JP5521536B2 - Metal film substrate manufacturing method and flexible plastic substrate - Google Patents

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

本発明は、密着性に乏しいガラス、プラスチック、金属などの各種基材上にも簡便な手法で金属配線パターンを高密着性で形成させることができる、金属製膜基板の製造方法及び、フレキシブルプラスチック基板に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for producing a metal film substrate and a flexible plastic capable of forming a metal wiring pattern with high adhesion on various base materials such as glass, plastic and metal having poor adhesion by a simple method. Regarding the substrate.

近年、電子機器等の小型化・高集積化に伴い、金属微粒子を含む導電性インクを用いたスクリーン印刷、インキジェット等の印刷技術を応用して微細配線パターン形成を試みることが広く行なわれるようになってきている。その中、銀及び金の導電性インキを用いた微細な導電性の配線パターンを密着性に乏しいガラス、プラスチック、金属などの各種固体基材上に形成させること、例えば、シートやフィルム状の基材状に該微細配線パターンを密着性良く形成させることが要求されている。従来、良い密着性の金属被膜を基材上に形成させる方法としては、スパッタリング、無電解めっき法、真空蒸着法、ガラスブリト成分を含むペースト塗布法等が採用されてきたが、これらの方法は高価で且つ比較的大型の装置が必要であり、工程が煩雑であり、又配線パターンの変更についての自由度が低く、その応用が困難であった。   In recent years, with the miniaturization and high integration of electronic devices, it has been widely attempted to form fine wiring patterns by applying printing techniques such as screen printing and ink jet using conductive ink containing fine metal particles. It is becoming. Among them, a fine conductive wiring pattern using silver and gold conductive inks is formed on various solid substrates such as glass, plastic, and metal having poor adhesion, for example, a sheet or film-like substrate. It is required to form the fine wiring pattern with good adhesion on the material. Conventionally, sputtering, electroless plating methods, vacuum deposition methods, paste coating methods containing glass blito components, and the like have been employed as methods for forming a good adhesion metal film on a substrate, but these methods are expensive. In addition, a relatively large apparatus is required, the process is complicated, and the degree of freedom in changing the wiring pattern is low, and its application is difficult.

例えば、粒子径が100nm以下の金属微粒子を重合体又は界面活性剤等で被覆し、これを水や有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクを、インクジェット装置を用いて基材上に回路パターンを描画し、これを熱もしくは光線により処理して該重合体や界面活性剤を分解揮散させて所望の導電パターンを形成させる方法が提供されている(例えば、特許文献1参照。)。   For example, a metal fine particle ink in which metal fine particles having a particle size of 100 nm or less are coated with a polymer or a surfactant and dispersed in water or an organic solvent is used to form a circuit pattern on a substrate using an inkjet apparatus. There is provided a method of drawing and treating this with heat or light to decompose and volatilize the polymer and surfactant to form a desired conductive pattern (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、この方法では、溶剤の揮発のための加熱と、金属微粒子の保護剤として使用した重合体や界面活性剤の分解揮散のための処理との2段階の処理方法が必要なために生産性が悪く、耐熱性に乏しい基材では後処理中に当該基材の変形等が起こりやすいという問題がある。まだ、金属微粒子並びにこれが融着してなる金属被膜は基材に付着しているだけであるため、後処理工程中ではがれたり、微細なクラックが入ったりすることもあり、安定な微細配線を形成させることが困難である。   However, this method requires a two-step treatment method, ie, heating for volatilization of the solvent and treatment for decomposition and volatilization of the polymer and surfactant used as the protective agent for the metal fine particles. However, a base material with poor heat resistance has a problem that the base material is likely to be deformed during post-treatment. Still, the metal fine particles and the metal film formed by fusing them are only attached to the base material, so they may be peeled off during the post-treatment process, or may have fine cracks. It is difficult to form.

基材との密着性を改良して微細配線を形成させる方法としては、絶縁膜である基材上にプライマー層を設ける方法や、絶縁膜そのものに凹凸を形成させたり、アンカー効果を有する有機基を導入させたりする方法、銀など導電成分にガラスブリッドや無機酸化物を配合したペーストを高温焼成する方法など、種々提案されてきた。これらの中でも鉛入りガラスブリッドなどの使用なくガラス密着性を改良した比較的安全な手法としては、銀粉末とポリイミドシリコーン樹脂を用いる方法がある(例えば、特許文献2参照。)。   As a method of forming fine wiring by improving the adhesion to the base material, a method of providing a primer layer on the base material that is an insulating film, an unevenness on the insulating film itself, or an organic group having an anchor effect Various methods have been proposed, such as a method of introducing a glass paste or a paste in which glass bridging or an inorganic oxide is blended in a conductive component such as silver. Among these, as a relatively safe technique in which glass adhesion is improved without using lead-containing glass brid and the like, there is a method using silver powder and polyimide silicone resin (for example, see Patent Document 2).

前記特許文献2では、用いたポリイミドシリコーン樹脂が350〜450℃で焼成すると、樹脂の一部分が分解してガラス化シリコーン構造を発現し、このガラス化シリコーン構造がガラス基板に対して良好な密着性を示すものである、との記載がある。   In the said patent document 2, when the used polyimide silicone resin is baked at 350-450 degreeC, a part of resin will decompose | disassemble and a vitrified silicone structure will be expressed, and this vitrified silicone structure has favorable adhesiveness with respect to a glass substrate. There is a description that it shows.

しかしながら、前記特許文献2で使用される350〜450℃で60分という焼成工程は、最近の応用展開に求まれている200℃以下の低温及び短時間焼成の要求からかけ離れている。   However, the firing step of 350 minutes to 450 ° C. used in Patent Document 2 for 60 minutes is far from the requirement of low temperature of 200 ° C. or less and short-time firing required for recent application development.

また、1級アミンで被覆された単分散性の銀微粒子を含有する特定粘度の銀ペーストを用いる方法も提供されている(例えば、特許文献3参照。)。   A method using a silver paste having a specific viscosity containing monodispersed silver fine particles coated with a primary amine is also provided (see, for example, Patent Document 3).

前記特許文献3では、平均粒子径が4〜20nmの銀微粒子を沸点が比較的高い1級アミンで保護しておき、これを含む銀ペーストを用いて基材上に直接スクリーン印刷を行なう方法であり、基材への前処理をしない点において他の手法よりも製造工程が短いという利点がある。この手法で密着性が向上する理由は、焼結する過程において銀微粒子から1級アミンが剥がれて銀微粒子の融着が起こると共に、剥がれた1級アミンが基材表面を還元して活性化させたことによるものである、との記載がある。   In Patent Document 3, silver fine particles having an average particle diameter of 4 to 20 nm are protected with a primary amine having a relatively high boiling point, and screen printing is directly performed on a substrate using a silver paste containing the silver fine particles. There is an advantage that the manufacturing process is shorter than other methods in that no pretreatment is performed on the base material. The reason why the adhesion is improved by this method is that the primary amine is peeled off from the silver fine particles during the sintering process, and the silver fine particles are fused, and the peeled primary amine reduces and activates the substrate surface. There is a description that it is due to this.

しかしながら、前記特許文献3で実際に使用される基材はITO膜又はポリイミドであって耐熱性の低いその他のプラスチック基材への応用や、1級アミンの還元作用によって基材表面が活性化されにくい基材への応用ができない。又、分散媒体は沸点の高い有機溶剤であり、焼成工程において銀微粒子の保護剤として使用した1級アミンとともに揮発・除去するものであるため、大気中へ当該有機溶剤や1級アミンが放出されることになり、環境保護並びに労働衛生上の問題点を含む。更に又、特許文献3では、スクリーン印刷への応用を前提とするため銀ペーストの粘度が高く、インクジェット法への応用展開が難しい、水を媒体として使用できないため、水性インクへの応用ができない等、汎用性にかけるものである。   However, the substrate actually used in Patent Document 3 is an ITO film or polyimide, and the surface of the substrate is activated by application to other plastic substrates having low heat resistance or by the reducing action of primary amines. Cannot be applied to difficult substrates. Moreover, the dispersion medium is an organic solvent having a high boiling point and is volatilized and removed together with the primary amine used as a protective agent for the silver fine particles in the baking process, so that the organic solvent and the primary amine are released into the atmosphere. Including environmental protection and occupational health issues. Furthermore, in Patent Document 3, since the application to screen printing is premised, the viscosity of the silver paste is high, and it is difficult to develop an application to the ink jet method. Since water cannot be used as a medium, it cannot be applied to water-based ink. , It's about versatility.

近年、ナノメートルオーダーで安定化された銀微粒子は種々提案されてきており、プラスチック基材上での導電性電極化または配線化等の実装技術応用への期待が大きくなってきている。しかし、その実装応用を満たすには、屈曲に耐える密着強度がもっとも重要な課題でもある。即ち、プラスチックが疲労で割れるところまで、その上で形成された銀被膜は高い導電性を維持し続けることが要求されている。また、ガラス基材上に金属被膜を製膜することは一般的に困難であると認識されており、前述のようにガラス基材表面への凹凸の付与やプライマーの塗布等であっても、充分な密着性が得られていないのが現状である。   In recent years, various kinds of silver fine particles stabilized on the order of nanometers have been proposed, and expectations for mounting technology applications such as formation of conductive electrodes or wiring on a plastic substrate are increasing. However, in order to satisfy the mounting application, adhesion strength that can withstand bending is the most important issue. In other words, the silver coating formed thereon is required to maintain high conductivity until the plastic breaks due to fatigue. In addition, it is generally recognized that it is difficult to form a metal film on a glass substrate, and as described above, even when imparting irregularities to the glass substrate surface or applying a primer, At present, sufficient adhesion is not obtained.

特開2002−134878号公報JP 2002-134878 A 特開2007−184153号公報JP 2007-184153 A 特開2009−016201号公報JP 2009-016201 A

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであり、密着性の乏しい基板の表面上にプライマー層を設けたり、プライマー層の役割をする特別な加工や処理等を行なったり、密着性を改良するための第3成分を加えたりする必要がなく、低い温度で、金属ナノ粒子との密着性に乏しいプラスチックやガラス、金属系基材などの各種基材に対して高密着性の被膜や導電パターン等を簡便・安全且つ安定的に得ることができる金属製膜基板の製造方法、及びフレキシブルプラスチック基板を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, such as providing a primer layer on the surface of a substrate with poor adhesion, performing special processing or processing that serves as a primer layer, and adhesion. It is not necessary to add a third component to improve the coating, and at high temperatures, it has high adhesion to various substrates such as plastic, glass and metal substrates that have poor adhesion to metal nanoparticles. It is another object of the present invention to provide a metal film substrate manufacturing method and a flexible plastic substrate capable of easily, safely and stably obtaining a conductive pattern and the like.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の化合物を保護剤とする金属ナノ粒子と分散媒体とを含有するペーストは、プラスチック基材に対して高密着性であり、特にキュムラント平均粒子径(動的散乱粒径測定時のキュムラント解析結果の平均粒子径)が100nm以下にまで分散されたペーストは、簡便な手法でガラス基材や金属系基材へも高い密着性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention include a paste containing metal nanoparticles having a specific compound as a protective agent and a dispersion medium, and has high adhesion to a plastic substrate. In particular, a paste in which the cumulant average particle size (average particle size as a result of cumulant analysis at the time of dynamic scattering particle size measurement) is dispersed to 100 nm or less is highly adhesive to glass substrates and metal substrates by a simple method. As a result, the present invention has been completed.

すなわち本発明は、
(I)数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)が結合してなる化合物(x1)、又は
数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に、数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)と、線状エポキシ樹脂(c)とが結合してなる化合物(x2)
である化合物(X)と、金属ナノ粒子(Y)と、分散媒体(Z)とを含有するペーストを、プラスチック基材上に直接塗布する工程、
(II)前記工程(I)で得られたペースト塗布後のプラスチック基材を60℃〜180℃で加熱する工程
を有することを特徴とする金属製膜基板の製造方法、及び該製造方法で得られる屈曲性に優れるフレキシブルプラスチック基板を提供するものである。
That is, the present invention
(I) Compound (x1) obtained by binding polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 to an amino group in polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000, or a number A polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 and a linear epoxy resin (c) are bonded to an amino group in the polyethyleneimine (a) having an average molecular weight of 500 to 50,000. Compound (x2)
A step of directly applying a paste containing the compound (X), the metal nanoparticles (Y), and the dispersion medium (Z) on a plastic substrate,
(II) A method for producing a metal film substrate characterized by having a step of heating the plastic substrate after applying the paste obtained in the step (I) at 60 ° C. to 180 ° C. The present invention provides a flexible plastic substrate having excellent flexibility.

