coating film forming method according to any one of the first to third aspects, wherein the hydroxycarboxylic acid is citric acid.

また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4いずれかの発明において、前記金属微粒子は、金、パラジウム、白金、銀又は銅から選ばれる少なくとも1種の微粒子であることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a fifth invention of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the metal fine particles are at least one fine particle selected from gold, palladium, platinum, silver or copper. A method for forming a coating film is provided.

また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5いずれかの発明において、前記金属微粒子は、そのハロゲン元素の含有量が20質量ppm以下であることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a sixth invention of the present invention, in any one of the first to fifth inventions, the metal fine particles have a halogen element content of 20 ppm by mass or less. Is provided.

また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6いずれかの発明において、前記金属微粒子分散液は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、又はトリエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種の溶液中に、金属微粒子を構成する金属の酸化物、水酸化物又は塩と、分散剤である水溶性高分子と、核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドとを添加し、加熱することにより、還元析出させた金属微粒子と溶剤から構成されるものであることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a seventh invention of the present invention, in any one of the first to sixth inventions, the metal fine particle dispersion is in at least one solution selected from ethylene glycol, diethylene glycol, or triethylene glycol. Addition of metal oxides, hydroxides or salts of metal fine particles, a water-soluble polymer as a dispersant, and a noble metal compound or noble metal colloid for nucleation, and heating to reduce precipitation. Further, a method for forming a coating film characterized by comprising a metal fine particle and a solvent is provided.

また、本発明の第8の発明によれば、第7の発明において、前記金属微粒子分散液のハロゲン元素の含有量は、該分散液中の金属微粒子に対し20質量ppm以下であることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the halogen element content of the metal fine particle dispersion is 20 ppm by mass or less based on the metal fine particles in the dispersion. A method for forming a coating film is provided.

また、本発明の第9の発明によれば、第7又は8の発明において、前記(ハ)の要件の代わりに、下記の(ニ)の要件を満足することを特徴とする塗膜形成方法が提供される。
(ニ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が15〜35質量%である。
According to the ninth invention of the present invention, in the seventh or eighth invention, instead of the requirement (c), the following requirement (d) is satisfied: Is provided.
(D) The coating liquid has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 15 to 35% by mass.

また、本発明の第10の発明によれば、第9の発明において、前記金属は、銅であることを特徴とする塗膜形成方法が提供される。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the coating film forming method according to the ninth aspect, wherein the metal is copper.

また、本発明の第11の発明によれば、第10の発明の塗膜形成方法により得られる銅からなる塗膜であって、基板に塗布後、窒素雰囲気下に220℃で1時間焼成した際に得られる膜厚が1μm以上であり、焼成膜の体積抵抗率が、50μΩ・cm以下であることを特徴とする塗膜が提供される。 According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a coating film made of copper obtained by the coating film forming method of the tenth invention, which is baked at 220 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere after being applied to the substrate. There is provided a coating film characterized in that the film thickness obtained in this case is 1 μm or more and the volume resistivity of the fired film is 50 μΩ · cm or less.

本発明の金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法は、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いて塗膜を形成する際、塗膜の均一性が向上するとともに、金属微粒子の耐酸化性が向上し、欠陥のない塗膜が得られるので、顔料として使用する場合、乾燥後に表面に割れがなく金属光沢があり、耐久性に優れた塗膜が、また、導電膜形成用材料として使用する場合、低温焼成することにより、焼成膜の体積抵抗率が低下され、低抵抗の塗膜が、容易に得られる塗膜形成方法であり、また、それを用いて得られた塗膜は、意匠用又は電子部品の回路形成用として好適な塗膜であるので、その工業的価値は極めて大きい。   The method for forming a coating film using the metal fine particle dispersion according to the present invention improves the uniformity of the coating film when the coating film is formed using the metal fine particle dispersion composed of the metal fine particles and the solvent. Since the oxidation resistance of the fine particles is improved and a coating film having no defect is obtained, when used as a pigment, the coating film has a metallic luster without cracking on the surface after drying and has excellent durability. When used as a forming material, the volume resistivity of the fired film is reduced by firing at a low temperature, and a low-resistance coating film is a coating film forming method that can be easily obtained. Since the coating film is a coating film suitable for design or circuit formation of electronic parts, its industrial value is extremely large.

以下、本発明の金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法及びそれを用いた塗膜を詳細に説明する。
1.金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法
本発明の金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法は、金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いる塗膜の形成方法であって、
下記の(イ)及び(ロ)の要件を満足する金属微粒子分散液に、さらにヒドロキシカルボン酸を添加して、(ハ)の要件を満足する塗布液を調製し、これを塗布した後、室温〜120℃の温度で乾燥処理に付すことにより、塗膜の均一性を向上させ、塗膜のひび割れを抑制して、金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜を得るようにすることを特徴とする。
(イ)前記金属微粒子は、その平均粒径が10〜100nmである。
(ロ)前記溶剤は、極性溶剤である。
(ハ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である。
これによって、顔料として使用する際、乾燥後に表面に割れがなく金属光沢があり、意匠用に好適な耐久性に優れた塗膜が得られる。
Hereinafter, a coating film forming method using the metal fine particle dispersion of the present invention and a coating film using the same will be described in detail.
1. Coating film forming method using metal fine particle dispersion The coating film forming method using the metal fine particle dispersion of the present invention is a coating film forming method using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent. ,
Hydroxycarboxylic acid is further added to the metal fine particle dispersion satisfying the following requirements (a) and (b) to prepare a coating solution satisfying the requirement (c). By applying a drying treatment at a temperature of ˜120 ° C., the uniformity of the coating film is improved, cracking of the coating film is suppressed, and a coating film having a metallic luster and having excellent design properties is obtained. And
(A) The metal fine particles have an average particle size of 10 to 100 nm.
(B) The solvent is a polar solvent.
(C) The coating solution has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 5 to 40% by mass.
As a result, when used as a pigment, a coating film excellent in durability suitable for design can be obtained because the surface has no crack after drying and has a metallic luster.

また、上記塗膜形成方法において、さらに前記乾燥処理に続いて、200℃以上、250℃未満の温度で焼成処理に付すことを加えれば、導電膜形成用材料として使用する際、低温焼成することにより、焼成膜の体積抵抗率が低下され、電子部品の回路形成用として好適な低抵抗の塗膜が得られる。   Further, in the coating film forming method, if it is further subjected to a baking treatment at a temperature of 200 ° C. or more and less than 250 ° C. following the drying treatment, it is fired at a low temperature when used as a conductive film forming material. As a result, the volume resistivity of the fired film is lowered, and a low-resistance coating film suitable for circuit formation of electronic parts is obtained.

本発明において、その平均粒径が10〜100nmである金属微粒子と極性溶剤とから構成される金属微粒子分散液に、ヒドロキシカルボン酸を添加して、溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である塗布液を調製し、これを塗布した後、室温〜120℃の温度での乾燥処理、或いは200℃以上、250℃未満の温度での低温焼成処理に付すことが重要である。
これにより、簡便な方法で、欠陥がなく金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜が得られる。すなわち、ヒドロキシカルボン酸を添加することにより、乾燥処理に際し、ヒドロキシカルボン酸がバインダーとして作用し、塗膜の均一性が向上して乾燥むら及び収縮によるひび割れを抑えることができる。また、焼成処理に際し、塗膜の体積抵抗率を低下させることができる。なお、体積抵抗率の低下は、ヒドロキシカルボン酸が、乾燥時のひび割れを防止すること以外に、金属微粒子表面で金属と反応して、例えばヒドロキシカルボン酸銅等のヒドロキシカルボン酸金属を形成し、焼成時に分解することで生成した活性の高い金属が互いに焼結するためであると考えられる。
In the present invention, hydroxycarboxylic acid is added to a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles having an average particle diameter of 10 to 100 nm and a polar solvent, and the content of hydroxycarboxylic acid in the solvent is 5 to 5. It is important to prepare a coating solution of 40% by mass and apply it, followed by a drying treatment at a temperature of room temperature to 120 ° C. or a low-temperature baking treatment at a temperature of 200 ° C. or more and less than 250 ° C. .
Thereby, the coating film excellent in the designability which has a metal luster without a defect by a simple method is obtained. That is, by adding the hydroxycarboxylic acid, the hydroxycarboxylic acid acts as a binder during the drying treatment, the uniformity of the coating film is improved, and drying unevenness and cracking due to shrinkage can be suppressed. Moreover, the volume resistivity of the coating film can be reduced during the firing treatment. In addition, the decrease in volume resistivity is that the hydroxycarboxylic acid reacts with the metal on the surface of the metal fine particles to form a hydroxycarboxylic acid metal such as copper hydroxycarboxylate, in addition to preventing cracking during drying, This is probably because the highly active metals produced by decomposition during firing sinter together.

上記塗布液のヒドロキシカルボン酸の含有量としては、下記の(ハ)の要件を満足し、好ましくは下記の(ニ)の要件を満足するものである。
(ハ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である。
(ニ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が15〜35質量%である。
すなわち、ヒドロキシカルボン酸の添加量を調整して、塗布液の溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%、好ましくは10〜40質量%、より好ましくは15〜35質量%とする。ここで、前記ヒドロキシカルボン酸の含有量が5質量%未満では、塗膜の均一性の向上に大きな効果が見られない。一方、前記ヒドロキシカルボン酸の含有量が40質量%を超えると、それ以上の均一性の向上に大きな効果が見られず、pHの急激な低下による粒子の凝集が起こりやすくなるとともに、特に、金属微粒子として、銅微粒子を用いた場合には、ヒドロキシカルボン酸による銅の溶解が顕著になる。
The hydroxycarboxylic acid content of the coating solution satisfies the following requirement (c), and preferably satisfies the following requirement (d).
(C) The coating solution has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 5 to 40% by mass.
(D) The coating liquid has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 15 to 35% by mass.
That is, the amount of hydroxycarboxylic acid added is adjusted so that the content of hydroxycarboxylic acid in the solvent of the coating solution is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 35% by mass. . Here, if content of the said hydroxycarboxylic acid is less than 5 mass%, a big effect is not seen in the improvement of the uniformity of a coating film. On the other hand, when the content of the hydroxycarboxylic acid exceeds 40% by mass, no significant effect is seen in the improvement of uniformity, and the particles tend to agglomerate due to a rapid drop in pH. When copper fine particles are used as the fine particles, the dissolution of copper by hydroxycarboxylic acid becomes remarkable.

上記ヒドロキシカルボン酸としては、特に限定されるものではなく、例えば、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸などが挙げられ、溶剤への溶解性、粘度調整等を考慮して、これらの1種又は2種以上を適宜選択して用いることができるが、この中で、特に水、アルコール等の極性溶剤に対する溶解度が高く、かつ金属微粒子の酸化防止効果が大きいクエン酸が好ましい。   The hydroxycarboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include lactic acid, malic acid, citric acid, gluconic acid, and the like, and one of these is considered in consideration of solubility in a solvent, viscosity adjustment, and the like. Alternatively, two or more kinds can be appropriately selected and used, and among these, citric acid is particularly preferable because it has high solubility in polar solvents such as water and alcohol and has a large antioxidant effect on metal fine particles.

上記塗布液中の金属微粒子の含有量としては、特に限定されるものはなく、塗布液の全量に対し2〜70質量%が好ましく、30〜60質量%がより好ましい。
すなわち、金属微粒子の含有量が2質量未満では、良好な金属光沢を呈する印刷面を達成出来ない恐れがある。一方、金属微粒子の含有量が70質量%を超えると、乾燥による目詰まりや粘度の増大により、インクジェット方式での印刷などに用いた場合に、インクの吐出安定性が低下して良好な印刷が達成できない恐れがある。
The content of the metal fine particles in the coating solution is not particularly limited, and is preferably 2 to 70% by mass, and more preferably 30 to 60% by mass with respect to the total amount of the coating solution.
That is, if the content of the metal fine particles is less than 2 mass, there is a possibility that a printed surface exhibiting a good metallic luster cannot be achieved. On the other hand, when the content of the metal fine particles exceeds 70% by mass, clogging due to drying or increase in viscosity causes a decrease in ink ejection stability and good printing when used for printing in an ink jet system. May not be achieved.

上記乾燥処理としては、塗布後の金属微粒子をある程度結合させ、金属光沢を有し、塗膜としての十分な強度を得るためのものである。本発明においては、塗布液を塗布した後、室温〜120℃の温度で乾燥処理に付すことにより、前述したヒドロキシカルボン酸のバインダー効果により、欠陥がなく金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜が得られる。これに対して、従来の方法では、金属光沢を有し、塗膜としての十分な強度を得るためには、これ以上の高温での焼成が不可欠である。   The drying treatment is to bind the metal fine particles after coating to a certain degree, have a metallic luster, and obtain a sufficient strength as a coating film. In this invention, after apply | coating a coating liquid, by applying to a drying process at the temperature of room temperature-120 degreeC, the coating film which was excellent in the designability which has a metal luster without a defect by the binder effect of hydroxycarboxylic acid mentioned above. Is obtained. On the other hand, in the conventional method, in order to have a metallic luster and to obtain a sufficient strength as a coating film, firing at a higher temperature is indispensable.

上記乾燥処理の温度としては、簡便性及びコストの面から、加熱又は冷却操作が不要な、例えば5〜40℃程度の室温とすることがより好ましい。
上記乾燥処理の雰囲気としては、特に限定されるものではないが、非還元性雰囲気下、例えば大気雰囲気下に行うことができる。すなわち、乾燥処理の温度が低いこと、及び金属微粒子の酸化防止効果を有するヒドロキシカルボン酸を用いることにより、酸化防止のため還元性雰囲気を採用する必要がない。
The temperature of the drying treatment is more preferably a room temperature of, for example, about 5 to 40 ° C. from the viewpoint of simplicity and cost, where heating or cooling operation is unnecessary.
The atmosphere for the drying treatment is not particularly limited, but can be performed in a non-reducing atmosphere, for example, an air atmosphere. That is, it is not necessary to employ a reducing atmosphere for preventing oxidation by using a hydroxycarboxylic acid having a low drying treatment temperature and an effect of preventing the metal fine particles from being oxidized.

上記焼成処理としては、導電膜形成用材料として使用する際、電子部品の回路形成用として好適な低抵抗の塗膜を得るために行われるものであるが、その温度としては、好ましくは200℃以上、250℃未満、より好ましくは、200〜230℃である。これにより、欠陥がない、低抵抗の導電性に優れた塗膜を得ることができる。すなわち、焼成処理の温度が200℃未満では、金属微粒子の焼結が十分でなく、塗膜の抵抗値が十分に低下しない場合がある。一方、焼成処理の温度が250℃以上では、抵抗値は低下できるが、塗布する基材又は基板として、特に耐熱性の高いものに限られ、一般的に最も汎用的に利用されるポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等では耐熱温度の面から制限されるので、上記塗布液の用途が限定される。   The firing treatment is performed in order to obtain a low-resistance coating film suitable for forming a circuit of an electronic component when used as a conductive film forming material. The temperature is preferably 200 ° C. As mentioned above, it is less than 250 degreeC, More preferably, it is 200-230 degreeC. Thereby, the coating film excellent in the electrical conductivity of a low resistance without a defect can be obtained. That is, when the temperature of the baking treatment is less than 200 ° C., the metal fine particles are not sufficiently sintered, and the resistance value of the coating film may not be sufficiently reduced. On the other hand, when the temperature of the baking treatment is 250 ° C. or higher, the resistance value can be reduced, but as a base material or substrate to be applied, it is limited to a particularly highly heat-resistant material, and is generally the most commonly used polyimide resin, Since polyetherimide resin, polyethylene naphthalate resin, polyphenylene sulfide resin, and the like are limited in terms of heat resistance temperature, the application of the coating solution is limited.

上記焼成処理の雰囲気としては、特に限定されるものではないが、金属微粒子の酸化防止のため、非酸化性雰囲気下、特に簡便性とコスト面から窒素ガス雰囲気下が好ましい。すなわち、焼成処理の温度が低いため還元性雰囲気を採用する必要がない。   The atmosphere for the firing treatment is not particularly limited, but is preferably a non-oxidizing atmosphere, particularly a nitrogen gas atmosphere from the viewpoint of simplicity and cost, in order to prevent oxidation of the metal fine particles. That is, it is not necessary to employ a reducing atmosphere because the temperature of the baking treatment is low.

(1)塗膜の形成方法に用いる金属微粒子分散液
上記塗膜の形成方法に用いる金属微粒子分散液中の金属微粒子と溶剤としては、下記の(イ)及び(ロ)の要件を満足するものである。
(イ)前記金属微粒子は、その平均粒径が10〜100nmである。
(ロ)前記溶剤は、極性溶剤である。
(1) Metal fine particle dispersion used in coating film forming method The metal fine particles and solvent in the metal fine particle dispersion used in the coating film forming method satisfy the following requirements (a) and (b): It is.
(A) The metal fine particles have an average particle size of 10 to 100 nm.
(B) The solvent is a polar solvent.

上記金属微粒子の平均粒径としては、10〜100nmであることが重要である。すなわち、前記平均粒径が10nm未満では、乾燥処理に際し、塗膜の収縮が大きくなりすぎる。一方、前記平均粒径が100nmを超えると、塗膜の表面の平滑性が低下し、また、塗膜を焼成処理する場合、焼結性が低下するとともに、インクジェット方式による吐出を行う際、ノズルの閉塞を起こしやすい。
なお、金属微粒子の平均粒径は、実施例で詳述するように、SEM観察により測定されたものである。
The average particle size of the metal fine particles is important to be 10 to 100 nm. That is, when the average particle size is less than 10 nm, the shrinkage of the coating film becomes too large during the drying treatment. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 100 nm, the smoothness of the surface of the coating film decreases, and when the coating film is baked, the sinterability decreases and the nozzle is ejected by the inkjet method. Prone to blockage.
The average particle diameter of the metal fine particles is measured by SEM observation as described in detail in the examples.

上記金属微粒子としては、特に限定されるものはなく、例えば、金、銀、白金、銅、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、コバルト、錫、鉄などの様々な金属の微粒子を使用することができるが、導電性及び意匠性を考慮すると、金、パラジウム、白金、銀又は銅から選ばれる少なくとも1種の微粒子が好ましく、特有の意匠性を有し低抵抗である塗膜が得られる銅微粒子を用いることがより好ましい。   The metal fine particles are not particularly limited, and for example, various metal fine particles such as gold, silver, platinum, copper, aluminum, palladium, nickel, cobalt, tin, and iron can be used. In consideration of conductivity and design properties, at least one kind of fine particles selected from gold, palladium, platinum, silver or copper is preferable, and copper fine particles capable of obtaining a coating film having a specific design property and low resistance are used. Is more preferable.

上記金属微粒子のハロゲン元素の含有量としては、特に限定されるものはなく、特に導電膜等の電子部品材料としての用途では、20質量ppm以下であることが好ましい。すなわち、前記ハロゲン元素の含有量が20質量ppmを超えると、基材や他の部材を腐食する恐れがあり、また、低温焼結性が低下して焼成後の塗膜の抵抗値が高くなりやすい。   The halogen element content of the metal fine particles is not particularly limited, and is particularly preferably 20 ppm by mass or less for use as an electronic component material such as a conductive film. That is, if the content of the halogen element exceeds 20 ppm by mass, there is a risk of corroding the base material and other members, and the low-temperature sinterability is lowered and the resistance value of the coating film after firing is increased. Cheap.

上記金属微粒子分散液中の溶剤としては、極性溶剤を用いることが重要である。
前記極性溶剤としては、特に限定されるものではなく、水のほか、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等の1価のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等等の多価アルコール(ポリオール)が挙げられるが、これらを適宜組み合わせて、塗布液の乾き具合及び粘度を調整することができる。この中で、特に、水とエチレングリコール、ジエチレングリコール又はトリエチレングリコールを適宜組み合わせると、調整が容易であるので、より好ましい。
It is important to use a polar solvent as the solvent in the metal fine particle dispersion.
The polar solvent is not particularly limited, and in addition to water, monovalent alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethylene glycol, diethylene glycol, Polyhydric alcohols (polyols) such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin and the like can be mentioned, and the drying condition and viscosity of the coating solution can be adjusted by appropriately combining these. Among these, water and ethylene glycol, diethylene glycol or triethylene glycol are particularly preferably combined as appropriate because adjustment is easy.