更に本発明は、
(I’)数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)が結合してなる化合物(x1)、又は
数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に、数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)と、線状エポキシ樹脂(c)とが結合してなる化合物(x2)
である化合物(X)と、金属ナノ粒子(Y)と、分散媒体(Z)とを含有し、キュムラント平均粒子径が100nm以下になるように分散させたペーストを、ガラス基材又は金属系基材上に直接塗布する工程、
(II’)前記工程(I’)で得られたペースト塗布後の基材を60℃〜200℃で加熱する工程
を有することを特徴とする金属製膜基板の製造方法をも提供するものである。
Furthermore, the present invention provides
(I ′) Compound (x1) formed by binding polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 to an amino group in polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000, or A polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 and a linear epoxy resin (c) are bonded to an amino group in the polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000. Compound (x2)
A paste containing a compound (X), a metal nanoparticle (Y), and a dispersion medium (Z) and dispersed so that the average particle size of the cumulant is 100 nm or less, a glass substrate or a metal group Coating directly on the material,
(II ′) It also provides a method for producing a metal film substrate characterized by having a step of heating the base material after applying the paste obtained in the step (I ′) at 60 ° C. to 200 ° C. is there.

本発明は、プラスチック基材や密着性に乏しいガラス基材、金属系基材などの各種基材上に高密着性の金属被膜を形成するものであり、当該プラスチック、ガラス、金属類などの基材は耐熱性に不足するものであってもよく、また平面状の基材には勿論、棒状、チューブ状、繊維状、微細加工が施された立体成形物などの任意形状の基材を用いることができる。又、その製造方法としては、特定のペーストを塗布して乾燥すればよく、塗布方法にも特に限定はないことから、様々な応用分野に用いることが可能である。   The present invention forms a highly adhesive metal film on various substrates such as a plastic substrate, a glass substrate having poor adhesion, and a metal substrate, and is based on such plastic, glass, metals and the like. The material may be insufficient in heat resistance, and of course, a flat base material is a base material having an arbitrary shape such as a rod shape, a tube shape, a fiber shape, or a three-dimensional molded product subjected to fine processing. be able to. Further, as a manufacturing method thereof, a specific paste may be applied and dried, and the application method is not particularly limited, so that it can be used in various application fields.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の金属製膜基板の製造方法は、
数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)が結合してなる化合物(x1)、又は
数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に、数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)と、線状エポキシ樹脂(c)とが結合してなる化合物(x2)
である化合物(X)と、金属ナノ粒子(Y)と、分散媒体(Z)とを含有するペーストを用いて、当該ペーストをプラスチック、ガラス、金属などの基材上に直接塗布する工程、
前記工程で得られたペースト塗布後のガラス、プラスチック、金属などの基材を低い温度範囲で乾燥する工程、を有することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing a metal film substrate of the present invention comprises:
A compound (x1) formed by binding polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 to an amino group in polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000, or a number average molecular weight. Compound (x2) in which polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 and linear epoxy resin (c) are bonded to an amino group in polyethyleneimine (a) of 500 to 50,000 )
Using a paste containing the compound (X), the metal nanoparticles (Y), and the dispersion medium (Z), and directly applying the paste onto a substrate such as plastic, glass, or metal,
And a step of drying a substrate such as glass, plastic or metal after the paste application obtained in the above step in a low temperature range.

本発明で用いるペースト中の金属ナノ粒子(Y)とは、透過型電子顕微鏡写真で観測される平均粒子径(100個の粒子を無作為に抽出し、その平均をとった値)が100ナノメートル以下であることを意味するものであり、その形が完全な球体であることを必要としない。又、化合物(X)を構成する各セグメントの数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した、ポリスチレン換算値である。更に、前記ペーストは、前記化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とを不揮発分中の主成分とするものであり、分散媒体(Z)以外に意図的に添加剤等の第三成分を配合しない限り、化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とからなるナノメートルオーダーの複合体〔金属ナノ粒子(Y)が化合物(X)によって保護された構造の複合体〕が分散媒体(Z)に分散されたものである。また、この分散の状態を示すものとして、キュムラント平均粒子径を用いるが、該キュムラト平均粒子径とは、動的散乱粒径測定装置(大塚電子株式会社製、FPAR−1000)で測定した化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とからなる複合体の粒径であり、測定結果をキュムラント解析した平均粒径であることを意味するものである。   The metal nanoparticles (Y) in the paste used in the present invention have an average particle diameter (value obtained by randomly extracting 100 particles and taking the average) observed in a transmission electron micrograph of 100 nanometers. It means less than a meter and does not require that the shape be a perfect sphere. Moreover, the number average molecular weight of each segment which comprises compound (X) is a polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography (GPC). Further, the paste has the compound (X) and the metal nanoparticles (Y) as main components in the nonvolatile content, and intentionally contains a third component such as an additive in addition to the dispersion medium (Z). Unless compounded, a nanometer-order complex composed of the compound (X) and the metal nanoparticles (Y) [complex having a structure in which the metal nanoparticles (Y) are protected by the compound (X)] is dispersed in the dispersion medium (Z ). In addition, the cumulant average particle diameter is used as an indication of this dispersion state, and the cumulant average particle diameter is a compound (FPAR-1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) measured by a dynamic scattering particle diameter measuring apparatus ( X) is a particle diameter of a composite composed of metal nanoparticles (Y), and means an average particle diameter obtained by cumulant analysis of the measurement result.

本発明において使用する化合物(X)を構成するポリエチレンイミン(a)は、該鎖中のエチレンイミン単位が金属及びそのイオンと配位結合可能であり、更に金属イオンの還元を促して金属ナノ粒子(Y)とし、該金属ナノ粒子(Y)を安定化し保持する高分子鎖である。その構造はエチレンイミン単位を主な繰り返し単位とし、直鎖状、分岐状のいずれであっても良く、市販品・合成品のいずれでも良い。   In the polyethyleneimine (a) constituting the compound (X) used in the present invention, the ethyleneimine unit in the chain can be coordinated with the metal and its ions, and further promotes reduction of the metal ions to form metal nanoparticles. (Y) is a polymer chain that stabilizes and holds the metal nanoparticles (Y). The structure has an ethyleneimine unit as the main repeating unit, and may be linear or branched, and may be either a commercial product or a synthetic product.

前記複合体の大きさは、用いる化合物(X)の分子量だけではなく、該化合物(X)を構成する各成分、即ち、ポリエチレンミン(a)、ポリエチレングリコール(b)、および線状エポキシ樹脂(c)の構造や組成比、また原料として用いる金属化合物の種類によっても影響を受ける。同じ分子量のポリエチレンイミン(a)である場合には、分岐度が小さいと得られる複合体の粒径が大きく、分岐度の向上に伴って粒径が小さくなる傾向がある。また、金属ナノ粒子(Y)の含有率を上げるためには、分岐状のポリエチレンイミンを用いることが好ましい。   The size of the complex is not only the molecular weight of the compound (X) to be used, but also the components constituting the compound (X), that is, polyethyleneamine (a), polyethylene glycol (b), and linear epoxy resin ( It is also affected by the structure and composition ratio of c) and the type of metal compound used as a raw material. In the case of polyethyleneimine (a) having the same molecular weight, if the degree of branching is small, the resulting composite has a large particle size, and the particle size tends to decrease as the degree of branching increases. Moreover, in order to raise the content rate of a metal nanoparticle (Y), it is preferable to use a branched polyethyleneimine.

一般に市販されている分岐状ポリエチレンイミンは3級アミンによって分岐状となっており、本発明で使用する化合物(X)の原料として用いることができる。保存安定性に優れる金属ペーストが得られる点からは、分岐度を(3級アミン)/(全てのアミン)のモル比で示すと(1〜49)/(100)の範囲の分岐度であることが好ましく、工業的な製造面、入手のし易さ等も鑑みるとより好ましい分岐度の範囲は(15〜40)/(100)である。   The commercially available branched polyethyleneimine is branched by a tertiary amine and can be used as a raw material for the compound (X) used in the present invention. From the point of obtaining a metal paste having excellent storage stability, the degree of branching is expressed in terms of (tertiary amine) / (all amines) in a molar ratio of (1-49) / (100). It is preferable, and the more preferable range of the degree of branching is (15 to 40) / (100) in view of industrial production and availability.

前記ポリエチレンイミン(a)部分の数平均分子量としては、低すぎると、化合物(X)による金属ナノ粒子(Y)の保持能力が低下しやすく、保存安定性が不十分になることがあり、高すぎると化合物(X)が巨大な会合体となるため、ペーストの保存安定性に支障をきたすことがある。従って、得られる複合体中の金属ナノ粒子(Y)の固定化能力や複合体の粒径の巨大化を防ぐ能力等をより優れたものとするためには、該ポリエチレンイミン(a)の数平均分子量としては500〜50,000の範囲であることを必須とし、1,000〜40,000の範囲であることが好ましく、1,800〜30,000の範囲であることが最も好ましい。   If the number average molecular weight of the polyethyleneimine (a) moiety is too low, the retention ability of the metal nanoparticles (Y) by the compound (X) tends to be low, and the storage stability may be insufficient. If the amount is too large, the compound (X) becomes a huge aggregate, which may hinder the storage stability of the paste. Therefore, in order to improve the ability to immobilize the metal nanoparticles (Y) in the obtained composite and the ability to prevent the composite from becoming too large, the number of the polyethyleneimine (a) The average molecular weight is essential to be in the range of 500 to 50,000, preferably in the range of 1,000 to 40,000, and most preferably in the range of 1,800 to 30,000.

本発明において使用する化合物(x1)および化合物(x2)を構成するポリエチレングリコール(b)は、親水性セグメントとして親水性溶媒に分散安定化を促すものである。該ポリエチレングリコール(b)の分子量としては、親水性溶媒に分散させる場合は、分子量が低すぎると分散安定性が悪化し、高すぎると複合体同士が凝集してしまう可能性が考えられる。従って、保存安定性がより優れたペーストを得るためには、ポリエチレングリコール(b)の数平均分子量としては500〜5,000の範囲であることを必須とし、1,000〜3,000であることが好ましい。   The polyethylene glycol (b) constituting the compound (x1) and the compound (x2) used in the present invention promotes dispersion stabilization in a hydrophilic solvent as a hydrophilic segment. When the molecular weight of the polyethylene glycol (b) is dispersed in a hydrophilic solvent, the dispersion stability may be deteriorated if the molecular weight is too low, and the composite may be aggregated if the molecular weight is too high. Therefore, in order to obtain a paste with better storage stability, the number average molecular weight of polyethylene glycol (b) must be in the range of 500 to 5,000, and is 1,000 to 3,000. It is preferable.

前記ポリエチレングリコール(b)は一般的に市販されているものであっても、合成品でも良い。また、他の親水性ポリマーとの共重合体等であっても良い。このとき使用できる親水性ポリマーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリイソプロピルアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。得られるペースト中の金属含有率を高める点から、共重合体を使用する場合においても、全体の分子量が500〜5,000の範囲であることが好ましい。   The polyethylene glycol (b) may be a commercially available product or a synthetic product. Further, it may be a copolymer with other hydrophilic polymer. Examples of the hydrophilic polymer that can be used at this time include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyisopropylacrylamide, and polyvinylpyrrolidone. Even when using a copolymer, it is preferable that the whole molecular weight is the range of 500-5,000 from the point which raises the metal content rate in the obtained paste.

本発明において使用する化合物(x2)中には、疎水性セグメントとして線状エポキシ樹脂(c)を結合してなるものである。化合物(x2)中に線状エポキシ樹脂(c)由来の構造を含有させることにより、該化合物(x2)を水または親水性溶媒中に分散した場合には、分子内又は分子間相互の強い会合力により、ミセルのコアを形成し、安定なミセルを形成してその中に金属ナノ粒子(Y)を取り込んで安定な分散体を得ることができる。   In the compound (x2) used in the present invention, a linear epoxy resin (c) is bonded as a hydrophobic segment. By incorporating a structure derived from the linear epoxy resin (c) into the compound (x2), when the compound (x2) is dispersed in water or a hydrophilic solvent, a strong association between the molecules or between the molecules. Due to the resultant force, a micelle core can be formed, a stable micelle can be formed, and metal nanoparticles (Y) can be taken therein to obtain a stable dispersion.

前記線状エポキシ樹脂(c)は一般的に市販、又は合成可能な構造であれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、特開2003−201333号記載のキサンテン型エポキシ樹脂等が挙げられ、単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。これらの中でも、得られるペーストの、基板との密着性に優れる等の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、これらの線状エポキシ樹脂は、そのまま化合物(x2)の原料としても良く、更には目的とする化合物(x2)の構造等に応じて、種々の変性を加えたものであっても良い。   The linear epoxy resin (c) can be used without particular limitation as long as it is generally commercially available or can be synthesized. Examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, xanthene type epoxy resin described in JP-A No. 2003-201333, and the like. The above may be mixed. Among these, it is preferable to use a bisphenol A type epoxy resin from the viewpoint that the obtained paste has excellent adhesion to the substrate. In addition, these linear epoxy resins may be used as the raw material of the compound (x2) as they are, and may further be modified according to the structure of the target compound (x2).