上記金属微粒子分散液中の金属微粒子と溶剤の含有割合としては、特に限定されるものはなく、金属微粒子分散液の製造方法等により異なるものであり、最終的には、塗布液の調製の際、溶剤中へのヒドロキシカルボン酸の添加により、金属微粒子と溶剤の含有割合が調整される。   The content ratio of the metal fine particles and the solvent in the metal fine particle dispersion is not particularly limited and varies depending on the production method of the metal fine particle dispersion, and finally, when the coating liquid is prepared. By adding hydroxycarboxylic acid to the solvent, the content ratio of the metal fine particles and the solvent is adjusted.

上記金属微粒子分散液中のハロゲン元素の含有量としては、特に限定されるものはないが、特に電子部品材料用の用途では、該分散液中の金属微粒子に対し20質量ppm以下にまで低ハロゲン化することが好ましい。すなわち、前記ハロゲン元素の含有量が20質量ppmを超えると、基材や他の部材を腐食する恐れがあり、また、低温焼結性が低下して焼成後の塗膜の抵抗値が高くなりやすい。   The halogen element content in the metal fine particle dispersion is not particularly limited, but particularly in applications for electronic component materials, the halogen content is reduced to 20 mass ppm or less with respect to the metal fine particles in the dispersion. Is preferable. That is, if the content of the halogen element exceeds 20 ppm by mass, there is a risk of corroding the base material and other members, and the low-temperature sinterability is lowered and the resistance value of the coating film after firing is increased. Cheap.

(2)ポリオール法による金属微粒子分散液の製造方法
上記金属微粒子分散液としては、特に限定されるものはなく、例えば、ポリオール法を用いて、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール(DEG)又はトリエチレングリコール(TEG)から選ばれる少なくとも1種からなる溶液中に、該金属微粒子を構成する金属の酸化物、水酸化物又は塩と、分散剤である水溶性高分子と、核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドとを添加し、加熱することにより、還元析出された金属微粒子と溶剤から構成されるものであることが好ましい。すなわち、この方法により得られた金属微粒子分散液は、金属微粒子の粒径のバラツキが小さく、その分散安定性が高い。
(2) Method for producing metal fine particle dispersion by polyol method The metal fine particle dispersion is not particularly limited, and for example, by using the polyol method, ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG) or triethylene is used. In a solution comprising at least one selected from glycol (TEG), a metal oxide, hydroxide or salt constituting the metal fine particles, a water-soluble polymer as a dispersant, and a noble metal for nucleation A compound or a precious metal colloid is preferably added and heated, and is preferably composed of metal fine particles that have been reduced and precipitated and a solvent. That is, the metal fine particle dispersion obtained by this method has a small variation in the particle size of the metal fine particles, and its dispersion stability is high.

以下に、上記金属微粒子分散液の製造方法を、ポリオール法を用いた銅微粒子分散液の場合について、具体的に説明する。
ポリオール法を用いた銅微粒子分散液の製造方法としては、銅微粒子の原料である銅の酸化物、水酸化物又は塩を、上記ポリオール溶液中に、分散剤である水溶性高分子と、核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドとを添加した溶液中で加熱することにより、還元して、液相中で銅微粒子を合成するものである。なお、ポリオール法は、粒子の分散安定性、導電性、及び耐酸化性が良好であり、しかも大量生産に適した方法である。
Below, the manufacturing method of the said metal fine particle dispersion is demonstrated concretely about the case of the copper fine particle dispersion using a polyol method.
As a method for producing a copper fine particle dispersion using a polyol method, an oxide, hydroxide or salt of copper, which is a raw material of copper fine particles, is mixed with a water-soluble polymer as a dispersant and a nucleus in the polyol solution. By heating in a solution to which a noble metal compound or noble metal colloid for production is added, reduction is performed to synthesize copper fine particles in the liquid phase. The polyol method has good dispersion stability, conductivity, and oxidation resistance of particles, and is suitable for mass production.

なお、前述した低ハロゲン化を意図する場合、銅微粒子分散液中のハロゲン元素含有量を、該分散液中の銅微粒子に対し20質量ppm以下に制御することが好ましい。そのためには、上記製造方法で使用する、銅微粒子の原料である銅の酸化物、水酸化物又は塩、分散媒であるエチレングリコール、ジエチレングリコール又はトリエチレングリコール、分散剤である水溶性高分子、及び核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドのそれぞれについて、含有されるハロゲン元素を低減させ、それらの合計含有量を銅微粒子に対し20質量ppm以下とすることが好ましい。すなわち、ハロゲン元素、特に塩素は、銅微粒子の表面に吸着するだけでなく、内部にまで含有されるので、電子部品材料用として許容可能な範囲、例えば、銅微粒子に対し20質量ppm以下まで除去することは、通常極めて困難である。   When the above-described reduction in halogen is intended, the halogen element content in the copper fine particle dispersion is preferably controlled to 20 ppm by mass or less with respect to the copper fine particles in the dispersion. For that purpose, copper oxide used as the raw material of the copper fine particles, hydroxide or salt used in the above production method, ethylene glycol, diethylene glycol or triethylene glycol as a dispersion medium, water-soluble polymer as a dispersant, In addition, for each of the noble metal compound or the noble metal colloid for nucleation, it is preferable to reduce the halogen elements contained so that the total content thereof is 20 mass ppm or less with respect to the copper fine particles. That is, the halogen element, especially chlorine, is not only adsorbed on the surface of the copper fine particles, but also contained inside, so it is removed to an acceptable range for electronic component materials, for example, 20 ppm by mass or less with respect to the copper fine particles. It is usually very difficult to do.

前記銅微粒子の原料である銅の酸化物、水酸化物又は塩としては、特に限定されるものはないが、例えば、酸化銅(CuO)、亜酸化銅(CuO)等の銅酸化物、水酸化銅、酢酸銅等の銅塩の粉末が用いられる。ここで、低ハロゲン化を意図する場合、これらの原料のハロゲン元素の含有量としては、5質量ppm未満であるという要件を満足することが好ましい。例えば、通常のポリオール法に用いられる原料のうち、この要件を満足するものが選ばれる。また、ハロゲン元素の含有量がこの要件より高い場合でも、洗浄により除去できるものは使用することができる。 There are no particular limitations on the copper oxide, hydroxide or salt that is the raw material of the copper fine particles, but examples include copper oxides such as copper oxide (CuO) and cuprous oxide (Cu 2 O). Copper salt powders such as copper hydroxide and copper acetate are used. Here, when low halogenation is intended, it is preferable to satisfy the requirement that the halogen element content of these raw materials is less than 5 ppm by mass. For example, among raw materials used in a normal polyol method, a material that satisfies this requirement is selected. Even when the halogen element content is higher than this requirement, those which can be removed by washing can be used.

前記核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドは、より均一で微細な銅微粒子を生成する作用を有するものである。
前記貴金属化合物としては、特に限定されるものではなく、ポリオール溶液中で銅より容易に還元されるものが用いられる。ここで、前記貴金属化合物は、粉末状態で添加することもできるが、特に、水などの極性溶剤に溶解した状態で添加することが好ましい。すなわち、この方法では、微細な貴金属粒子を均一に形成させることができ、分散液中に得られる銅微粒子も均一で微細なものになる。したがって、極性溶剤に可溶性の貴金属化合物、即ち水溶性貴金属化合物を用いることが好ましく、例えば、塩化パラジウムアンモニウム、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、硝酸パラジウムアンモニウム等のパラジウム塩、及び、硝酸銀、塩化銀等の銀塩が用いられる。特に、低ハロゲン化の場合には、ハロゲン元素を含まない硝酸パラジウム又は硝酸パラジウムアンモニウムが好ましい。
The noble metal compound or noble metal colloid for nucleation has an action of generating more uniform and fine copper fine particles.
The noble metal compound is not particularly limited, and those that are more easily reduced than copper in a polyol solution are used. Here, the noble metal compound can be added in a powder state, but it is particularly preferable to add the noble metal compound in a state dissolved in a polar solvent such as water. That is, in this method, fine noble metal particles can be uniformly formed, and the copper fine particles obtained in the dispersion are also uniform and fine. Accordingly, it is preferable to use a noble metal compound that is soluble in a polar solvent, that is, a water-soluble noble metal compound. For example, palladium salts such as palladium ammonium chloride, palladium chloride, palladium nitrate, and palladium ammonium nitrate, and silver such as silver nitrate and silver chloride. Salt is used. In particular, in the case of low halogenation, palladium nitrate or palladium ammonium nitrate containing no halogen element is preferable.

一方、前記貴金属化合物として、溶解性が低い貴金属水酸化物又は貴金属酸化物を用いることもできる。すなわち、核生成物質として好適な貴金属化合物、例えば、硝酸パラジウム及び硝酸パラジウムアンモニウムは、強酸化性の硝酸イオンを含んでいる。これに対し、水酸化物及び酸化物は、硝酸イオン等の強酸化性イオンを含まず、有害な元素も成分元素としていない。このため、酸化性イオンによる還元抑制作用がないので、より低温度での還元が可能になるため、工業的には有利であるという面もある。
ここで、低ハロゲン化を意図する場合、ハロゲン元素を成分元素としている化合物は用いることができない。また、ハロゲン元素を成分元素としない化合物を用いる場合であっても、不純物として混入する場合があるので注意を要する。
On the other hand, a noble metal hydroxide or noble metal oxide having low solubility can be used as the noble metal compound. That is, noble metal compounds suitable as nucleation substances, such as palladium nitrate and palladium ammonium nitrate, contain strongly oxidizing nitrate ions. In contrast, hydroxides and oxides do not contain strong oxidizing ions such as nitrate ions, and no harmful elements are used as component elements. For this reason, since there is no reduction inhibitory action by oxidizing ions, reduction at a lower temperature is possible, which is advantageous from an industrial point of view.
Here, when the halogen reduction is intended, a compound having a halogen element as a component element cannot be used. In addition, even when a compound that does not contain a halogen element as a component element is used, care must be taken because it may be mixed as an impurity.