また、前記線状エポキシ樹脂(c)の分子量としては特に限定されるものではないが、親水性有機溶剤中に分散させる場合は、低すぎると分散安定性が悪化し、高すぎるとミセル同士が凝集してしまう可能性が考えられる。これらの観点から、線状エポキシ樹脂(c)の数平均分子量としては通常350〜20,000であり、400〜10,000であることが好ましい。   In addition, the molecular weight of the linear epoxy resin (c) is not particularly limited, but when dispersed in a hydrophilic organic solvent, dispersion stability is deteriorated if it is too low, and micelles are formed if it is too high. There is a possibility of aggregation. From these viewpoints, the number average molecular weight of the linear epoxy resin (c) is usually 350 to 20,000, and preferably 400 to 10,000.

本発明で用いる化合物(X)の製造方法としては、特に限定されるものではないが、設計どおりの化合物を容易に合成可能である点から、下記の方法によるものが好ましい。   Although it does not specifically limit as a manufacturing method of compound (X) used by this invention, The thing by the following method is preferable from the point which can synthesize | combine the compound as designed easily.

ポリエチレンイミン(a)は前述したとおり、市販又は合成したものを好適に用いることができる。まず、分岐状ポリエチレンイミンを用いる場合について説明する。   As described above, a commercially available or synthesized polyethyleneimine (a) can be suitably used. First, a case where branched polyethyleneimine is used will be described.

分岐状ポリエチレンイミンの末端は1級アミンとなっているため、ポリエチレングリコール(b)の末端を1級アミンと反応する官能基に予め変性させて、反応させることによって、本発明で用いる事ができる化合物(x1)を合成することができる。1級アミンと反応する官能基としては、特に限定されるものではなく、例えば、アルデヒド基、カルボキシ基、イソシアネート基、トシル基、エポキシ基、グリシジル基、イソチオシアネート基、ハロゲン、酸クロライド、スルホン酸クロライド等が挙げられる。中でもカルボキシ基、イソシアネート基、トシル基、エポキシ基、グリシジル基は反応性、取扱い易さ等、製法上有利であり、好ましい官能基である。   Since the terminal of the branched polyethyleneimine is a primary amine, the terminal of polyethylene glycol (b) can be used in the present invention by pre-modifying and reacting with a functional group that reacts with the primary amine. Compound (x1) can be synthesized. The functional group that reacts with the primary amine is not particularly limited. For example, aldehyde group, carboxy group, isocyanate group, tosyl group, epoxy group, glycidyl group, isothiocyanate group, halogen, acid chloride, sulfonic acid Examples include chloride. Among them, a carboxy group, an isocyanate group, a tosyl group, an epoxy group, and a glycidyl group are advantageous in terms of production, such as reactivity and ease of handling, and are preferred functional groups.

また1級アミンと直接反応する官能基でなくとも、種々の処理を行うことによって1級アミンと反応可能な官能基にできるものであれば良く、例えば、ヒドロキシ基を有するポリエチレングリコールを用いるのであれば、これをグリシジル化する等の手法でポリエチレンイミンと反応させても良い。更には、分岐状ポリエチレンイミンの1級アミンを、官能基を有するポリエチレングリコールと反応可能な他の官能基に変換する処理を施した後、これらを反応させて化合物(x1)を合成することも可能である。   In addition, the functional group may not be a functional group that directly reacts with the primary amine, but may be any functional group that can be reacted with the primary amine by performing various treatments. For example, polyethylene glycol having a hydroxy group may be used. For example, it may be reacted with polyethyleneimine by a method such as glycidylation. Furthermore, the compound (x1) may be synthesized by applying a treatment to convert the primary amine of the branched polyethyleneimine into another functional group capable of reacting with a functional polyethylene glycol and then reacting them. Is possible.

ポリエチレンイミン(a)が直鎖状ポリエチレンイミンの場合は、リビング重合によって、まずポリアシル化エチレンイミン鎖を合成し、引き続き、ポリエチレングリコールを導入することによって前駆体化合物を得た後、ポリアシル化エチレンイミン鎖を加水分解して直鎖状ポリエチレンイミンとする方法が挙げられる。   When the polyethyleneimine (a) is a linear polyethyleneimine, a polyacylated ethyleneimine chain is first synthesized by living polymerization, and then a precursor compound is obtained by introducing polyethylene glycol, and then a polyacylated ethyleneimine Examples include a method of hydrolyzing a chain to obtain a linear polyethyleneimine.

本発明で用いる化合物(x2)の合成方法についても既に本発明者らにより提供している(特開2006−213887号公報、特開2008−045024号公報等)ので、それを参照し、規定の範囲の分子量を有する化合物を合成すれば良い。   The method for synthesizing the compound (x2) used in the present invention has already been provided by the present inventors (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-213877, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-045024, etc.). A compound having a molecular weight in the range may be synthesized.

本発明で用いる化合物(x1)中のポリエチレンイミン(a)とポリエチレングリコール(b)の各成分の鎖を構成するポリマーのモル比(a):(b)としては特に限定されるものではないが、得られる銀ペーストの保存安定性に優れる点から、通常(a):(b)=1:1〜100の範囲であり、特に1:1〜30になるように設計することが好ましい。   The molar ratio (a) :( b) of the polymer constituting the chain of each component of polyethyleneimine (a) and polyethylene glycol (b) in compound (x1) used in the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of excellent storage stability of the obtained silver paste, it is usually in the range of (a) :( b) = 1: 1 to 100, and particularly preferably designed to be 1: 1 to 30.

化合物(x2)を用いる場合、ポリエチレンイミン(a)とポリエチレングリコール(b)、線状エポキシ樹脂(c)の各成分の鎖を構成するポリマーのモル比(a):(b):(c)としては特に限定されるものではないが、得られる銀ペーストの保存安定性に優れる点から、通常(a):(b):(c)=1:1〜100:1〜100の範囲であり、特に1:1〜30:1〜30になるよう設計することが好ましい。   When the compound (x2) is used, the molar ratio (a) :( b) :( c) of the polymer constituting the chain of each component of polyethyleneimine (a), polyethylene glycol (b), and linear epoxy resin (c) Although it is not particularly limited, it is usually in the range of (a) :( b) :( c) = 1: 1 to 100: 1 to 100 from the viewpoint of excellent storage stability of the obtained silver paste. In particular, it is preferable to design so as to be 1: 1 to 30: 1 to 30.

本発明に使用する化合物(X)は、金属ナノ粒子(Y)を安定に存在させることが出来るポリエチレンイミン(a)とは別に、化合物(x1)ではポリエチレングリコール(b)、化合物(x2)ではポリエチレングリコール(b)および線状エポキシ樹脂(c)に由来する構造を有する。上記したように、ポリエチレングリコール(b)の部分は、親水性有機溶剤中では溶媒と高い親和性を示し、また、線状エポキシ樹脂(c)の部分は親水性有機溶剤中で強い会合力を示す。さらには、線状エポキシ樹脂(c)中に芳香環を有する場合には、該芳香環の有するπ電子が銀と相互作用することによって、さらに金属ペーストの分散性を安定化することに寄与するとも考えられる。   The compound (X) used in the present invention is different from the polyethyleneimine (a) in which the metal nanoparticles (Y) can exist stably, in the compound (x1), in the polyethylene glycol (b) and in the compound (x2). It has a structure derived from polyethylene glycol (b) and linear epoxy resin (c). As described above, the polyethylene glycol (b) portion exhibits a high affinity with the solvent in the hydrophilic organic solvent, and the linear epoxy resin (c) portion exhibits a strong associative force in the hydrophilic organic solvent. Show. Furthermore, when the linear epoxy resin (c) has an aromatic ring, the π electrons of the aromatic ring interact with silver, thereby contributing to further stabilizing the dispersibility of the metal paste. Is also possible.

本発明の製造方法では、まず前述の化合物(X)を水性媒体、即ち水又は水と親水性有機溶剤との混合溶剤に溶解又は分散させる。化合物(x1)の場合は、ポリエチレンイミン(a)とポリエチレングリコール(b)、化合物(x2)の場合にはポリエチレンイミン(a)とポリエチレングリコール(b)、および線状エポキシ樹脂(c)の組合せにより、水性媒体への溶解性・分散性が異なるが、均一に溶解または分散させることが必要となる。ここで用いることができる親水性有機溶剤としては、25〜35℃で、水100質量部に対して、少なくとも5質量部混和し、均一な混合溶剤が得られるものであればよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール、グリセリン、ジメチルスルフォンオキシド、ジオキシラン、N−メチルピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン等を挙げることができ、単独でも、2種以上を混合して用いても良い。また、各種イオン液体を用いても良い。   In the production method of the present invention, the compound (X) is first dissolved or dispersed in an aqueous medium, that is, water or a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent. In the case of compound (x1), polyethyleneimine (a) and polyethylene glycol (b), in the case of compound (x2), a combination of polyethyleneimine (a) and polyethylene glycol (b), and linear epoxy resin (c) However, the solubility and dispersibility in an aqueous medium differ, but it is necessary to dissolve or disperse uniformly. The hydrophilic organic solvent that can be used here may be any one that can be mixed at least 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water at 25 to 35 ° C. to obtain a uniform mixed solvent. , Ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, tetrahydrofuran, dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, dimethylacetamide, dimethylformamide, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Glycerin, dimethylsulfone oxide, dioxirane, N-methylpyrrolidone, dimethylimidazolidinone, sulfo Can be exemplified emissions etc., may be used individually or as a mixture of two or more. Various ionic liquids may be used.

前記化合物(X)と、水性媒体との使用割合としては、取り扱い上の容易性と、金属イオンの還元反応の容易性の観点、得られるペーストの金属含有率の向上の観点から、化合物(X)の濃度が1〜20質量%になるように用いることが好ましく、2〜15質量%であることがより好ましい。この時、化合物(X)の溶解性・分散性が不足する場合には、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を併用した混合溶剤を用いることで溶解性・分散性を調整することができる。化合物(X)を溶解または分散させるには、通常、室温(25℃)で静置、又は攪拌を行えばよく、必要に応じて超音波処理、加熱処理等を行ってもよい。また化合物(X)の結晶性等により、水性媒体とのなじみが低い場合には、例えば、化合物(X)を少量の良溶媒で、溶解又は膨潤させた後、目的とする水性媒体中へ分散させる方法でもよい。このとき、超音波処理又は加熱処理(〜80℃程度)を行うとより効果的である。   The use ratio of the compound (X) and the aqueous medium is the compound (X) from the viewpoint of ease of handling, ease of reduction reaction of metal ions, and improvement of the metal content of the resulting paste. ) Is preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 2 to 15% by mass. At this time, when the solubility and dispersibility of the compound (X) is insufficient, for example, mixing using ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. The solubility / dispersibility can be adjusted by using a solvent. In order to dissolve or disperse the compound (X), usually, it may be allowed to stand at room temperature (25 ° C.) or stirred, and may be subjected to ultrasonic treatment, heat treatment or the like as necessary. Further, when the compatibility with the aqueous medium is low due to the crystallinity of the compound (X), for example, the compound (X) is dissolved or swollen with a small amount of a good solvent and then dispersed in the target aqueous medium. It is also possible to make it. At this time, it is more effective to perform ultrasonic treatment or heat treatment (about 80 ° C.).

化合物(X)の溶液又は分散液を調製した後、金属化合物を混合するが、このとき、得られるペーストの金属含有率を高める観点から、化合物(X)100質量部に対して、金属として400〜9900質量部になるよう用いることが好ましい。さらに水性媒体の使用量を削減することによって生産性を高めることと、還元反応の制御を容易に行なうことができる観点から、不揮発分として2〜80質量%になるよう混合することが好ましい。より好ましくは、化合物(X)100質量部に対して、金属として900〜9900質量部、不揮発分として3〜50質量%となるように用いることである。   After preparing the solution or dispersion of compound (X), the metal compound is mixed. At this time, from the viewpoint of increasing the metal content of the resulting paste, 400 parts of metal as the metal with respect to 100 parts by mass of compound (X). It is preferable to use so that it may become -9900 mass parts. Furthermore, it is preferable to mix so that it may become 2-80 mass% as a non volatile matter from a viewpoint which improves productivity by reducing the usage-amount of an aqueous medium, and can control a reductive reaction easily. More preferably, it is used so that it may become 900-9900 mass parts as a metal and 3-50 mass% as a non volatile matter with respect to 100 mass parts of compounds (X).