前記貴金属コロイドとしては、特に限定されるものではなく、ポリオール溶液中で置換反応を起こさせないため、銅よりもイオン化傾向が低いものが用いられ、例えば、銀、パラジウム、白金、又は金のコロイドが好ましい。ここで、得られる銅微粒子の粒径は、添加された貴金属核数に反比例すること、及び高価な貴金属の使用量は極力少ないことが望ましいことから、核として添加するコロイド中の貴金属微粒子の平均粒径は20nm以下が好ましく、10nm以下がより好ましい。すなわち、前記平均粒径が20nmを超えると、得られる銅微粒子の粒径が大きくなり過ぎるばかりか、貴金属の使用量が増えて高コストとなる。   The noble metal colloid is not particularly limited, and a colloid of silver, palladium, platinum, or gold is used, for example, since it does not cause a substitution reaction in the polyol solution, and has a lower ionization tendency than copper. preferable. Here, since the particle size of the obtained copper fine particles is inversely proportional to the number of added noble metal nuclei and the amount of expensive noble metal used is preferably as small as possible, the average of noble metal fine particles in the colloid added as nuclei The particle size is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. That is, when the average particle size exceeds 20 nm, the particle size of the obtained copper fine particles becomes too large, and the amount of noble metal used increases and the cost increases.

また、前記貴金属コロイドとしては、市販のものを用いることもできるが、公知のポリオール法を用いることによって容易に合成できる。例えば、ポリオール溶液中に、水溶性貴金属化合物と水溶性高分子を添加することにより製造される。ここで、水溶性貴金属化合物としては、例えば硝酸パラジウム、硝酸パラジウムアンモニウム等の、ハロゲン元素を成分元素としない化合物が好ましい。また、水溶性高分子としては、ポリビニルピロリドン等が好ましい。水溶性貴金属化合物及び水溶性高分子の添加量としては、必要な粒径が得られるように、温度などの合成条件を加味して定める。例えば、水溶性貴金属化合物の添加量をパラジウム濃度で5g/L、水溶性高分子の添加量を10g/Lとすれば、粒径10〜15nmの微粒子を含有したパラジウムコロイドが得られる。   The noble metal colloid may be a commercially available one, but can be easily synthesized by using a known polyol method. For example, it is produced by adding a water-soluble noble metal compound and a water-soluble polymer to a polyol solution. Here, the water-soluble noble metal compound is preferably a compound that does not contain a halogen element as a component element, such as palladium nitrate or palladium ammonium nitrate. Moreover, as a water-soluble polymer, polyvinylpyrrolidone etc. are preferable. The addition amount of the water-soluble noble metal compound and the water-soluble polymer is determined in consideration of synthesis conditions such as temperature so that a necessary particle size can be obtained. For example, when the addition amount of the water-soluble noble metal compound is 5 g / L in terms of palladium concentration and the addition amount of the water-soluble polymer is 10 g / L, a palladium colloid containing fine particles having a particle diameter of 10 to 15 nm can be obtained.

なお、貴金属コロイドを用いる場合には、貴金属化合物を直接添加する場合に比べて、貴金属コロイドの合成を銅微粒子の製造と分離することができるため、貴金属コロイドの合成を最適条件で行うことができ、コロイド中の微細な貴金属微粒子の制御も容易であるという利点がある。すなわち、貴金属微粒子は、銅微粒子生成の核となるので、貴金属微粒子を微細に制御することにより、銅微粒子の粒径制御と粒径の均一性をより向上させることができる。また、貴金属コロイドを、限外ろ過膜などにより置換洗浄すれば、有害な元素の他、銅微粒子の生成に不要な成分の混入も反応系から極力排除することができる。
ここで、低ハロゲン化を意図する場合、ハロゲン元素の含有量は、貴金属化合物と同様に、銅に対して20質量ppm未満程度に制御する。
When noble metal colloids are used, the synthesis of noble metal colloids can be separated from the production of copper fine particles compared to the case where noble metal compounds are added directly, so that noble metal colloids can be synthesized under optimum conditions. There is an advantage that the fine noble metal fine particles in the colloid can be easily controlled. That is, since the noble metal fine particles serve as a nucleus of copper fine particle generation, fine particle control of the noble metal fine particles can further improve the particle size control and particle size uniformity of the copper fine particles. Further, if the noble metal colloid is subjected to substitution washing with an ultrafiltration membrane or the like, it is possible to eliminate from the reaction system as much as possible harmful components and contamination of components unnecessary for the production of copper fine particles.
Here, when low halogenation is intended, the content of the halogen element is controlled to be less than about 20 ppm by mass with respect to copper, like the noble metal compound.

前記核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドの添加量としては、特に限定されるものではなく、その形態にかかわらず、銅に対する貴金属の質量比(貴金属/Cu)が0.0004〜0.01の範囲とすることが好ましい。すなわち、前記質量比が0.0004未満では、貴金属微粒子の量が不足するため、銅の還元反応及び銅微粒子の形成が十分に進まない。また、銅微粒子の形成に至った場合でも、核となる貴金属微粒子数が不足しているため、粒径が粗大化してしまう場合がある。一方、前記質量比が0.01を超えると、銅微粒子は得られるが、高価な貴金属の添加量が増える割には粒径の微細化効果は得られない。以上の条件の中で、核生成用の貴金属化合物又は貴金属コロイドの貴金属にパラジウム(Pd)を用い、かつPd/Cu質量比を、0.0006〜0.005の範囲とすることが、特に好ましい。これによって、平均粒径が100nm以下であり、かつ粒径の均一性に優れた銅微粒子を得ることができる。   The addition amount of the noble metal compound or noble metal colloid for nucleation is not particularly limited, and the mass ratio of noble metal to copper (noble metal / Cu) is 0.0004 to 0.01 regardless of the form. It is preferable to set it as the range. That is, when the mass ratio is less than 0.0004, the amount of noble metal fine particles is insufficient, so that the copper reduction reaction and the formation of copper fine particles do not proceed sufficiently. Even when copper fine particles are formed, the number of noble metal fine particles serving as nuclei is insufficient, and the particle size may become coarse. On the other hand, when the mass ratio exceeds 0.01, copper fine particles can be obtained, but the effect of refining the particle diameter cannot be obtained for an increase in the amount of expensive noble metal added. Among the above conditions, it is particularly preferable to use palladium (Pd) as the noble metal compound for nucleation or the noble metal colloid, and to make the Pd / Cu mass ratio in the range of 0.0006 to 0.005. . Thereby, copper fine particles having an average particle size of 100 nm or less and excellent in particle size uniformity can be obtained.

前記分散剤である水溶性高分子としては、特に限定されるものではなく、極性溶剤であるポリオール溶液中に溶解することができる高分子が用いら、特に、エチレングリコール、ジエチレングリコール又はトリエチレングリコールに溶解し、生成した貴金属微粒子及び銅微粒子に吸着して立体障害を形成し得るものであればよく、例えば、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、又はポリアリルアミンが好ましく、その中でも銅との親和性が高いポリエチレンイミンが特に好ましい。ここで、水溶性高分子は、還元析出した、又は添加した貴金属微粒子及び銅微粒子の表面を被覆し、立体障害により微粒子同士の接触を防止することによって、凝集がほとんどなく分散性に優れた銅微粒子の生成を促進する作用を有する。   The water-soluble polymer that is the dispersant is not particularly limited, and a polymer that can be dissolved in a polyol solution that is a polar solvent is used. In particular, ethylene glycol, diethylene glycol, or triethylene glycol can be used. Any material that dissolves and adsorbs to the generated noble metal particles and copper particles to form steric hindrance, for example, polyethyleneimine, polyvinylpyrrolidone, or polyallylamine is preferable, and among them, polyethylene having high affinity with copper Imine is particularly preferred. Here, the water-soluble polymer is a copper having excellent dispersibility with almost no agglomeration by covering the surfaces of the noble metal fine particles and copper fine particles that have been reduced or added, and preventing contact between the fine particles due to steric hindrance. Has the effect of promoting the formation of fine particles.

前記ポリエチレンイミン(PEI)の添加量としては、銅に対する質量比(PEI/Cu)が0.005〜0.1の範囲が好ましく、0.01〜0.03の範囲がより好ましい。すなわち、前記質量比が0.005未満では、微粒子の被覆率が低下して、核となる貴金属微粒子あるいは生成した銅微粒子が反応中に凝集し、結果的に得られる銅微粒子が粗大化する。一方、前記質量比が0.1を超えると、溶液の粘性が高くなり過ぎ、後の極性溶剤との溶剤置換や濃縮に時間がかかるうえ、濃縮後に水溶性高分子の残存量が多くなるため好ましくない。   As addition amount of the said polyethyleneimine (PEI), the mass ratio (PEI / Cu) with respect to copper has the preferable range of 0.005-0.1, and the range of 0.01-0.03 is more preferable. That is, when the mass ratio is less than 0.005, the coverage of the fine particles is reduced, the noble metal fine particles serving as nuclei or the produced copper fine particles are aggregated during the reaction, and the resulting copper fine particles are coarsened. On the other hand, if the mass ratio exceeds 0.1, the viscosity of the solution becomes too high, and it takes time for solvent substitution and concentration with a polar solvent later, and the residual amount of water-soluble polymer increases after concentration. It is not preferable.

なお、一般に、高分子分散剤は、吸着基によって対象となる微粒子の吸着能が異なるため、反応初期に生成し、又は添加される貴金属微粒子用と、貴金属微粒子に還元析出して生成する銅微粒子用として、異なる複数の高分子分散剤を混合して用いることが効果的である。具体的には、前記のポリエチレンイミンに加えて、ポリビニルピロリドンとポリアリルアミンの少なくとも1種を用いることが特に好ましい。この場合、ポリビニルピロリドン(PVP)及び/又はポリアリルアミン(PAA)の添加量は、銅に対する合計の質量比((PVP+PAA)/Cu)が0.8未満とすることが好ましく、0.01〜0.5の範囲がより好ましい。すなわち、ポリビニルピロリドンあるいはポリアリルアミンの添加により、核となる貴金属微粒子を更に微細にすることができるが、これらの合計添加量が0.8を超えるとポリエチレンイミンと同様に溶液の粘性が高くなり過ぎ、後の極性溶剤との溶剤置換や濃縮に時間がかかるうえ、濃縮後に水溶性高分子の残存量が多くなる。   In general, polymer dispersants have different adsorption capacities for target fine particles depending on the adsorbing group, so that the fine particles for the precious metal particles that are generated or added at the initial stage of the reaction and the copper fine particles that are formed by reducing and precipitating the precious metal particles For use, it is effective to use a mixture of a plurality of different polymer dispersants. Specifically, it is particularly preferable to use at least one of polyvinylpyrrolidone and polyallylamine in addition to the polyethyleneimine. In this case, the addition amount of polyvinyl pyrrolidone (PVP) and / or polyallylamine (PAA) is preferably such that the total mass ratio to copper ((PVP + PAA) / Cu) is less than 0.8, 0.01 to 0 A range of .5 is more preferred. In other words, the addition of polyvinylpyrrolidone or polyallylamine can make the noble metal fine particles that are the core finer, but if the total addition amount exceeds 0.8, the viscosity of the solution becomes too high as in polyethyleneimine. Further, it takes time for solvent substitution and concentration with a polar solvent later, and the residual amount of water-soluble polymer increases after concentration.