この時、用いることができる金属化合物としては、還元反応によって金属ナノ粒子(Y)が得られるものであればよく、金属の種類としては、エチレンイミンユニットによる還元反応が速やかに進行しやすい金、銀、白金、パラジウム等であることが好ましく、特に得られるペーストを用いて基板に塗布し、導電性をも有する金属製膜基板が得られる点から金又は銀であることが好ましい。原料としては水溶性の金属化合物であることが好ましいが、水溶性を有さないものである場合には、後述のような錯化剤等を併用し水性媒体に溶解させうることができれば用いることができる。具体的に銀化合物としては、例えば、硝酸銀、酸化銀、酢酸銀、フッ化銀、銀アセチルアセトナート、安息香酸銀、炭酸銀、クエン酸銀、銀ヘキサフルオロフォスフェート、乳酸銀、亜硝酸銀、ペンタフルオロプロピオン酸銀等が挙げられ、取り扱い容易性、工業的入手容易性の観点から、硝酸銀または酸化銀を用いることが好ましい。金化合物としては、例えば、塩化金酸、臭化金酸、ヨウ化金酸、塩化金酸ナトリウム、水酸化金、酸化金、ピリジン又は、燐酸などの有機金錯体が挙げられ、取り扱い容易性、工業的入手容易性の観点から、塩化金酸または塩化金酸ナトリウムを用いることが好ましい。   At this time, the metal compound that can be used may be any metal compound (Y) that can be obtained by a reduction reaction, and the type of the metal is gold that facilitates the reduction reaction by the ethyleneimine unit, Silver, platinum, palladium or the like is preferable, and gold or silver is particularly preferable from the viewpoint that a metal film substrate having conductivity can be obtained by applying the obtained paste to the substrate. The raw material is preferably a water-soluble metal compound, but if it is not water-soluble, it should be used if it can be dissolved in an aqueous medium in combination with a complexing agent as described below. Can do. Specific examples of the silver compound include silver nitrate, silver oxide, silver acetate, silver fluoride, silver acetylacetonate, silver benzoate, silver carbonate, silver citrate, silver hexafluorophosphate, silver lactate, silver nitrite, Examples thereof include silver pentafluoropropionate. From the viewpoint of easy handling and industrial availability, silver nitrate or silver oxide is preferably used. Examples of the gold compound include organic gold complexes such as chloroauric acid, bromoauric acid, iodoauric acid, sodium chloroaurate, gold hydroxide, gold oxide, pyridine, or phosphoric acid, and are easy to handle. From the viewpoint of industrial availability, chloroauric acid or sodium chloroaurate is preferably used.

前記工程において、化合物(X)が溶解又は分散している水性媒体と金属化合物とを混合する方法としては、特に限定されるものではなく、該化合物(X)が溶解又は分散している媒体に金属化合物を加える方法、その逆の方法、或いは別の容器に同時に投入しながら混合する方法でもよい。攪拌等の混合方法についても、特に限定されない。   In the above step, the method for mixing the aqueous medium in which the compound (X) is dissolved or dispersed with the metal compound is not particularly limited, and the medium in which the compound (X) is dissolved or dispersed is not limited. A method of adding a metal compound, a reverse method thereof, or a method of mixing while simultaneously charging in another container may be used. A mixing method such as stirring is not particularly limited.

この時、還元反応を早めるために、必要に応じて30〜70℃程度に加温しても良く、また、還元剤を併用しても良い。   At this time, in order to accelerate the reduction reaction, it may be heated to about 30 to 70 ° C. as necessary, or a reducing agent may be used in combination.

前記還元剤としては、特に限定されるものではないが、還元反応を容易にコントロールすることができるとともに、後の精製工程で容易に反応系から除去可能である点から、例えば、水素、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素アンモニウム等のホウ素化合物、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、アスコルビン酸、クエン酸、クエン酸ナトリウム等の酸類、ヒドラジン、炭酸ヒドラジン等のヒドラジン類等を用いることが好ましい。これらの中でも、工業的入手のし易さ、取扱い面等からより好ましいものとしては、水素化ホウ素ナトリウム、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム等である。   The reducing agent is not particularly limited. For example, hydrogen, hydrogenation can be performed because the reduction reaction can be easily controlled and can be easily removed from the reaction system in a subsequent purification step. Boron compounds such as sodium boron and ammonium borohydride, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol and propylene glycol, aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde, ascorbic acid, citric acid and citric acid It is preferable to use acids such as sodium and hydrazines such as hydrazine and hydrazine carbonate. Among these, sodium borohydride, ascorbic acid, sodium citrate and the like are more preferable from the viewpoint of industrial availability and handling.

前記還元剤の添加量は、金属イオンを還元するのに必要な量以上であれば特に限定されるものではなく、上限は特に規定するものではないが、金属イオンの10モル倍以下であることが好ましく、2モル倍以下であることがより好ましい。   The amount of the reducing agent to be added is not particularly limited as long as it is more than the amount necessary for reducing metal ions, and the upper limit is not particularly specified, but it is 10 mol times or less of metal ions. Is preferable, and it is more preferable that it is 2 mol times or less.

また、還元剤の添加方法は限定されるものではなく、例えば、還元剤をそのまま、又は水溶液やその他の溶媒に溶解、分散させて混合させることができる。また還元剤を加える順序についても限定されることはなく、予め化合物(X)の溶液または分散液に還元剤を添加しておいても、金属化合物を混合するときに同時に還元剤を加えてもよく、さらには、化合物(X)の溶液とまたは分散液と金属化合物とを混合した後、数時間経過した後、還元剤を混合する方法であってもよい。   Moreover, the addition method of a reducing agent is not limited, For example, a reducing agent can be mixed as it is, or it dissolves and disperses | distributes in aqueous solution or another solvent. Further, the order in which the reducing agent is added is not limited, and the reducing agent may be added to the solution or dispersion of compound (X) in advance, or the reducing agent may be added simultaneously with the mixing of the metal compound. Furthermore, after mixing several hours after mixing the solution of a compound (X) or a dispersion liquid, and a metal compound, the method of mixing a reducing agent may be sufficient.

特に酸化銀、酸化金、塩化銀、塩化金等の水性媒体に溶解しない、または溶解しにくい原料を用いる場合には、錯化剤を併用しても良い。前記錯化剤としては、例えば、プロピルアミン、ブチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、トリエチルアミン、アンモニア、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパン、トリエチレンテトラミン、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ジメチルアミノプロパノールなどが挙げられる。   In particular, when using a raw material that does not dissolve or is difficult to dissolve in an aqueous medium such as silver oxide, gold oxide, silver chloride, and gold chloride, a complexing agent may be used in combination. Examples of the complexing agent include propylamine, butylamine, diethylamine, dipropylamine, triethylamine, ammonia, ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, 1,3-diaminopropane, N, N , N ′, N′-tetramethyl-1,3-diaminopropane, triethylenetetramine, methylaminoethanol, dimethylaminoethanol, ethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine, propanolamine, butanolamine, dimethylaminopropanol and the like. .

上記錯化剤の添加量は、酸化金属等に配位されて錯体をつくるのに充分な量であればよく、上限は特に規定するものではないが、用いる酸化金属等の40モル倍以下であることが好ましく、20モル倍以下であることがより好ましい。また、該錯化剤の添加方法は限定されるものではなく、例えば、錯化剤をそのまま、又は水溶液やその他の溶媒に溶解、分散させて混合させることができる。   The amount of the complexing agent added is not particularly limited as long as it is sufficient to form a complex by coordination with a metal oxide or the like, but it is 40 mol times or less of the metal oxide to be used. It is preferable that it is 20 mole times or less. The method for adding the complexing agent is not limited. For example, the complexing agent can be mixed as it is or dissolved or dispersed in an aqueous solution or other solvent.

還元反応にかかる時間は、還元剤の有無や用いる化合物(X)の種類等によって異なるが、通常0.5〜48時間であり、工業的生産の観点から0.5〜24時間に調製することが好ましい。調製する方法としては、加温する温度、還元剤や錯化剤の投入量およびその時期等による方法が挙げられる。   The time required for the reduction reaction varies depending on the presence or absence of a reducing agent and the type of compound (X) used, but is usually 0.5 to 48 hours, and is adjusted to 0.5 to 24 hours from the viewpoint of industrial production. Is preferred. Examples of the preparation method include a method depending on the heating temperature, the amount of reducing agent and complexing agent added, and the timing thereof.

還元反応を行った後、精製工程に入るが、このとき有機溶剤を加えてから濃縮を行なうことが好ましい。濃縮方法としては特に限定されるものではなく、透析、遠心分離、沈殿法などのいずれを用いても良く、また同時に用いても良い。このとき使用できる有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、濃縮工程にかかる時間を短縮できる観点、該有機溶剤の再利用が可能である点、前工程で得られた混合物との混合が容易である点から、沸点が120℃以下、好ましくは100℃以下の有機溶剤であることが好ましい。その使用量としても特に限定されるものではないが、前工程で得られた混合物に対して1.5〜5倍量、好ましくは2〜3倍量になるよう混合することが好ましい。また、濃縮法としては工業的生産性に優れる点から、遠心分離法を用いることが好ましい。この遠心濃縮工程においては、前工程で用いた媒体の一部のほか、必要に応じて添加した還元剤や錯化剤、および金属イオンの対イオン等を除去することを目的とするものである。従って、前工程で用いた原料に応じた濃縮方法を用いることが好ましく、不揮発分が30質量%以上、好ましくは50質量%以上まで濃縮する。   After carrying out the reduction reaction, the purification step is started. At this time, it is preferable to perform concentration after adding an organic solvent. The concentration method is not particularly limited, and any of dialysis, centrifugation, precipitation, etc. may be used, or they may be used simultaneously. The organic solvent that can be used at this time is not particularly limited, but the viewpoint that the time required for the concentration step can be shortened, the organic solvent can be reused, and the mixture obtained in the previous step is mixed. From the viewpoint of being easy to handle, it is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 120 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower. The amount used is not particularly limited, but it is preferable to mix the mixture obtained in the previous step so that the amount is 1.5 to 5 times, preferably 2 to 3 times. Further, as a concentration method, it is preferable to use a centrifugal separation method from the viewpoint of excellent industrial productivity. In this centrifugal concentration step, in addition to a part of the medium used in the previous step, the purpose is to remove a reducing agent and a complexing agent added as necessary, a counter ion of metal ions, and the like. . Therefore, it is preferable to use a concentration method according to the raw material used in the previous step, and the nonvolatile content is concentrated to 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more.

一般に数十nmのサイズ領域にある金属ナノ粒子は、その金属種に応じて、表面プラズモン励起に起因する特徴的な光学吸収を有する。従って、得られる分散体のプラズモン吸収を測定することによって、該分散体中には、金属がナノメートルオーダーの微粒子として存在していることを確認することが出来、更には、該分散体をキャストして得られる膜のTEM(透過電子顕微鏡)写真等にて、その平均粒径や分布幅等を観測することも可能である。   In general, metal nanoparticles in the size region of several tens of nm have characteristic optical absorption due to surface plasmon excitation, depending on the metal species. Therefore, by measuring the plasmon absorption of the obtained dispersion, it is possible to confirm that the metal is present as fine particles of nanometer order in the dispersion, and further, the dispersion is cast. It is also possible to observe the average particle diameter, distribution width, etc. in a TEM (transmission electron microscope) photograph of the film obtained in this manner.

前記で得られた濃縮物は、そのままペーストとして用いることができる。更に、1度濃縮したものに、所望の分散媒体(Z)を適宜加え、攪拌・混合してペーストとする方法、濃縮物を真空乾燥・凍結乾燥等によって粉末状にしてから、所望の分散媒体(Z)に分散させて新たに「ペースト」とする方法のいずれであってもよい。特に、用いる基板がガラスや金属からなるものであるときには、焼成後の金属膜の基板への密着性を確保するために、キュムラト平均粒子径を100nm以下の良い状態に分散させる必要がある。   The concentrate obtained above can be used as a paste as it is. Furthermore, the desired dispersion medium (Z) is appropriately added to the concentrate once concentrated, and the mixture is stirred and mixed to form a paste. The concentrate is powdered by vacuum drying, freeze drying, or the like, and then the desired dispersion medium. Any of the methods of dispersing in (Z) and making a new “paste” may be used. In particular, when the substrate to be used is made of glass or metal, it is necessary to disperse the cumulus average particle diameter in a good state of 100 nm or less in order to ensure the adhesion of the fired metal film to the substrate.