ここで、低ハロゲン化を意図する場合、水溶性高分子からハロゲン元素が混入すると、最終的に製造される銅微粒子及び分散液にハロゲン元素が残留するため、ハロゲン含有量の低い水溶性高分子を使用する必要がある。
特に、ポリエチレンイミンは、製造過程においてハロゲン元素が混入しやすいが、混入した場合には、陰イオン交換樹脂を用いてハロゲン元素の多くを除去することができる。ここで、陰イオン交換樹脂としては、OH形、NO 形等のハロゲンイオン形以外の樹脂を用いることができるが、還元反応に悪影響が出ないOH形の樹脂を用いることが好ましい。なお、除去方法としては、水溶性高分子溶液を陰イオン交換樹脂と接触させ、ハロゲンイオンを交換吸着して除去する。また、樹脂との接触方法としては、バッチ式、カラム式等の公知の方法を用いることができる。水溶性高分子中のハロゲン元素含有量を1000質量ppm未満、好ましくは400質量ppm未満に低減することにより、最終的に作製される銅微粒子中のハロゲン含有量を20質量ppm未満にすることができる。
Here, when halogen reduction is intended, when halogen elements are mixed from the water-soluble polymer, the halogen elements remain in the finally produced copper fine particles and dispersion liquid. Need to use.
In particular, polyethyleneimine is likely to be mixed with halogen elements in the production process, but when mixed, most of the halogen elements can be removed using an anion exchange resin. Here, as the anion exchange resin, resins other than halogen ion type such as OH − type and NO 3 − type can be used, but it is preferable to use OH − type resin which does not adversely affect the reduction reaction. . As a removal method, a water-soluble polymer solution is brought into contact with an anion exchange resin, and halogen ions are exchanged and removed. Moreover, as a contact method with resin, well-known methods, such as a batch type and a column type, can be used. By reducing the halogen element content in the water-soluble polymer to less than 1000 ppm by mass, preferably to less than 400 ppm by mass, the halogen content in the finally produced copper fine particles can be made to be less than 20 ppm by mass. it can.

以下に、これらの原材料を用いたポリオール法による銅微粒子分散液の製造方法の手順を具体的に説明する。
上記ポリオール法に使用する装置としては、通常のポリオール法で用いられる装置を用いることかできるが、装置内に銅微粒子が付着し難いものが好ましく、ガラス容器、フッ素樹脂等で被覆処理された金属容器等が用いられる。また、均一に還元反応を行わせるためには、撹拌装置を備えているのものが好ましい。
Below, the procedure of the manufacturing method of the copper fine particle dispersion by the polyol method using these raw materials is demonstrated concretely.
As an apparatus used in the above polyol method, an apparatus used in an ordinary polyol method can be used. However, an apparatus in which copper fine particles are difficult to adhere is preferable, and a metal coated with a glass container, a fluororesin or the like is preferable. A container or the like is used. Moreover, in order to perform a reductive reaction uniformly, what is equipped with the stirring apparatus is preferable.

まず、ポリオール溶液中に、上記銅原料、貴金属化合物又は貴金属コロイド、及び水溶性高分子を添加する。次に、得られたポリオール溶液を撹拌しながら、所定の最高到達温度に昇温して保持することによって、表面に水溶性高分子が吸着している銅微粒子が生成する。
ここで、昇温及び保持中は、反応を均一化させるため撹拌することが好ましい。なお、ポリオール溶液は、酸化防止作用も持っているが、還元反応を促進させるととともに、銅微粒子の再酸化を防止するため、昇温及び保持中は窒素ガスを吹き込むことが好ましい。
また、銅微粒子形成の核を微細かつ均一に生成させるため、貴金属化合物又は貴金属コロイドは、それ以外の原料を添加して昇温中のポリオール溶液に、後から添加してもよい。また、水溶性高分子の一部あるいは全部についても、同様に、昇温中のポリオール溶液に、後から添加することができる。
First, the copper raw material, a noble metal compound or a noble metal colloid, and a water-soluble polymer are added to a polyol solution. Next, while stirring and heating the obtained polyol solution to a predetermined maximum temperature, copper fine particles having a water-soluble polymer adsorbed on the surface are generated.
Here, during temperature rising and holding, it is preferable to stir to make the reaction uniform. Although the polyol solution also has an antioxidant effect, nitrogen gas is preferably blown during temperature rise and holding in order to promote the reduction reaction and prevent reoxidation of the copper fine particles.
Further, in order to finely and uniformly generate nuclei for forming copper fine particles, the noble metal compound or the noble metal colloid may be added later to the polyol solution which is being heated by adding other raw materials. Similarly, part or all of the water-soluble polymer can be added later to the polyol solution being heated.

前記最高到達温度としては、均一な銅微粒子を合成するため、120〜200℃が好ましい。すなわち、最高到達温度が120℃未満では、銅の還元反応速度が遅くなり、反応完了まで長時間を要するだけでなく、得られる銅微粒子の粗大化を招く。一方、前記最高到達温度が200℃を超えると、高分子分散剤による保護効果が薄れて、凝集性の粗大な粒子に成長する。   The highest temperature is preferably 120 to 200 ° C. in order to synthesize uniform copper fine particles. That is, when the highest temperature is less than 120 ° C., the reduction reaction rate of copper is slow, and not only a long time is required until the reaction is completed, but also the resulting copper fine particles are coarsened. On the other hand, when the maximum temperature reaches 200 ° C., the protective effect of the polymer dispersant is reduced, and the particles grow into coarse cohesive particles.

(3)塗布液の製造方法
以下に、上記銅微粒子分散液の製造方法により得られた微粒子表面に水溶性高分子を吸着している銅微粒子を含むポリオール溶液を用いた塗布液の製造方法を説明する。
上記製造方法により得られた銅微粒子分散液中の銅微粒子は、微粒子表面に水溶性高分子を吸着しているので、最終的に導電膜形成用材料として用いる際、焼成後の抵抗値を低減させるため、表面に吸着している水溶性高分子の量を1.5質量%未満とすることが好ましい。そのため、これに続いて、ヒドロキシカルボン酸によって水溶性高分子を置換する工程を加えて、得られた銅微粒子の表面に吸着している水溶性高分子の量を低減させる。
(3) Manufacturing method of coating liquid Below, the manufacturing method of the coating liquid using the polyol solution containing the copper fine particle which adsorb | sucks water-soluble polymer to the fine particle surface obtained by the manufacturing method of the said copper fine particle dispersion is shown. explain.
The copper fine particles in the copper fine particle dispersion obtained by the above production method adsorb water-soluble polymer on the surface of the fine particles, so when used as a material for forming a conductive film, the resistance value after firing is reduced. Therefore, the amount of the water-soluble polymer adsorbed on the surface is preferably less than 1.5% by mass. Therefore, subsequently, a step of substituting the water-soluble polymer with hydroxycarboxylic acid is added to reduce the amount of the water-soluble polymer adsorbed on the surface of the obtained copper fine particles.

例えば、得られたポリオール溶液に、ヒドロキシカルボン酸又はヒドロキシカルボン酸溶液を添加し、撹拌することにより、銅微粒子の分散性を維持しながら、銅微粒子表面を被覆している水溶性高分子の一部をヒドロキシカルボン酸で置換することができる。ここで、遊離した水溶性高分子は、限外ろ過により排出する。なお、銅微粒子表面を被覆している水溶性高分子の量を低減させると、銅微粒子は酸化しやすくなるが、ヒドロキシカルボン酸による被覆により酸化を抑制することができる。   For example, by adding a hydroxycarboxylic acid or a hydroxycarboxylic acid solution to the obtained polyol solution and stirring, one of the water-soluble polymers that coat the surface of the copper fine particles while maintaining the dispersibility of the copper fine particles. Parts can be replaced with hydroxycarboxylic acids. Here, the released water-soluble polymer is discharged by ultrafiltration. If the amount of the water-soluble polymer covering the surface of the copper fine particles is reduced, the copper fine particles are likely to be oxidized, but the oxidation can be suppressed by coating with a hydroxycarboxylic acid.

ここで、ヒドロキシカルボン酸の添加量としては、前述したように。塗布液の含有量として、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%、好ましくは10〜40質量%、より好ましくは15〜35質量%である。   Here, the amount of hydroxycarboxylic acid added is as described above. As content of a coating liquid, content of the hydroxycarboxylic acid in the solvent is 5-40 mass%, Preferably it is 10-40 mass%, More preferably, it is 15-35 mass%.

ところが、ヒドロキシカルボン酸を添加したポリオール溶液中には、銅微粒子以外に、余剰の水溶性高分子が含まれている。しかも、この水溶性高分子は、電子材料として使用された場合、配線材料用導電性ペースト製品中に過剰に存在すると、電気抵抗の上昇や構造欠陥などの不具合をもたらす原因となる。そのため、これに続いて、水、アルコール、又はエステルから選ばれる少なくとも1種の極性溶剤を用いて、溶剤置換し濃縮する工程を加えて、水溶性高分子をできるだけ除去することが好ましい。   However, the polyol solution to which the hydroxycarboxylic acid is added contains an excess of water-soluble polymer in addition to the copper fine particles. Moreover, when this water-soluble polymer is used as an electronic material, if it is excessively present in the conductive paste product for wiring material, it causes problems such as an increase in electrical resistance and structural defects. Therefore, following this, it is preferable to remove the water-soluble polymer as much as possible by adding a solvent substitution and concentration step using at least one polar solvent selected from water, alcohol, or ester.