本発明のペーストの使用目的等に応じて分散媒体(Z)は、親水性溶媒、疎水性溶媒、またはその混合溶媒を種々選択して用いる事ができる。特にその中でも、分散媒体(Z)としては均一分散性を容易に得られる点から、ヒドロキシ基を有する化合物からなる溶媒であることが好ましく、水単独又は水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールとの混合溶媒であることが最も好ましい。   Depending on the intended use of the paste of the present invention, the dispersion medium (Z) can be selected from various hydrophilic solvents, hydrophobic solvents, or mixed solvents thereof. Among them, the dispersion medium (Z) is preferably a solvent composed of a compound having a hydroxy group from the viewpoint that uniform dispersibility can be easily obtained. Water alone or water and alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. The mixed solvent is most preferable.

親水性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジメチルスルフォンオキシド、ジオキシラン、N−メチルピロリドン等を挙げることができ、単独でも、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the hydrophilic solvent include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, tetrahydrofuran, acetone, dimethylacetamide, dimethylformamide, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene. Glycol dimethyl ether, dimethyl sulfone oxide, dioxirane, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned, and these may be used alone or in admixture of two or more.

疎水性溶媒としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、酢酸エチル、ブタノール、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、メトキシベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、単独でも、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the hydrophobic solvent include hexane, cyclohexane, ethyl acetate, butanol, methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, nitrobenzene, methoxybenzene, toluene, xylene, and the like. good.

親水性溶媒、或いは疎水性溶媒と混合して用いることができるその他の溶媒としては、例えば、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられ、得られる銀ペーストの使用用途等に応じて、適宜選択して用いればよい。   Examples of other solvents that can be used by mixing with a hydrophilic solvent or a hydrophobic solvent include propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like. Depending on the intended use of the silver paste to be used, it may be appropriately selected and used.

又、ペースト中における金属ナノ粒子(Y)の濃度としては特に限定されるものではないが、導電被膜又は導電パターンの導電性の観点からペースト中の金属含有濃度が10〜70質量%であることが好ましく、特に20〜60質量%であることが好ましい。ペースト中の金属濃度は、そのペーストを使用する応用分野の形態に応じて調整可能である。又、ペーストの粘度としても特に限定されるものではないが、特に微細配線の描画が可能であるインクジェット装置への応用も視野に入れた観点から、1〜15,000mPa.Sであることが好ましい。ペーストの粘度は、そのペーストを使用する応用分野の形態に応じて調整可能である。   Further, the concentration of the metal nanoparticles (Y) in the paste is not particularly limited, but the metal-containing concentration in the paste is 10 to 70% by mass from the viewpoint of the conductivity of the conductive film or pattern. It is preferable that it is 20-60 mass% especially. The metal concentration in the paste can be adjusted according to the form of the application field in which the paste is used. Also, the viscosity of the paste is not particularly limited, but it is 1 to 15,000 mPa.s from the viewpoint of application to an ink jet apparatus capable of drawing a fine wiring. S is preferred. The viscosity of a paste can be adjusted according to the form of the application field which uses the paste.

本発明で使用するペーストは、それ自体で各種基材との密着性に優れるものであるが、更なる密着性の向上、ペーストの分散安定性、保存安定性及び製膜性などの向上のために、親水性ポリマーを添加しても良い。前記親水性ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリビニルアルコール、部分けん化ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリアセチルエチレンイミン、ポリアセチルプロピレンイミン、ポリプロピオニルエチレンイミン、ポリプロピオニルプロピレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリイソプロピルアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリアシルオキサゾリン、ポリエチルオキサゾリン、ポリプロピルオキサゾリン等のポリマー、又は上記ポリマー類より選ばれる2種以上のポリマー鎖からなるグラフトポリマー、ブロックポリマー等を挙げることができ、ガラス、プラスチック、金属などの各種基材への密着性と金属ペーストの分散安定性の観点から、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、アミノ(メタ)アクリレート、ポリビニルピロリドン、ポリオキサゾリン、ポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとの反応物を用いることが好ましい。   The paste used in the present invention is excellent in adhesion to various substrates by itself, but for further improvement of adhesion, dispersion stability of the paste, storage stability, film forming property, etc. In addition, a hydrophilic polymer may be added. The hydrophilic polymer is not particularly limited. For example, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethyleneimine, polypropyleneimine, polyhydroxyethyl acrylate, polyhydroxyethyl methacrylate. , Dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, polyacetylethyleneimine, polyacetylpropyleneimine, polypropionylethyleneimine, polypropionylpropyleneimine, polyacrylamide, polyisopropylacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyacyloxazoline, polyethyloxazoline, poly Polymers such as propyloxazoline or the above polymers From the viewpoints of adhesion to various substrates such as glass, plastic and metal and dispersion stability of the metal paste, polyethylene glycol can be mentioned. , Polyethyleneimine, polyvinyl alcohol, amino (meth) acrylate, polyvinylpyrrolidone, polyoxazoline, and a reaction product of polyethylene glycol and polyethyleneimine are preferably used.

さらに、ペーストに添加剤として混合されうる成分としては特に限定されるものではなく、種々の導電性材料成分や、電子材料との親和性や密着性を向上させる成分等、表面を平滑、或いは凹凸を制御する成分、各種の沸点を有する溶剤、粘度調節剤、前記親水性ポリマー以外の各種ポリマー、セラミック、カップリング剤、架橋剤等を挙げることができる。   Furthermore, the component that can be mixed as an additive to the paste is not particularly limited, and various conductive material components, components that improve the affinity and adhesion to electronic materials, etc., the surface is smooth or uneven Can be mentioned, components having various boiling points, solvents having various boiling points, viscosity modifiers, various polymers other than the hydrophilic polymer, ceramics, coupling agents, crosslinking agents, and the like.

本発明で用いるペーストは、前述の方法で得られた金属ナノ粒子(Y)と化合物(X)との複合体を含む分散体に前記各種添加剤を、ビーズミル、ペイントコンディショナー、超音波ホモジナイザー、フィルミックス、ホモジナイザー、ディスパー、スリーワンモータなどの装置を用いた攪拌法、超音波法、ミキサー法、3本ロール法、ボールミル法などで分散させたものであり、特にガラス基材・金属基材への塗布を行なう場合にはキュムラント平均粒子径が100nm以下まで分散を行なうことが必要である。キュムラント平均粒子径を100nm以下の分散状態にするためには、特にこれらの分散方法のうち、複数の方法を組み合わせて行うことが好ましい。   The paste used in the present invention is a dispersion containing the composite of the metal nanoparticles (Y) and the compound (X) obtained by the above-described method, and the various additives are added to a bead mill, a paint conditioner, an ultrasonic homogenizer, a filter. Dispersed by stirring method, ultrasonic method, mixer method, three-roll method, ball mill method, etc. using equipment such as mix, homogenizer, disper, three-one motor, especially for glass and metal substrates When coating, it is necessary to disperse the cumulant average particle size to 100 nm or less. In order to make a cumulant average particle diameter into a dispersion state of 100 nm or less, it is particularly preferable to combine a plurality of methods among these dispersion methods.

引き続き、得られたペーストをプラスチックや、ガラス、金属などの各種基材上に直接塗布するが、その塗布方法は特に限定されるものではない。例えば、塗布を施す方法には、スピンコーター、バーコーター、アプリケーター、各種印刷機、ディスペンサー等を用いた方法、ペーストへのディッピングによる方法、フローガンやフローコーター等を用いた方法、スプレー等による吹き付け法、刷毛塗りやパフ塗り、ローラー塗り等による方法等が挙げられる。塗布によってできる形はベタ状のものから、種々の太さの線、微細なパターン状、或いは模様等を、目的に応じて種々の方法から選択することによって施すことができる。   Subsequently, the obtained paste is directly applied onto various substrates such as plastic, glass, and metal, but the application method is not particularly limited. For example, the application method includes a spin coater, bar coater, applicator, various printing machines, a method using a dispenser, a method by dipping into a paste, a method using a flow gun or a flow coater, a spraying method by spraying, etc. Examples thereof include brush coating, puff coating, roller coating, and the like. The shape formed by coating can be applied by selecting various thickness lines, fine patterns, patterns, etc. from various methods according to the purpose.

本発明で用いることができる各種基材の、形状には特に限定されるものではなく、フィルム状、シート状、板状の他、立体的成形物等、単純な形状のものから彫刻等を施した複雑な形状のもの等を用いることができ、特にフィルムまたはシート状のフレキシブル基材に好適に適用することができる。基材表面の形状も平滑性表面、エンボス調の表面、複雑な凹凸表面等、種々の表面形状の基材が使用可能である。   The shape of the various substrates that can be used in the present invention is not particularly limited, and engraving is performed from a simple shape such as a three-dimensional molded product in addition to a film shape, a sheet shape, and a plate shape. It is possible to use those having complicated shapes and the like, and in particular, it can be suitably applied to a film or sheet-like flexible substrate. Substrates having various surface shapes such as a smooth surface, an embossed surface, and a complex uneven surface can be used as the shape of the substrate surface.

プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン樹脂、アセタール樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン等といった種々の有機材料からなる基材が挙げられる。又、これらの基材表面をコロナ処理等したものであっても良い。   Examples of the plastic substrate include polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyester, polystyrene, unsaturated polyester resin, vinyl chloride resin, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, AS resin, ABS resin, and poly (meth) acrylate. , Poly (meth) acrylamide, polyvinyl alcohol, vinylidene chloride resin, acetal resin, polyamide, polyurethane, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polyimide, polyethersulfone, liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, polysulfone, etc. The base material which consists of these organic materials is mentioned. Further, the surface of these base materials may be subjected to corona treatment or the like.

上記のポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミドなどのプラスチック基材の水接触角は約70°であり疎水性である。従って通常親水性の溶液組成物は該疎水性基材への濡れ性が悪く弾かれるため、高密着性で塗膜を作製することは困難である。しかし、本発明で用いるペーストは親水性の分散媒体を用いていても、化合物(X)を保護剤としてキャピングされた金属ナノ粒子(Y)による疎水性基材との相互作用によって該疎水性基材に良好な状態で塗布されうるものであり、製膜性及び印刷性に優れている。   The water contact angle of the plastic substrate such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyimide is about 70 ° and is hydrophobic. Therefore, since a hydrophilic solution composition is usually repelled with poor wettability to the hydrophobic substrate, it is difficult to produce a coating film with high adhesion. However, even if the paste used in the present invention uses a hydrophilic dispersion medium, the hydrophobic group is caused by the interaction with the hydrophobic substrate by the metal nanoparticles (Y) capped with the compound (X) as a protective agent. It can be applied to the material in a good state, and is excellent in film forming properties and printability.

本発明で用いるペーストは、150℃以下の低温焼成でもこれらのプラスチック基材への高い密着性を発現するため、特にガラス転移温度が180℃以下のフレキシブルなプラスッチク基材であっても良く、焼成温度としては、60〜180℃の範囲で基材の種類や目的とする物性(導電性等)のレベルに応じて適宜設定可能である。   The paste used in the present invention expresses high adhesion to these plastic substrates even at low temperature firing of 150 ° C. or less, and therefore may be a flexible plastic substrate having a glass transition temperature of 180 ° C. or less. As temperature, it can set suitably according to the kind of base material and the level of the target physical property (conductivity etc.) in the range of 60-180 degreeC.

又、キュムラント平均粒子径を100nm以下にまで高度に分散させたペーストを用いることにより、ガラス基材や、金属基材へも高密着性の被膜を形成させることが可能である。金属基板としては、金属ナノ粒子(Y)中の金属種とは異なる金属からなるものであることが好ましく、例えば、銅板やアルミ板やニッケル板等が挙げられる。ガラス基板や金属基板への塗布後の焼成温度は、これらの基板の耐熱性を鑑み、又、目的とする物性に応じて60〜200℃の範囲で適宜設定可能である。   Moreover, it is possible to form a highly adhesive coating on a glass substrate or a metal substrate by using a paste in which the cumulant average particle size is highly dispersed to 100 nm or less. The metal substrate is preferably made of a metal different from the metal species in the metal nanoparticles (Y), and examples thereof include a copper plate, an aluminum plate, and a nickel plate. The firing temperature after application to a glass substrate or metal substrate can be appropriately set in the range of 60 to 200 ° C. in view of the heat resistance of these substrates and according to the intended physical properties.