この一般的な方法としては、得られた銅微粒子分散液を、前記極性溶剤で希釈した後、限外ろ過等により溶剤置換及び濃縮を行う方法が用いられる。その後、必要に応じて、さらに極性溶剤による希釈と、溶剤置換及び濃縮を繰り返し、所望の銅微粒子含有量と不純物含有量に調整した銅微粒子分散液を得る。ここで、塗布性の向上のためには、ヒドロキシカルボン酸を加えて、溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%であるように調整して、本発明の塗膜形成方法に好適な塗布液を得ることができる。   As this general method, after the obtained copper fine particle dispersion is diluted with the polar solvent, solvent replacement and concentration are performed by ultrafiltration or the like. Thereafter, if necessary, further dilution with a polar solvent, solvent substitution, and concentration are repeated to obtain a copper fine particle dispersion adjusted to have a desired copper fine particle content and impurity content. Here, in order to improve the coating property, the hydroxycarboxylic acid is added and the content of the hydroxycarboxylic acid in the solvent is adjusted to 5 to 40% by mass. A suitable coating solution can be obtained.

2.塗膜
本発明の塗膜は、上記塗膜形成方法により得られる塗膜であって、基板に塗布後、窒素雰囲気下に220℃で1時間焼成した際に得られる焼成膜の体積抵抗率が、50μΩ・cm以下であることを特徴とする。
なお、上記焼成膜の体積抵抗率は、溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が15〜35質量%であるように調整して塗布液を得た場合に達成される。このとき、上記塗膜の厚さとしては、特に限定されるものではないが、1〜3μmが好ましい。すなわち、膜厚を1μm以上とすることで低体積抵抗率が得られるが、3μmを超えると、塗膜の均一性が低下するため、体積抵抗率が増加する。
2. Coating Film The coating film of the present invention is a coating film obtained by the above-described coating film forming method, and has a volume resistivity of a fired film obtained when fired at 220 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere after being applied to a substrate. 50 μΩ · cm or less.
The volume resistivity of the fired film is achieved when the coating liquid is obtained by adjusting the content of hydroxycarboxylic acid in the solvent to 15 to 35% by mass. At this time, the thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 1 to 3 μm. That is, a low volume resistivity can be obtained by setting the film thickness to 1 μm or more. However, if the film thickness exceeds 3 μm, the uniformity of the coating film decreases, and the volume resistivity increases.

また、塗布液の溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5質量%以上、15質量%未満の場合、乾燥時のひび割れによる体積抵抗率の増加は抑制することができるが、体積抵抗率は60μΩ・cm程度である。
一方、ヒドロキシカルボン酸を添加しない場合は、乾燥時のひび割れによって体積抵抗率は100μΩ・cm以上と高くなる。
Further, when the content of hydroxycarboxylic acid in the solvent of the coating solution is 5% by mass or more and less than 15% by mass, an increase in volume resistivity due to cracking during drying can be suppressed, but the volume resistivity is 60 μΩ. -About cm.
On the other hand, when no hydroxycarboxylic acid is added, the volume resistivity increases to 100 μΩ · cm or more due to cracks during drying.

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた金属の分析、SEM観察による粒径、及び焼成膜の膜厚と体積抵抗率の評価方法は次の通りである。
(1)金属の分析:ICP発光分析法で行った。
(2)SEM観察による粒径測定:日立製作所(株)製の電界放出型電子顕微鏡(FE−SEM、型式S−4700)を用いて観察し、視野から200個の銅微粒子を無作為に選択して粒径を測定し、平均粒径(d)と相対標準偏差(標準偏差σ/平均粒径d)を算出した。
(3)焼成膜の膜厚と体積抵抗率の測定:日立製作所(株)製の電界放出型電子顕微鏡(FE−SEM、型式S−4700)での基板断面観察により測定した膜厚と、(株)ダイアインスツルメンツ製の抵抗率計(型式MCP−T600)により測定した表面抵抗率とから求めた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the analysis method of the metal used by the Example and the comparative example, the particle size by SEM observation, and the evaluation method of the film thickness and volume resistivity of a baked film are as follows.
(1) Metal analysis: ICP emission analysis was performed.
(2) Particle size measurement by SEM observation: Observation using a field emission electron microscope (FE-SEM, model S-4700) manufactured by Hitachi, Ltd., and randomly selecting 200 copper fine particles from the field of view Then, the particle diameter was measured, and the average particle diameter (d) and the relative standard deviation (standard deviation σ / average particle diameter d) were calculated.
(3) Measurement of film thickness and volume resistivity of fired film: film thickness measured by substrate cross-section observation with field emission electron microscope (FE-SEM, model S-4700) manufactured by Hitachi, Ltd. It was determined from the surface resistivity measured by a resistivity meter (model MCP-T600) manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.

(実施例1)
下記の[銅微粒子分散液の製造方法]により得た銅微粒子分散液を用いて、塗布液を製造し、下記の形成方法により得られた塗膜の評価を行った。
[銅微粒子分散液の製造方法]
以下に示す原材料を使用した。なお、亜酸化銅とポリエチレンイミン(PEI)は、低ハロゲン化を行なった後に使用した。
(a)銅原料:亜酸化銅(CuO)(Chemet社製)
(b)貴金属化合物:硝酸パラジウムアンモニウム(エヌ・イー ケムキャット社製)
(c)ポリオール溶剤:エチレングリコール(EG)(日本触媒(株)製)
(d)分散剤:分子量10、000のポリビニルピロリドン(PVP)(アイエスピー・ジャパン(株)製)、分子量1、800のポリエチレンイミン(PEI)(日本触媒(株)製)
(e)ヒドロキシカルボン酸:クエン酸(和光純薬(株)製、特級)
Example 1
Using the copper fine particle dispersion obtained by the following [Method for producing copper fine particle dispersion], a coating liquid was produced, and the coating film obtained by the following formation method was evaluated.
[Method for producing copper fine particle dispersion]
The following raw materials were used. Cuprous oxide and polyethyleneimine (PEI) were used after low halogenation.
(A) Copper raw material: cuprous oxide (Cu 2 O) (manufactured by Chemet)
(B) Noble metal compound: palladium ammonium nitrate (manufactured by N.E. Chemcat)
(C) Polyol solvent: ethylene glycol (EG) (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
(D) Dispersant: Polyvinylpyrrolidone (PVP) with a molecular weight of 10,000 (manufactured by IPS Japan Ltd.), polyethyleneimine (PEI) with a molecular weight of 1,800 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
(E) Hydroxycarboxylic acid: citric acid (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

(1)低ハロゲン化処理
塩素含有量40質量ppmの亜酸化銅(CuO)粉600gを、濃度0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液3リットルに添加し、懸濁液とし、80℃の温度で1時間撹拌した後、ろ過した。得られた亜酸化銅を純水3リットルに添加し、30分間撹拌した後、ろ過し、80℃の温度で真空乾燥をおこない、洗浄済みCuO粉を得た。洗浄済みCuO粉の塩素含有量は、Cuに対して2質量ppmであった。
一方、塩素含有量が3000質量ppmのポリエチレンイミン(PEI)10gを、濃度が10質量%となるように水で希釈し、水酸化ナトリウム水溶液を用いてOH形に変換した陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製、SA−10A)10gを添加して、8時間撹拌した。その後、樹脂を濾別し、80℃の温度で真空乾燥させることにより、洗浄済みPEIを得た。洗浄済みPEIの塩素含有量は、200質量ppmとなった。
(1) Low halogenation treatment 600 g of cuprous oxide (Cu 2 O) powder having a chlorine content of 40 mass ppm is added to 3 liters of a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / L to form a suspension at 80 ° C. The mixture was stirred at the temperature of 1 hour and filtered. The obtained cuprous oxide was added to 3 liters of pure water and stirred for 30 minutes, followed by filtration and vacuum drying at a temperature of 80 ° C. to obtain washed Cu 2 O powder. The chlorine content of the washed Cu 2 O powder was 2 ppm by mass with respect to Cu.
On the other hand, 10 g of polyethyleneimine (PEI) having a chlorine content of 3000 ppm by weight was diluted with water so as to have a concentration of 10% by mass, and an anion exchange resin converted into an OH form using an aqueous sodium hydroxide solution ( 10 g of Mitsubishi Chemical Corp. (SA-10A) was added and stirred for 8 hours. Thereafter, the resin was separated by filtration and vacuum-dried at a temperature of 80 ° C. to obtain washed PEI. The chlorine content of the washed PEI was 200 ppm by mass.

(2)銅微粒子分散液の合成
まず、溶剤であるエチレングリコール(EG)1リットルに、洗浄済みCuO粉110g、洗浄済みポリエチレンイミン(PEI)1.5g、及び塩素含有量が3質量ppmであるポリビニルピロリドン(PVP)40gを添加した後、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して加熱した。次に、硝酸パラジウムアンモニウムをアンモニア水で溶解したパラジウム溶液をパラジウム量で0.2g添加し、150℃の温度で30分間保持して銅微粒子を還元析出させ、銅微粒子を含む分散液(A)を得た。なお、銅微粒子に対する全原料中の塩素の合計含有量は6質量ppmであり、PEIのCuに対する質量比(PEI/Cu)は0.015、同じくパラジウムのCuに対する質量比(Pd/Cu)は0.002であった。
ここで、得られた銅微粒子をろ過し、得られた銅微粒子の平均粒径(d)及び相対標準偏差(標準偏差σ/平均粒径d)を測定し、さらにSEMで観察した。その結果、得られた銅微粒子の平均粒径(d)は32nmで、相対標準偏差(標準偏差σ/平均粒径d)は48%であった。また、SEM写真を図1に示す。図1より、凝集のない微粒子であることが分かる。
(2) Synthesis of copper fine particle dispersion First, 1 liter of ethylene glycol (EG) as a solvent, 110 g of washed Cu 2 O powder, 1.5 g of washed polyethyleneimine (PEI), and a chlorine content of 3 mass ppm After adding 40 g of polyvinylpyrrolidone (PVP), the mixture was stirred and heated while blowing nitrogen gas. Next, 0.2 g of a palladium solution in which palladium ammonium nitrate is dissolved in aqueous ammonia is added and held at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes to reduce and precipitate copper fine particles. A dispersion liquid containing copper fine particles (A) Got. In addition, the total content of chlorine in all raw materials with respect to copper fine particles is 6 ppm by mass, the mass ratio of PEI to Cu (PEI / Cu) is 0.015, and the mass ratio of palladium to Cu (Pd / Cu) is also the same. 0.002.
Here, the obtained copper fine particles were filtered, and the average particle diameter (d) and the relative standard deviation (standard deviation σ / average particle diameter d) of the obtained copper fine particles were measured, and further observed by SEM. As a result, the average particle diameter (d) of the obtained copper fine particles was 32 nm, and the relative standard deviation (standard deviation σ / average particle diameter d) was 48%. An SEM photograph is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the particles are not aggregated.