本発明では、前記で得られたペースト塗布後のプラスチック、ガラス、金属などの各種基材を加熱焼成することによって、それらの基材上へ金属の膜を製膜するものであるが、その方法は特に限定されるものではない。例えば、該ペーストを基材上に前述の方法で塗膜化、被覆化、積層状態にしたものや、型や型枠等を用いて該ペーストを充填させた基材等を、電気炉、乾燥機、オーブン、恒温槽、ホットステージ等の各種加熱装置を用いて焼成する方法、さらには25℃〜30℃の室温で自然乾燥させた後、加熱する方法等が挙げられる。   In the present invention, by heating and baking various substrates such as plastic, glass, and metal after the paste application obtained above, a metal film is formed on these substrates. Is not particularly limited. For example, when the paste is coated, coated, or laminated by the above-described method on a base material, or the base material filled with the paste using a mold or a formwork is dried in an electric furnace, Examples thereof include a method of baking using various heating devices such as a machine, an oven, a thermostatic bath, and a hot stage, and a method of heating after natural drying at room temperature of 25 ° C to 30 ° C.

本発明で得られる各種金属製膜基板は、上記したプラスチック、ガラス、金属基材の上に、上記ペーストを塗布して得られるものであり、基材の上にペースト層、或いは金属ナノ粒子が熱処理、焼成処理によって融着、又は結晶化等した有機無機複合体層が積層したものである。また該ペースト層、及び該有機無機複合体層は基材の上に、同じ、或いは異なる金属種を含有するペースト層、及び該有機無機複合体層を、複数回繰り返し塗布することによって得られる金属積層板であってもよい。その際、塗布する形、面積、厚さ、条件、方法等は同じであっても、または異なっていても良い。さらに繰り返し塗布する、同じ、或いは異なる金属ペースト層、及び該有機無機複合体層の間に、金属ナノ粒子及び上記処理によって融着又は結晶化等を生じた成分を含まない材料によって塗布された層を挟むことも可能である。   Various metal film substrates obtained by the present invention are obtained by applying the above paste on the above-described plastic, glass, and metal substrate, and the paste layer or metal nanoparticles are formed on the substrate. An organic-inorganic composite layer fused or crystallized by heat treatment or baking treatment is laminated. In addition, the paste layer and the organic-inorganic composite layer are obtained by repeatedly applying the paste layer containing the same or different metal species and the organic-inorganic composite layer on the base material a plurality of times. A laminated board may be sufficient. At that time, the shape, area, thickness, conditions, method, and the like to be applied may be the same or different. Further, the same or different metal paste layer to be repeatedly applied, and a layer applied between the organic-inorganic composite layer and a material that does not contain metal nanoparticles and components that have been fused or crystallized by the above-described treatment. Is also possible.

本発明において、プラスチックや、ガラス・金属の各種基材との高い密着性を示す金属の被膜が生じる焼成、融着過程を説明する。前記ペーストを各種基材に製膜後、加熱すると、金属ナノ粒子(Y)にキャピングされた化合物(X)が外れて、引き続き金属ナノ粒子(Y)同士の融着、結晶成長などにより良好な金属の被膜が形成される。その際にペースト中の化合物(X)は金属被膜の表面上に均等に残って各種基材の間に強いアンカー力として働くことになるため、各種基材への接着性等が良好であり、又、該被膜中にヒビや割れ等の発生を抑制するといった付加価値をも発現させうるものと推察できる。即ち、従来技術においては金属微粒子の保護剤である化合物は被膜形成時に揮酸・分解等によって除去しなければならないとされていたが、本発明では保護剤として機能する化合物(X)を除去する必要はなく、むしろ金属被膜と共に存在することによって各種基材との密着性付与と被膜の均一化させる機能を発現させることによってなされたものであることが大きな特徴である。特に従来金属との密着性が悪いと考えられているガラスへの金属被膜形成や、金属基材上への異種金属の被膜形成といったことが、ペースト中における分散状態を調製することのみで容易に可能となったことは、本発明の有用性が高いことを示すものであり、本発明の特定の保護剤である化合物(X)の機能によるものであると考えることができる。   In the present invention, the firing and fusing processes in which a metal film showing high adhesion to plastics and various substrates of glass and metal are described. When the paste is formed on various substrates and then heated, the compound (X) capped on the metal nanoparticles (Y) is removed, and the metal nanoparticles (Y) are subsequently fused with each other, and crystal growth is favorable. A metal film is formed. At that time, the compound (X) in the paste remains uniformly on the surface of the metal coating and acts as a strong anchoring force between the various substrates, so that the adhesiveness to various substrates is good, In addition, it can be inferred that an added value such as suppressing the occurrence of cracks, cracks and the like in the coating can be expressed. That is, in the prior art, a compound that is a protective agent for metal fine particles had to be removed by volatilization / decomposition during film formation, but in the present invention, the compound (X) that functions as a protective agent is removed. It is not necessary, but rather, it is a major feature that it is made by presenting a function of imparting adhesion to various substrates and making the coating uniform by being present together with the metal coating. In particular, it is easy to form a metal film on glass, which has been considered to have poor adhesion to metals, and to form a film of dissimilar metals on a metal substrate simply by adjusting the dispersion state in the paste. What has become possible indicates that the usefulness of the present invention is high, and can be considered to be due to the function of the compound (X) which is the specific protective agent of the present invention.

本発明で得られる各種金属製膜基板は、金属ナノ粒子(Y)が有する種々の化学的、電気的、磁気的、光学的、色材特性等といった特性に加えて、有機成分である化合物(X)が有する成形性、製膜性、接着性、柔軟性等の特性を併せもっている。その用途は限定されるものではなく、例えば、触媒、電子材料、磁気材料、光学材料、各種センサー、色材、医療検査用途等の非常に幅広い分野で使用可能である。被膜又は配線中に含有させる銀の割合も容易に調整可能である点から、目的に応じた効果を効率的に発現させうるものである。   In addition to various chemical, electrical, magnetic, optical, colorant properties, etc. of the metal nanoparticles (Y), various metal film substrates obtained by the present invention are compounds that are organic components ( X) has properties such as moldability, film-forming property, adhesiveness and flexibility. The application is not limited, and can be used in a very wide range of fields such as catalysts, electronic materials, magnetic materials, optical materials, various sensors, color materials, medical examination applications, and the like. Since the ratio of silver contained in the coating or wiring can be easily adjusted, the effect according to the purpose can be efficiently expressed.

本発明のフレキシブルプラスチック基板は、上述した製造方法においてフレキシブルプラスチック基材を用いて得られるものであり、180°折り曲げ試験を100回繰り返し実施した後でも、導電性に変化がないことを特徴とするものである。詳しくは、下記式(1)
(試験後のシート抵抗値−試験前のシート抵抗値)/試験前のシート抵抗値 (1)
で求められるシート抵抗値の変化率が10%以下であることを特徴とし、プラスチック基材との密着性に優れている。当該変化率としては、塗布するフレキシブルプラスチック基材の種類及び塗布後の加熱条件を選択することによって、5%以下、更には1%以下にすることも可能であり、工業的有用性が高い。
The flexible plastic substrate of the present invention is obtained by using a flexible plastic substrate in the above-described manufacturing method, and is characterized in that there is no change in conductivity even after repeating the 180 ° bending test 100 times. Is. Specifically, the following formula (1)
(Sheet resistance value after test−sheet resistance value before test) / sheet resistance value before test (1)
The change rate of the sheet resistance value calculated | required by is 10% or less, and is excellent in adhesiveness with a plastic base material. The rate of change can be 5% or less, further 1% or less, by selecting the type of flexible plastic substrate to be applied and the heating conditions after application, and is highly industrially useful.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断わりがない限り「%」は「質量%」を表わす。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”.

以下の実施例中、用いた機器類は下記の通りである。
H−NMR:日本電子株式会社製、AL300、300Hz
TEM観察:日本電子株式会社製、JEM−2200FS
TGA測定:SIIナノテクノロジー株式会社製、TG/DTA6300
プラズモン吸収スペクトル:日立製作所株式会社製、UV−3500
動的散乱粒径測定装置:大塚電子株式会社製、FPAR−1000
In the following examples, the equipment used is as follows.
1 H-NMR: manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 Hz
TEM observation: JEM-2200FS, manufactured by JEOL Ltd.
TGA measurement: SII Nano Technology Co., Ltd., TG / DTA6300
Plasmon absorption spectrum: manufactured by Hitachi, Ltd., UV-3500
Dynamic scattering particle size measuring device: FPAR-1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

合成例1 化合物(x1)の合成及び これを用いた複合体の合成
1−1〔ポリエチレングリコールのトシル化反応〕
窒素雰囲気下、メトキシポリエチレングリコール[Mn=2,000]20.0g(10.0mmol)、ピリジン8.0g(100.0mmol)、クロロホルム20mlの混合溶液に、p−トルエンスルホン酸クロライド9.6g(50.0mmol)を含むクロロホルム(30ml)溶液を、氷冷撹拌しながら30分間滴下した。滴下終了後、浴槽温度40℃でさらに4時間攪拌した。反応終了後、クロロホルム50mlを加えて反応液を希釈した。引き続き、5%塩酸水溶液100ml、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、そして飽和食塩水溶液100mlで順次に洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過、減圧濃縮した。得られた固形物をヘキサンで数回洗浄した後、濾過、80℃で減圧乾燥して、トシル化された生成物22.0gを得た。
Synthesis Example 1 Synthesis of Compound (x1) and Synthesis of Complex Using the Compound 1-1 [Tosylation Reaction of Polyethylene Glycol]
Under a nitrogen atmosphere, 9.6 g of p-toluenesulfonic acid chloride was added to a mixed solution of 20.0 g (10.0 mmol) of methoxypolyethylene glycol [Mn = 2,000], 8.0 g (100.0 mmol) of pyridine and 20 ml of chloroform ( A chloroform (30 ml) solution containing 50.0 mmol) was added dropwise for 30 minutes with ice-cooling and stirring. After completion of dropping, the mixture was further stirred at a bath temperature of 40 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, 50 ml of chloroform was added to dilute the reaction solution. Subsequently, after sequentially washing with 100 ml of 5% hydrochloric acid aqueous solution, 100 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 100 ml of saturated saline solution, it was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure. The obtained solid was washed several times with hexane, filtered, and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 22.0 g of a tosylated product.

得られた生成物のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl)測定結果:
δ(ppm):7.82(d),7.28(d),3.74〜3.54(bs),3.41(s),2.40(s)
The measurement result of 1 H-NMR of the obtained product is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) measurement result:
δ (ppm): 7.82 (d), 7.28 (d), 3.74-3.54 (bs), 3.41 (s), 2.40 (s)

1−2 〔化合物(x1)の合成〕
上記で合成した末端にp−トルエンスルホニルオキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール化合物5.39g(2.5mmol)、分岐状ポリエチレンイミン(アルドリッチ社製、分子量25,000)を20.0g(0.8mmol)、炭酸カリウム0.07g及びN,N−ジメチルアセトアミド100mlを、窒素雰囲気下、100℃で6時間攪拌した。得られた反応混合物に酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)300mlを加え、室温で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)100mlを用いて2回繰り返し洗浄した後、減圧乾燥して、分岐状ポリエチレンイミンにポリエチレングリコールが結合した化合物(x1)の固体を24.4g得た。
1-2 [Synthesis of Compound (x1)]
2.0.0 g (0.8 mmol) of 5.39 g (2.5 mmol) of a methoxypolyethylene glycol compound having a p-toluenesulfonyloxy group at the terminal synthesized above and branched polyethyleneimine (manufactured by Aldrich, molecular weight 25,000) Then, 0.07 g of potassium carbonate and 100 ml of N, N-dimethylacetamide were stirred at 100 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere. To the resulting reaction mixture, 300 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) was added, and after vigorous stirring at room temperature, the solid product was filtered. The solid was repeatedly washed twice with 100 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2), then dried under reduced pressure, and a compound (x1) in which polyethylene glycol was bound to branched polyethyleneimine 24.4 g of a solid was obtained.

得られた生成物のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl)測定結果:
δ(ppm):3.50(s),3.05〜2.20(m)
The measurement result of 1 H-NMR of the obtained product is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) measurement result:
δ (ppm): 3.50 (s), 3.05 to 2.20 (m)

1−3 〔銀ナノ粒子との複合体の合成〕
1−2で得た化合物(x1)を0.592g用いた水溶液138.8gに酸化銀10.0gを加えて25℃で30分間攪拌した。引き続き、ジメチルエタノールアミン46.0gを攪拌しながら徐々に加えたところ、反応溶液は黒赤色に変わり、若干発熱したが、そのまま放置して25℃で30分間攪拌した。その後、10%アスコルビン酸水溶液15.2gを攪拌しながら徐々に加えた。その温度を保ちながらさらに20時間攪拌を続けて、黒赤色の分散体を得た。
1-3 [Synthesis of complex with silver nanoparticles]
10.0 g of silver oxide was added to 138.8 g of an aqueous solution using 0.592 g of the compound (x1) obtained in 1-2, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 30 minutes. Subsequently, when 46.0 g of dimethylethanolamine was gradually added with stirring, the reaction solution turned black-red and slightly exothermic, but was left as it was and stirred at 25 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 15.2 g of a 10% ascorbic acid aqueous solution was gradually added with stirring. Stirring was further continued for 20 hours while maintaining the temperature to obtain a black-red dispersion.