(3)銅微粒子分散液の溶剤置換・濃縮
次いで、得られた銅微粒子を含む分散液(A)から、溶剤のエチレングリコール(EG)の大部分を水で置換した銅微粒子分散液(B)を調製した。
具体的には、得られた銅微粒子を含む分散液(A)(Cu:10質量%)1リットルに、純水とエチレングリコールの混合溶剤(重量比が、純水:エチレングリコール=8:1である。)1リットルにクエン酸10gを添加した洗浄液を追加し、限外ろ過により約1/10になるまで濃縮した。その後、2リットルになるまで上記と同じ洗浄液を追加し、限外ろ過により純水とエタノールの混合ろ液を系外へ排出して、銅微粒子を含む溶液を100mLまで濃縮した。さらに、この濃縮液に、再び上記と同じ洗浄液を1リットルになるまで追加し、限外ろ過によりろ液を系外へ排出して、元液を1/10に希釈した。この工程をさらに2度繰り返すことによって、反応溶剤を元の1/200000の濃度にした。その後、この溶剤置換・濃縮後の液を回収して、50mLの銅微粒子分散液(B)を得た。
(3) Solvent substitution / concentration of copper fine particle dispersion Next, a copper fine particle dispersion (B) obtained by substituting most of the solvent ethylene glycol (EG) with water from the obtained dispersion (A) containing copper fine particles. Was prepared.
Specifically, a mixed solvent of pure water and ethylene glycol (weight ratio is pure water: ethylene glycol = 8: 1) is added to 1 liter of the dispersion liquid (A) (Cu: 10% by mass) containing the obtained copper fine particles. A washing solution in which 10 g of citric acid was added to 1 liter was added, and concentrated to about 1/10 by ultrafiltration. Thereafter, the same washing liquid as described above was added until the volume became 2 liters, and the mixed filtrate of pure water and ethanol was discharged out of the system by ultrafiltration, and the solution containing copper fine particles was concentrated to 100 mL. Furthermore, the same washing liquid as above was added to the concentrated liquid again until 1 liter, and the filtrate was discharged out of the system by ultrafiltration to dilute the original liquid to 1/10. By repeating this process twice more, the reaction solvent was brought to the original concentration of 1/200000. Thereafter, the solution after solvent substitution / concentration was recovered to obtain 50 mL of a copper fine particle dispersion (B).

得られた銅微粒子分散液(B)は、Cu:57質量%、Cl:6質量ppm、Pd:0.1質量%、及びクエン酸0.5質量%であり、残部が純水とエチレングリコールであり、銅微粒子に対する塩素含有量は11質量ppmであった。
また、銅微粒子分散液(B)を、真空中において80℃の温度で3時間乾燥させた後、窒素ガス雰囲気下に600℃の温度までの熱重量分析を行ったところ、180℃〜300℃にかけて4.6質量%の重量減少と、300℃〜600℃にかけて1.2質量%の重量減少が検出された。また、別途実施したクエン酸、PEI、PVPの各熱重量分析結果から、クエン酸に関しては、180℃付近から分解し始めて300℃でほぼ完全に分解蒸発すること、PEI及びPVPに関しては、300℃付近から分解し始めて600℃でほぼ完全に分解蒸発し、カーボンが固体として残留しないことが確認されている。これより、300℃〜600℃の重量減少は、銅に吸着したPEI及びPVPの分解に由来する重量減少であると考えられる。したがって、銅微粒子に吸着している水溶性高分子量は、1.2質量%となることが分かった。
The obtained copper fine particle dispersion (B) is Cu: 57% by mass, Cl: 6% by mass, Pd: 0.1% by mass, and citric acid 0.5% by mass with the balance being pure water and ethylene glycol. The chlorine content with respect to the copper fine particles was 11 mass ppm.
Further, after the copper fine particle dispersion (B) was dried in a vacuum at a temperature of 80 ° C. for 3 hours, a thermogravimetric analysis was performed up to a temperature of 600 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. A weight loss of 4.6% by mass was detected over the period from 1.2 to 1.2% by mass from 300 ° C. to 600 ° C. In addition, from the results of thermogravimetric analysis of citric acid, PEI, and PVP separately performed, citric acid started to decompose at around 180 ° C. and almost completely decomposed and evaporated at 300 ° C., and for PEI and PVP, 300 ° C. It has been confirmed that carbon begins to decompose near and completely decomposes and evaporates at 600 ° C., and carbon does not remain as a solid. From this, it is thought that the weight reduction of 300 degreeC-600 degreeC is a weight reduction resulting from decomposition | disassembly of PEI and PVP adsorbed to copper. Therefore, it was found that the water-soluble high molecular weight adsorbed on the copper fine particles was 1.2% by mass.

[塗布液の製造と塗膜の評価]
上記銅微粒子分散液(B)に、クエン酸を添加して撹拌溶解させ、溶剤中のクエン酸の含有量が11質量%である塗布液を調製し、次いで、No.4バーコーターを用いてガラス基板上に塗布した。続いて、得られた塗膜を大気雰囲気中、室温(25℃)で乾燥させたところ、塗膜表面は鏡面光沢を有していた。塗膜表面を日本電子製電子顕微鏡(SEM、型式JSM−6360A)で観察した結果、ひび割れ等は観察できなかった。なお、図2に塗膜表面のSEM像を示す。
その後、窒素雰囲気中220℃の温度で1時間焼成したところ、焼成膜は、焼成前と同様に鏡面光沢を有していた。続いて、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す。
[Manufacture of coating liquid and evaluation of coating film]
To the copper fine particle dispersion (B), citric acid is added and dissolved by stirring to prepare a coating solution having a citric acid content in the solvent of 11% by mass. The coating was performed on a glass substrate using a 4-bar coater. Then, when the obtained coating film was dried at room temperature (25 degreeC) in air | atmosphere atmosphere, the coating-film surface had specular gloss. As a result of observing the surface of the coating film with a JEOL electron microscope (SEM, model JSM-6360A), no cracks or the like were observed. In addition, the SEM image of the coating-film surface is shown in FIG.
Then, when baked at a temperature of 220 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, the baked film had a specular gloss as before baking. Subsequently, the film thickness and volume resistivity of the fired film were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
溶剤中のクエン酸の含有量が20質量%である塗布液を調製したこと以外は実施例1と同様にして塗膜を得た。なお、乾燥後の塗膜表面は、鏡面光沢を有しており、焼成膜も、焼成前と同様に鏡面光沢を有していた。その後、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 2)
A coating film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a coating solution having a citric acid content of 20% by mass in the solvent was prepared. Note that the surface of the coating film after drying had a specular gloss, and the fired film also had a specular gloss as before the firing. Then, the film thickness and volume resistivity of this fired film were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
溶剤中のクエン酸の含有量が33質量%である塗布液を調製したこと以外は実施例1と同様にして塗膜を得た。なお、乾燥後の塗膜表面は、鏡面光沢を有しており、焼成膜も、焼成前と同様に鏡面光沢を有していた。その後、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 3)
A coating film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a coating solution having a citric acid content of 33% by mass in the solvent was prepared. Note that the surface of the coating film after drying had a specular gloss, and the fired film also had a specular gloss as before the firing. Then, the film thickness and volume resistivity of this fired film were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
銅微粒子分散液の合成において、洗浄済みポリエチレンイミン(PEI)量の使用量を0.75gに低減したこと、塩素含有量が3質量ppmであるポリビニルピロリドン(PVP)の代わりに、塩素含有量が54質量ppmであるポリビニルピロリドン(PVP)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、銅微粒子を還元析出させた。ここで、銅微粒子に対する全原料中の塩素の合計含有量は25質量ppmであった。得られた銅微粒子をろ過してSEMで観察したところ、凝集のない微粒子であった。この銅微粒子は、平均粒径(d)が37nm、及び相対標準偏差(標準偏差σ/平均粒径d)が55%であった。
Example 4
In the synthesis of the copper fine particle dispersion, the amount of washed polyethyleneimine (PEI) used was reduced to 0.75 g, and instead of polyvinylpyrrolidone (PVP) having a chlorine content of 3 mass ppm, the chlorine content was Copper fine particles were reduced and precipitated in the same manner as in Example 1 except that polyvinylpyrrolidone (PVP) having a mass of 54 ppm was used. Here, the total content of chlorine in all raw materials relative to the copper fine particles was 25 mass ppm. The obtained copper fine particles were filtered and observed with an SEM. As a result, they were fine particles without aggregation. The copper fine particles had an average particle diameter (d) of 37 nm and a relative standard deviation (standard deviation σ / average particle diameter d) of 55%.

得られた銅微粒子を含む分散液(A´)から、実施例1と同様にして、溶剤のエチレングリコール(EG)の大部分を水で置換した銅微粒子分散液(B´)を調製した。得られた銅微粒子分散液(B´)は、Cu:45質量%、Pd:0.05質量%、Na:10質量ppm未満、Mg:10質量ppm未満、Cl:13質量ppm、及びクエン酸0.6質量%であり、残部が純水とエチレングリコールであり、銅微粒子に対する塩素含有量は29質量ppmであった。また、実施例1と同様に熱重量分析により、この銅微粒子に吸着している水溶性高分子量を求めたところ、1.2質量%であることが分かった。
さらに、溶剤中のクエン酸の含有量が9質量%である塗布液を調製したこと以外は、実施例1と同様にして[塗布液の製造と塗膜の評価]を行なったところ、乾燥後の塗膜表面は鏡面光沢を有していた。また、焼成膜も焼成前と同様に鏡面光沢を有していた。続いて、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す。
From the obtained dispersion liquid (A ′) containing copper fine particles, a copper fine particle dispersion liquid (B ′) in which most of the solvent ethylene glycol (EG) was replaced with water was prepared in the same manner as in Example 1. The obtained copper fine particle dispersion (B ′) was Cu: 45 mass%, Pd: 0.05 mass%, Na: less than 10 mass ppm, Mg: less than 10 mass ppm, Cl: 13 mass ppm, and citric acid. It was 0.6 mass%, the balance was pure water and ethylene glycol, and the chlorine content with respect to the copper fine particles was 29 mass ppm. Moreover, when the water-soluble high molecular weight adsorb | sucking to this copper fine particle was calculated | required by thermogravimetric analysis similarly to Example 1, it turned out that it is 1.2 mass%.
Furthermore, [Production of coating solution and evaluation of coating film] was carried out in the same manner as in Example 1 except that a coating solution having a citric acid content in the solvent of 9% by mass was prepared. The surface of the coating film had a specular gloss. The fired film also had a specular gloss as before firing. Subsequently, the film thickness and volume resistivity of the fired film were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
上記銅微粒子分散液に、クエン酸を添加しないで塗布液を調製したこと以外は実施例1と同様にして塗膜を得た。なお、乾燥後の塗膜表面は、白濁していた。白濁部分のSEM像を観察したところ、微細なひび割れが発生していることが確認された。なお、図3に塗膜表面のSEM像を示す。また、得られた焼成膜も、焼成前と同様に塗膜表面が白濁していた。その後、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A coating film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was prepared without adding citric acid to the copper fine particle dispersion. In addition, the coating film surface after drying was cloudy. When an SEM image of the cloudy portion was observed, it was confirmed that fine cracks were generated. In addition, the SEM image of the coating-film surface is shown in FIG. Further, the obtained fired film also had a cloudy coating surface as before firing. Then, the film thickness and volume resistivity of this fired film were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
溶剤中のクエン酸の含有量が42質量%である塗布液を調製したこと以外は実施例1と同様にして塗膜を得た。なお、乾燥後の塗膜表面に鏡面光沢が見られず、黒色を呈していた。また、得られた焼成膜も、焼成前と同様に黒色であった。その後、この焼成膜の膜厚と体積抵抗率を測定した。結果を表1に示す
(Comparative Example 2)
A coating film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a coating solution having a citric acid content of 42% by mass in the solvent was prepared. In addition, the mirror surface gloss was not seen on the coating-film surface after drying, and it was exhibiting black. Further, the obtained fired film was also black as before firing. Then, the film thickness and volume resistivity of this fired film were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 0005239700
Figure 0005239700

表1から、実施例1〜4では、平均粒径が10〜100nmである金属微粒子と極性溶剤から構成される金属微粒子分散液にヒドロキシカルボン酸を添加して、溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である塗布液を調製し、これを塗布した後、室温〜120℃の温度で乾燥処理に付し、さらに200℃以上、250℃未満の温度での低温焼成処理に付し、本発明の方法に従って行なわれたので、大気中での乾燥でひび割れがなく均一性の高い金属光沢のある塗膜を形成できること、焼成膜の体積抵抗率を100μΩ・cm以下まで低減できること、さらに銅微粒子中に含有されるハロゲン品位を20質量ppm以下、及び溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量を15〜35質量%とすることで、膜厚が1μm以上で、体積抵抗率を50μΩ・cm以下にまで低下させることができることが分かる。
これに対して、比較例1又は2では、ヒドロキシカルボン酸の添加において、これらの条件と異なるので、塗膜の表面状態及び体積抵抗率において満足すべき結果が得られないことが分かる。
From Table 1, in Examples 1 to 4, hydroxycarboxylic acid is added to a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles having an average particle diameter of 10 to 100 nm and a polar solvent, and the hydroxycarboxylic acid contained in the solvent After preparing and applying a coating solution having an amount of 5 to 40% by mass, it is subjected to a drying treatment at a temperature of room temperature to 120 ° C., and further to a low-temperature baking treatment at a temperature of 200 ° C. or more and less than 250 ° C. In addition, since it was carried out according to the method of the present invention, it was possible to form a highly uniform metallic gloss coating without cracking by drying in the air, and to reduce the volume resistivity of the fired film to 100 μΩ · cm or less. Furthermore, by setting the halogen quality contained in the copper fine particles to 20 mass ppm or less and the content of hydroxycarboxylic acid in the solvent to 15 to 35 mass%, the film thickness is 1 μm or more and the volume That can reduce the anti-rate to below 50μΩ · cm can be seen.
In contrast, in Comparative Example 1 or 2, since the addition of hydroxycarboxylic acid is different from these conditions, it can be seen that satisfactory results cannot be obtained in the surface state and volume resistivity of the coating film.

以上より明らかなように、本発明の金属微粒子分散液を用いた塗膜形成方法は、特別な装置を使用せず、大気中での乾燥で1μm以上の膜厚でもひび割れのない金属光沢のある塗膜を得ることができるので、耐久性が高い意匠性顔料として好適に用いられる。また、低温焼成で低抵抗の膜が得られるので、電子材料用の導電膜にも好適に用いられる。   As is clear from the above, the coating film forming method using the metal fine particle dispersion of the present invention does not use a special apparatus, and has a metallic luster that does not crack even when the film thickness is 1 μm or more when dried in the air. Since a coating film can be obtained, it is suitably used as a designable pigment having high durability. In addition, since a low-resistance film can be obtained by low-temperature firing, it is also preferably used for a conductive film for electronic materials.

実施例1において、銅微粒子を含む分散液(A)の銅微粒子をろ過し、SEMで観察した銅微粒子のSEM写真である。In Example 1, it is the SEM photograph of the copper fine particle which filtered the copper fine particle of the dispersion liquid (A) containing a copper fine particle, and was observed with SEM. 実施例1において、乾燥後の膜表面のSEM像である。In Example 1, it is a SEM image of the film | membrane surface after drying. 比較例1において、乾燥後の膜表面のSEM像である。In Comparative example 1, it is a SEM image of the film | membrane surface after drying.

Claims (11)

金属微粒子と溶剤とから構成される金属微粒子分散液を用いる塗膜の形成方法であって、
下記の(イ)及び(ロ)の要件を満足する金属微粒子分散液に、さらにヒドロキシカルボン酸を添加して、(ハ)の要件を満足する塗布液を調製し、これを塗布した後、室温〜120℃の温度で乾燥処理に付すことにより、塗膜の均一性を向上させ、塗膜のひび割れを抑制して、金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜を得るようにすることを特徴とする塗膜形成方法。
(イ)前記金属微粒子は、その平均粒径が10〜100nmである。
(ロ)前記溶剤は、極性溶剤である。
(ハ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が5〜40質量%である。
A method of forming a coating film using a metal fine particle dispersion composed of metal fine particles and a solvent,
Hydroxycarboxylic acid is further added to the metal fine particle dispersion satisfying the following requirements (a) and (b) to prepare a coating solution satisfying the requirement (c). By applying a drying treatment at a temperature of ˜120 ° C., the uniformity of the coating film is improved, cracking of the coating film is suppressed, and a coating film having a metallic luster and having excellent design properties is obtained. A method for forming a coating film.
(A) The metal fine particles have an average particle size of 10 to 100 nm.
(B) The solvent is a polar solvent.
(C) The coating solution has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 5 to 40% by mass.
前記乾燥処理は、非還元性雰囲気下に行うことを特徴とする請求項1に記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 1, wherein the drying treatment is performed in a non-reducing atmosphere. さらに前記乾燥処理に続いて、200℃以上、250℃未満の温度で焼成処理に付すことを特徴とする請求項1又は2に記載の塗膜形成方法。   Furthermore, following the said drying process, it attaches to a baking process at the temperature of 200 to 250 degreeC, The coating-film formation method of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記ヒドロキシカルボン酸は、クエン酸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の塗膜形成方法。   The method for forming a coating film according to claim 1, wherein the hydroxycarboxylic acid is citric acid. 前記金属微粒子は、金、パラジウム、白金、銀又は銅から選ばれる少なくとも1種の微粒子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塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 1, wherein the metal fine particles are at least one kind of fine particles selected from gold, palladium, platinum, silver, or copper. 前記金属微粒子は、そのハロゲン元素の含有量が20質量ppm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 1, wherein the metal fine particles have a halogen element content of 20 mass ppm or less. 前記金属微粒子分散液は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、又はトリエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種の溶液中に、金属微粒子を構成する金属の酸化物、水酸化物又は塩と、分散剤である水溶性高分子と、核生成のための貴金属化合物又は貴金属コロイドとを添加し、加熱することにより、還元析出させた金属微粒子と溶剤から構成されるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の塗膜形成方法。   The metal fine particle dispersion is a water-soluble substance which is a metal oxide, hydroxide or salt constituting the metal fine particles and a dispersant in at least one solution selected from ethylene glycol, diethylene glycol or triethylene glycol. 7. The method according to claim 1, wherein the polymer is composed of a metal fine particle and a solvent which are reduced and precipitated by adding and heating a polymer and a noble metal compound or a noble metal colloid for nucleation. The coating film formation method in any one. 前記金属微粒子分散液のハロゲン元素の含有量は、該分散液中の金属微粒子に対し20質量ppm以下であることを特徴とする請求項7に記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 7, wherein the content of the halogen element in the metal fine particle dispersion is 20 mass ppm or less with respect to the metal fine particles in the dispersion. 前記(ハ)の要件の代わりに、下記の(ニ)の要件を満足することを特徴とする請求項7又は8に記載の塗膜形成方法。
(ニ)前記塗布液は、その溶剤中のヒドロキシカルボン酸の含有量が15〜35質量%である。
9. The method for forming a coating film according to claim 7, wherein the following requirement (d) is satisfied instead of the requirement (c).
(D) The coating liquid has a hydroxycarboxylic acid content in the solvent of 15 to 35% by mass.
前記金属は、銅であることを特徴とする請求項9に記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 9, wherein the metal is copper. 請求項10に記載の塗膜形成方法により得られる銅からなる塗膜であって、
基板に塗布後、窒素雰囲気下に220℃で1時間焼成した際に得られる膜厚が1μm以上であり、焼成膜の体積抵抗率が、50μΩ・cm以下であることを特徴とする塗膜。
A coating film made of copper obtained by the coating film forming method according to claim 10,
A coating film characterized by having a film thickness of 1 μm or more obtained after baking on a substrate at 220 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere , and a volume resistivity of the fired film of 50 μΩ · cm or less.
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