上記で得られた反応終了後の分散液にイソプロピルアルコール200mlとヘキサン200mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にイソプロピルアルコール50mlとヘキサン50mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にさらに少量の水を加えて攪拌した後、減圧下、有機溶剤を除去して銀ナノ粒子(Y1)と化合物(x1)との複合体の水系濃縮物を得た。   A mixed solvent of 200 ml of isopropyl alcohol and 200 ml of hexane was added to the dispersion obtained after completion of the reaction and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a mixed solvent of 50 ml of isopropyl alcohol and 50 ml of hexane was added to the precipitate and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a small amount of water was added to the precipitate and stirred, and then the organic solvent was removed under reduced pressure to obtain an aqueous concentrate of the complex of silver nanoparticles (Y1) and compound (x1). It was.

得られた複合体をサンプリングし、その希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より球形の銀ナノ粒子(平均粒子径17.5nm)が確認された。TG−DTAを用いて、固体中の銀含有率を測定した結果、97.2%を示した。   The obtained complex was sampled, and the peak of the plasmon absorption spectrum was observed at 400 nm by measuring the visible absorption spectrum of the diluted solution, and the production of silver nanoparticles was confirmed. Moreover, spherical silver nanoparticles (average particle diameter: 17.5 nm) were confirmed by TEM observation. As a result of measuring the silver content in the solid using TG-DTA, it was 97.2%.

上記の水系濃縮物を−40℃の冷凍機に1昼夜放置して凍結し、これを凍結乾燥機(東京理化器械株式会社社製 FDU−2200)で24時間処理して、銀色の金属光沢があるフレーク状の塊を得た。得られた塊は、水系濃縮物と同様な上記の分析結果であった。   The above aqueous concentrate is left to stand in a -40 ° C. freezer for one day to freeze, and this is treated with a freeze dryer (FDU-2200, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) for 24 hours. A flaky mass was obtained. The obtained mass was the above analysis result similar to the aqueous concentrate.

合成例2 化合物(x2)の合成及びこれを用いた複合体の合成
2−1 〔単官能エポキシ樹脂の合成〕
ビスフェノールA型線状エポキシ樹脂EPICLON AM−040−P(DIC株式会社製、エポキシ当量933)18.7g(20m当量)、4−フェニルフェノール1.28g(7.5mmol)、65%酢酸エチルトリフェニルホスホニウムエタノール溶液0.26ml(0.12mol%)及びN,N−ジメチルアセトアミド50mlを混合し、窒素雰囲気下、120℃で6時間反応させた。放冷後、水150ml中に滴下し、得られた沈殿物をメタノールで2回洗浄した後、60℃で減圧乾燥して、単官能性のエポキシ樹脂を得た。得られた生成物の収量は19.6g、収率は98%であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of Compound (x2) and Synthesis of Complex Using the Compound 2-1 [Synthesis of Monofunctional Epoxy Resin]
Bisphenol A type linear epoxy resin EPICLON AM-040-P (manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent 933) 18.7 g (20 m equivalent), 4-phenylphenol 1.28 g (7.5 mmol), 65% ethyltriphenyl acetate A phosphonium ethanol solution (0.26 ml, 0.12 mol%) and N, N-dimethylacetamide (50 ml) were mixed and reacted at 120 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. After standing to cool, it was dropped into 150 ml of water, and the resulting precipitate was washed twice with methanol and then dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a monofunctional epoxy resin. The yield of the obtained product was 19.6 g, and the yield was 98%.

H−NMR測定を行いエポキシ基の積分比考察結果、ビスフェノールA型線状エポキシ樹脂1分子にエポキシ環は0.95個残っており、単官能性のエポキシ樹脂であることが確認された。 1 H-NMR measurement was performed, and as a result of considering the integration ratio of the epoxy group, 0.95 epoxy rings remained in one molecule of the bisphenol A type linear epoxy resin, and it was confirmed that the epoxy resin was a monofunctional epoxy resin.

得られた単官能性のエポキシ樹脂のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl)測定結果:
δ(ppm):7.55〜6.75(m),4.40〜3.90(m),3.33(m),2.89(m),2.73(m),1.62(s)
The measurement result of 1 H-NMR of the obtained monofunctional epoxy resin is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) measurement result:
δ (ppm): 7.55 to 6.75 (m), 4.40 to 3.90 (m), 3.33 (m), 2.89 (m), 2.73 (m), 1. 62 (s)

2−2 〔化合物(x2)の合成〕
上記で得られた単官能性のエポキシ樹脂3.0g(1.5mmol)、アセトン50mlの溶液に合成例1−2で得られた化合物(x1)14.4g(0.48mmol)、メタノール60mlの溶液を加えて、窒素雰囲気下、60℃で2時間攪拌した。反応終了した後、脱溶剤することにより、分岐状ポリエチレンイミンにポリエチレングリコールとエポキシ樹脂とが結合してなる化合物(x2)を得た。
2-2 [Synthesis of Compound (x2)]
A solution of the monofunctional epoxy resin obtained above (3.0 g, 1.5 mmol) and acetone (50 ml) in the compound (x1) 14.4 g (0.48 mmol) obtained in Synthesis Example 1-2, methanol 60 ml The solution was added and stirred at 60 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the solvent was removed to obtain a compound (x2) formed by bonding polyethylene glycol and an epoxy resin to branched polyethyleneimine.

2−3 〔銀ナノ粒子との複合体の合成〕
上記2−2で得た化合物(x2)を0.263g用いた水溶液77.0gにジメチルエタノールアミン23.0gを攪拌しながら徐々に加えたところ、若干発熱した。引き続き、反応温度を45℃にして硝酸銀5.0gに徐々に加えたところ、反応溶液は黒赤色に変わった。その後、反応温度を50℃にして4.5時間攪拌して反応を終了し、黒赤色の分散体を得た。
2-3 [Synthesis of complex with silver nanoparticles]
When 23.0 g of dimethylethanolamine was gradually added to 77.0 g of an aqueous solution using 0.263 g of the compound (x2) obtained in 2-2 above while stirring, a slight heat was generated. Subsequently, when the reaction temperature was changed to 45 ° C. and gradually added to 5.0 g of silver nitrate, the reaction solution turned black-red. Thereafter, the reaction temperature was set to 50 ° C. and stirred for 4.5 hours to complete the reaction, and a black-red dispersion was obtained.

上記で得られた反応終了後の分散液にイソプロピルアルコール100mlとヘキサン100mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にイソプロピルアルコール25mlとヘキサン25mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物に少量の水を加えて攪拌した後、減圧下、有機溶剤を除去して銀ナノ粒子(Y1)と化合物(x2)との複合体の水系濃縮物を得た。   A mixed solvent of 100 ml of isopropyl alcohol and 100 ml of hexane was added to the dispersion liquid after completion of the reaction obtained above and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a mixed solvent of 25 ml of isopropyl alcohol and 25 ml of hexane was added to the precipitate and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a small amount of water was added to the precipitate and stirred, and then the organic solvent was removed under reduced pressure to obtain an aqueous concentrate of a complex of silver nanoparticles (Y1) and compound (x2). .

得られた複合体をサンプリングし、その希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nm付近にプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM測定より球形の銀ナノ粒子(平均粒子径18.8nm)が確認された。また、TG−DTAを用いて、固体中の銀含有量を測定した結果、96.6%を示した。   The obtained complex was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed near 400 nm by measuring a visible absorption spectrum of the diluted solution, and the production of silver nanoparticles was confirmed. Moreover, spherical silver nanoparticles (average particle diameter 18.8 nm) were confirmed by TEM measurement. Moreover, as a result of measuring the silver content in solid using TG-DTA, 96.6% was shown.

合成例3 化合物(x1)を用いた金ナノ粒子との複合体の合成
1−2で得た化合物(x1)を0.592g用いた水溶液97.2gにジメチルエタノールアミン15.4gを加えて25℃で30分間攪拌した。引き続き、テトラクロロ金酸4水和物の10%水溶液118.5gを攪拌しながら徐々に加えたところ、反応溶液は黒赤色に変わり、若干発熱した。その後、25℃を保ちながらさらに8時間攪拌を続けて、黒赤色の分散体を得た。
Synthesis Example 3 Synthesis of Complex with Gold Nanoparticles Using Compound (x1) 15.4 g of dimethylethanolamine was added to 97.2 g of an aqueous solution using 0.592 g of compound (x1) obtained in 1-2, and 25 Stir at 30 ° C. for 30 minutes. Subsequently, when 118.5 g of a 10% aqueous solution of tetrachloroauric acid tetrahydrate was gradually added with stirring, the reaction solution turned black-red and slightly exothermic. Thereafter, stirring was continued for 8 hours while maintaining 25 ° C. to obtain a black-red dispersion.

上記で得られた反応終了後の分散液にイソプロピルアルコール300mlとヘキサン300mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にイソプロピルアルコール100mlとヘキサン100mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にさらに少量の水を加えて攪拌した後、減圧下、有機溶剤を除去して金ナノ粒子(Y2)と化合物(x1)との複合体の水系濃縮物を得た。   A mixed solvent of 300 ml of isopropyl alcohol and 300 ml of hexane was added to the dispersion obtained after completion of the reaction and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a mixed solvent of 100 ml of isopropyl alcohol and 100 ml of hexane was added to the precipitate and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes. After removing the supernatant, a small amount of water was added to the precipitate and stirred, and then the organic solvent was removed under reduced pressure to obtain an aqueous concentrate of the complex of gold nanoparticles (Y2) and compound (x1). It was.

得られた複合体をサンプリングし、その希釈液の可視吸収スペクトル測定により550nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、金ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より球形の金ナノ粒子(平均粒子径10.5nm)が確認された。TG−DTAを用いて、固体中の金含有率を測定した結果、95.2%を示した。   The obtained complex was sampled, and the peak of the plasmon absorption spectrum was observed at 550 nm by the visible absorption spectrum measurement of the diluted solution, confirming the formation of gold nanoparticles. In addition, spherical gold nanoparticles (average particle diameter 10.5 nm) were confirmed by TEM observation. As a result of measuring the gold content in the solid using TG-DTA, it was 95.2%.

実施例1〔銀及び金ペーストの作製〕
表1〜10に示した組成に従って、合成例1で得た複合体の水系濃縮物又は塊状の複合体、および合成例2又は3で得た複合体の水系濃縮物に、水又はエタノールを加え、必要に応じて前記合成例1−2で得られた分岐状ポリエチレンイミンにポリエチレングリコールが結合した化合物を分散安定剤としてペースト全体の1wt%になるよう添加し、均一に分散させて固形分率30%の銀又は金ペーストA〜Dを得た。混合分散には、ホモディスパー(プライミクス株式会社製)を用いた。
Example 1 [Production of silver and gold paste]
In accordance with the composition shown in Tables 1 to 10, water or ethanol was added to the aqueous concentrate or bulky composite obtained in Synthesis Example 1 and the aqueous concentrate of the composite obtained in Synthesis Example 2 or 3. If necessary, a compound in which polyethylene glycol is bonded to the branched polyethyleneimine obtained in Synthesis Example 1-2 is added as a dispersion stabilizer to 1 wt% of the entire paste, and uniformly dispersed to obtain a solid content ratio. 30% silver or gold pastes AD were obtained. A homodisper (manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) was used for mixing and dispersing.

〔プラスチック基板の作製〕
15cm角のガラス基板上に同一の大きさの表1に示したプラスチックフィルムを両面テープで固定させた後、スピンコーター(1H−DX2型、ミカサ株式会社製)にセットした。そのプラスチックフィルム上に銀ペーストを乗せて700rpm、20秒でスピンコートを行った。また、同じくプラスチックフィルム上に銀ペーストを乗せてバーコータ(RDS08)で塗布した。
[Production of plastic substrate]
After fixing the plastic film shown in Table 1 having the same size on a 15 cm square glass substrate with a double-sided tape, it was set on a spin coater (1H-DX2 type, manufactured by Mikasa Corporation). A silver paste was placed on the plastic film and spin coated at 700 rpm for 20 seconds. Similarly, a silver paste was placed on a plastic film and applied with a bar coater (RDS08).

スピンコート、又はバーコーターで塗布した基板を、120℃、150℃、180℃で30分間加熱して、プラスチック基板を作製した。得られたプラスチック基板に対して下記により評価を行い、結果を表1〜10中に記載する。   The substrate coated with a spin coater or a bar coater was heated at 120 ° C., 150 ° C., and 180 ° C. for 30 minutes to produce a plastic substrate. The obtained plastic substrate is evaluated as follows, and the results are shown in Tables 1 to 10.

〔分散性、印刷性及び密着性評価〕
分散性は、プラスチックフィルム上にペーストを塗布した塗膜の鏡面の輝きを目視より判断して良好(○)、普通(△)、不良(×)と評価した。
[Evaluation of dispersibility, printability and adhesion]
The dispersibility was evaluated as good (◯), normal (Δ), and poor (×) by judging the brightness of the mirror surface of the coating film obtained by applying the paste on the plastic film.

印刷性は、上記のペーストを塗布した塗膜において、プラスチックフィルムの上に斑が無い状態で塗られているものを良好(○)、弾きなどにより斑がある状態を不良(×)と評価した。   As for the printability, the coating film coated with the above paste was evaluated as good (◯) when the plastic film was coated with no spots, and the state with spots due to flipping was evaluated as poor (×). .

密着性は焼成して得られたプラスチック基板に対する碁盤目テスト(JIS K5400)と180°折り曲げテスト(JIS K5400)によって判定した。180°折り曲げテストはプラスチックフィルム上にペーストを塗布した塗膜を用いて180°折り曲げ試験を100回繰り返し行った後、折曲げ部の塗膜を観察し、割れがなかったものを良好(○)、割れが発生したものを不良(×)として評価した。さらに、曲げテスト前後の導電性測定も同時に行った。   Adhesion was determined by a cross-cut test (JIS K5400) and a 180 ° bend test (JIS K5400) on a plastic substrate obtained by firing. The 180 ° bend test was performed by repeating the 180 ° bend test 100 times using a coating film obtained by applying a paste on a plastic film. A crack was evaluated as a defect (x). Furthermore, the conductivity measurement before and after the bending test was performed simultaneously.

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表1〜10の脚注
A:合成例1で得た複合体の水系濃縮物から調製した銀ペースト
B:合成例1で得た複合体の塊から調製した銀ペースト
C:合成例2で得た複合体の水系濃縮物から調製した銀ペースト
D:合成例3で得た複合体の水系濃縮物から調製した金ペースト
PET:ポリエチレンテレフタレートからなるフィルム(東洋紡エステルフィルム、東洋紡績株式会社)
PI:ポリイミドからなるフィルム(カプトンフィルム、東レ・デュポン株式会社)
PEN:ポリエチレンナフタレートからなるフィルム(テオネックス、帝人デュポンフィルム株式会社)
導電性(Ω/□):シート抵抗値(三菱化学株式会社製、低抵抗率計ロレスタEP)
Footnotes in Tables 1 to 10 A: Silver paste prepared from the aqueous concentrate of the composite obtained in Synthesis Example 1 B: Silver paste prepared from the mass of the composite obtained in Synthesis Example 1 C: Obtained in Synthesis Example 2 Silver paste prepared from composite aqueous concentrate D: Gold paste prepared from composite aqueous concentrate obtained in Synthesis Example 3 PET: Film made of polyethylene terephthalate (Toyobo Ester Film, Toyobo Co., Ltd.)
PI: Polyimide film (Kapton Film, Toray DuPont Co., Ltd.)
PEN: Polyethylene naphthalate film (Teonex, Teijin DuPont Films Ltd.)
Conductivity (Ω / □): sheet resistance (Mitsubishi Chemical Corporation, low resistivity meter Loresta EP)

表1〜10から判るように、本発明で得られるプラスチックフィルムは、該フィルム上にプライマー層を設けたり、プライマー層の役割をする特別な加工や処理をしたりする必要がなく、低い焼成温度においてもフィルム基材への高い密着性を示した。   As can be seen from Tables 1 to 10, the plastic film obtained according to the present invention does not require a primer layer on the film or special processing or treatment to serve as a primer layer, and has a low firing temperature. Also showed high adhesion to the film substrate.

比較例
日本ペイント株式会社製のナノ銀ペースト(アルコール分散液)を用い、同様な方法で上記テスト行なったが、180℃以下の焼成では碁盤目試験に不合格であった(試験結果0/100)。
Comparative Example The above test was carried out in the same manner using a nano silver paste (alcohol dispersion) manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., but it failed the cross-cut test at 180 ° C. or lower (test result 0/100 ).

実施例2−1〜4〔キュムラント平均粒子径を制御したペーストの作製〕
2−1
合成例1で得られた水系濃縮物をエタノールに溶剤置換した後、固形分含有率40%にエタノール溶剤を調整し、超音波ホモジナイザーで分散した。一定時間ごとに動的散乱粒径測定装置よりキュムラト平均粒子径を算出し、分散状態を追跡した。56nmになった時点で分散を終了した。これを銀ペーストEとする。
Examples 2-1 to 4 [Preparation of paste with controlled cumulant average particle size]
2-1
After replacing the aqueous concentrate obtained in Synthesis Example 1 with ethanol, the ethanol solvent was adjusted to a solid content of 40% and dispersed with an ultrasonic homogenizer. Cumulus average particle size was calculated from a dynamic scattering particle size measuring device at regular intervals, and the dispersion state was traced. Dispersion was terminated when it reached 56 nm. This is referred to as silver paste E.

2−2
合成例1で得られたフレーク状の塊に水を加えて固形分含有率50%になるよう調整した後、実施例2−1と同様にして分散状態を追跡した。平均粒子径が49nmになった時点で分散を終了した。これを銀ペーストFとする。
2-2
After adding water to the flaky lump obtained in Synthesis Example 1 to adjust the solid content to 50%, the dispersion state was traced in the same manner as in Example 2-1. Dispersion was terminated when the average particle size reached 49 nm. This is referred to as silver paste F.

2−3
合成例2で得られた水系濃縮物に水を加えて固形分含有率45%になるよう調整した後、実施例2−1と同様にして分散状態を追跡した。平均粒子径が65nmになった時点で分散を終了した。これを銀ペーストGとする。
2-3
Water was added to the aqueous concentrate obtained in Synthesis Example 2 to adjust the solid content to 45%, and the dispersion state was traced in the same manner as in Example 2-1. Dispersion was terminated when the average particle size reached 65 nm. This is silver paste G.

2−4
合成例3で得られた水系濃縮物に水を加えて固形分含有率60%になるよう調整した後、実施例2−1と同様にして分散状態を追跡した。平均粒子径が45nmになった時点で分散を終了した。これを金ペーストHとする。
2-4
After adding water to the aqueous concentrate obtained in Synthesis Example 3 to adjust the solid content to 60%, the dispersion state was traced in the same manner as in Example 2-1. Dispersion was terminated when the average particle size reached 45 nm. This is gold paste H.

〔ガラス、及び銅基板の作製〕
15cm角の市販のガラス、銅基板の上面をアセトンとエタノールで洗浄し乾燥させたものをそのまま用いた。上記にて分散状態を制御して得たペーストE〜Hを乗せてバーコータ(RDS08)で塗布した。
[Production of glass and copper substrate]
A commercially available glass of 15 cm square and the one obtained by washing and drying the upper surface of the copper substrate with acetone and ethanol were used as they were. The pastes E to H obtained by controlling the dispersion state as described above were placed and applied with a bar coater (RDS08).

バーコーターで塗布した基板を、120℃、150℃、180℃で30分間加熱して、ガラス又は銅基板を作製した。得られたガラス又は銅基板に対して下記により評価を行い、結果を表11〜12中に記載する。   The substrate coated with a bar coater was heated at 120 ° C., 150 ° C., and 180 ° C. for 30 minutes to produce a glass or copper substrate. The obtained glass or copper substrate is evaluated as follows, and the results are shown in Tables 11-12.

〔分散性、印刷性及び密着性評価〕
分散性は、ガラス又は銅基板上の塗膜の輝きを目視より判断して良好(○)、普通(△)、不良(×)と評価した。
[Evaluation of dispersibility, printability and adhesion]
The dispersibility was evaluated as good (◯), normal (Δ), and poor (×) by visually judging the brightness of the coating film on the glass or copper substrate.

印刷性は、上記の塗膜において、斑が無い状態で塗られているものを良好(○)、弾きなどにより斑がある状態を不良(×)と評価した。   The printability was evaluated as good (◯) when the above-mentioned coating film was coated with no spots, and poor (×) when spotted due to playing.

密着性は、焼成して得られたガラス基板上の塗膜に対する粘着テープを用いたフィリングテストによって、銅基板上の塗膜に対しては、碁盤目テスト(JIS K5400)によって判定した。更に、銅基板上の塗膜に対しては、綿棒を用いたラビングテストによって基板に対する密着性をより厳しく判定した。   The adhesion was determined by a filling test using an adhesive tape with respect to the coating film on the glass substrate obtained by firing, and by a cross-cut test (JIS K5400) for the coating film on the copper substrate. Furthermore, the adhesiveness with respect to a board | substrate was judged more severely by the rubbing test using a cotton swab with respect to the coating film on a copper substrate.

フィリングテストはガラス基板上塗膜の縦1cm横2cmの面積に粘着テープ(ニチバン社製)を親指で強く押し付けた後、180度反対方向に一気に粘着テープを剥がした時、基板上の銀又は、金塗膜が一切剥がれていないものを良好(○)、少しでも剥がれているものを不良(×)として評価した。ラビングテストは銅基板上の塗膜に綿棒を用いて100回擦りつけた後、基板上の銀又は、金塗膜が剥がれていないものを良好(○)、剥がれて下の基板が出たものを不良(×)として評価した。   In the filling test, the adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was strongly pressed with the thumb to the area of 1 cm in the vertical direction and 2 cm in the width of the coating film on the glass substrate. The case where the gold coating film was not peeled off at all was evaluated as good (O), and the case where the gold coating film was peeled off was evaluated as defective (X). The rubbing test is that the film on the copper substrate is rubbed 100 times with a cotton swab and then the silver or gold film on the substrate is not peeled off (good), and the lower substrate comes out Was evaluated as defective (x).

Figure 0005521536
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Figure 0005521536
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表11〜12から判るように、本発明で分散状態を制御したペーストを用いることにより、ガラスや金属基材上にプライマー層を設けたり、プライマー層の役割をする特別な加工や処理をしたり、密着を上げるために第3成分の化合物を添加する必要がなく、低い焼成温度においてもこれらへの基板への高い密着性を示すことがわかる。   As can be seen from Tables 11 to 12, by using a paste whose dispersion state is controlled in the present invention, a primer layer is provided on a glass or metal substrate, or special processing or processing that serves as a primer layer is performed. It can be seen that it is not necessary to add the third component compound to increase the adhesion, and that the high adhesion to the substrate is exhibited even at a low firing temperature.

本発明で得られるプラスチック、ガラス又は金属基板は、金属被膜及び導電性を有する配線が直接当該基材に積層してなるものであり、高い密着性を示すことから各種導電材料等として好適に用いることができる。   The plastic, glass, or metal substrate obtained by the present invention is formed by directly laminating a metal film and conductive wiring on the base material, and exhibits high adhesion. Therefore, it is suitably used as various conductive materials. be able to.

Claims (1)

(I’’)数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)が結合してなる化合物(x1)、又は
数平均分子量が500〜50,000のポリエチレンイミン(a)中のアミノ基に、数平均分子量が500〜5,000のポリエチレングリコール(b)と、線状エポキシ樹脂(c)とが結合してなる化合物(x2)
である化合物(X)と、金属ナノ粒子(Y)と、分散媒体(Z)とを含有するペーストを、フレキシブルプラスチック基材上に直接塗布する工程、
(II’’)前記工程(I’’)で得られたペースト塗布後のフレキシブルプラスチック基材を60℃〜150℃で加熱する工程、
によって得られるフレキシブルプラスチック基板であって、180°折り曲げ試験100回前後におけるシート抵抗値の下記式(1)
(試験後のシート抵抗値−試験前のシート抵抗値)/試験前のシート抵抗値 (1)
で表される変化率が10%以下であることを特徴とするフレキシブルプラスチック基板。
(I ″) a compound (x1) formed by binding polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 to an amino group in polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000, Alternatively, the polyethylene glycol (b) having a number average molecular weight of 500 to 5,000 and the linear epoxy resin (c) are bonded to the amino group in the polyethyleneimine (a) having a number average molecular weight of 500 to 50,000. Compound (x2)
A step of directly applying a paste containing the compound (X), the metal nanoparticles (Y), and the dispersion medium (Z) on a flexible plastic substrate,
(II ″) a step of heating the flexible plastic substrate after applying the paste obtained in the step (I ″) at 60 ° C. to 150 ° C.,
The sheet resistance value of the flexible plastic substrate obtained by the following formula (1) after 100 times of 180 ° bending test:
(Sheet resistance value after test−sheet resistance value before test) / sheet resistance value before test (1)
A flexible plastic substrate characterized in that the rate of change represented by is 10% or less.
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