JP6151893B2 - Method for producing silver nanoparticles and silver nanoparticles - Google Patents

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本発明は、銀ナノ粒子の製造方法及び銀ナノ粒子に関する。また、本発明は、銀以外の金属を含む金属ナノ粒子の製造方法及び金属ナノ粒子にも適用される。   The present invention relates to a method for producing silver nanoparticles and silver nanoparticles. Moreover, this invention is applied also to the manufacturing method and metal nanoparticle of metal nanoparticle containing metals other than silver.

銀ナノ粒子は、低温でも焼結させることができる。この性質を利用して、種々の電子素子の製造において、基板上に電極や導電回路パターンを形成するために、銀ナノ粒子を含む銀塗料組成物が用いられている。銀ナノ粒子は、通常、有機溶剤中に分散されている。銀ナノ粒子は、数nm〜数十nm程度の平均一次粒子径を有しており、通常、その表面は有機安定剤(保護剤)で被覆されている。基板がプラスチックフィルム又はシートの場合には、プラスチック基板の耐熱温度未満の低温(例えば、200℃以下)で銀ナノ粒子を焼結させることが必要である。   Silver nanoparticles can be sintered even at low temperatures. Utilizing this property, in the manufacture of various electronic devices, a silver coating composition containing silver nanoparticles is used to form electrodes and conductive circuit patterns on a substrate. Silver nanoparticles are usually dispersed in an organic solvent. Silver nanoparticles have an average primary particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers, and the surface thereof is usually coated with an organic stabilizer (protective agent). When the substrate is a plastic film or sheet, it is necessary to sinter the silver nanoparticles at a low temperature (for example, 200 ° C. or less) lower than the heat resistance temperature of the plastic substrate.

特に最近では、フレキシブルプリント配線基板として、すでに使用されている耐熱性のポリイミドのみならず、ポリイミドよりも耐熱性は低いが加工が容易で且つ安価なPET(ポリエチレンテレフタレート)やポリプロピレンなどの各種プラスチック製の基板に対しても、微細な金属配線(例えば、銀配線)を形成する試みがなされている。耐熱性の低いプラスチック製の基板を用いた場合には、金属ナノ粒子(例えば、銀ナノ粒子)をさらに低温で焼結させることが必要である。   In recent years, not only heat-resistant polyimide that has already been used as flexible printed wiring boards, but also made of various plastics such as PET (polyethylene terephthalate) and polypropylene, which have lower heat resistance than polyimide but are easy to process. Attempts have also been made to form fine metal wiring (for example, silver wiring) on these substrates. When a plastic substrate with low heat resistance is used, it is necessary to sinter metal nanoparticles (for example, silver nanoparticles) at a lower temperature.

銀ナノ粒子は、数nm〜数十nm程度の平均一次粒子径を有しており、ミクロン(μm)サイズの粒子に比べ、凝集しやすい。そのため、得られる銀ナノ粒子の表面が有機安定剤(脂肪族アミンや脂肪族カルボン酸などの保護剤)で被覆されるように、銀化合物の還元反応(シュウ酸銀錯化合物の熱分解反応)は有機安定剤の存在下で行われる。   Silver nanoparticles have an average primary particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers, and are more easily aggregated than micron (μm) size particles. Therefore, the reduction reaction of the silver compound (thermal decomposition reaction of the silver oxalate complex compound) so that the surface of the resulting silver nanoparticles is coated with an organic stabilizer (protective agent such as aliphatic amine or aliphatic carboxylic acid) Is carried out in the presence of an organic stabilizer.

一方、銀ナノ粒子は、該粒子を有機溶剤中に含む銀塗料組成物(銀インク、銀ペースト)とされる。導電性発現のためには、基板上への塗布後の焼成時において、銀ナノ粒子を被覆している有機安定剤は除去されて銀粒子が焼結することが必要である。焼成の温度が低ければ、有機安定剤は除去されにくくなる。銀粒子の焼結度合いが十分でなければ、低い抵抗値は得られない。すなわち、銀ナノ粒子の表面に存在する有機安定剤は、銀ナノ粒子の安定化に寄与するが、一方、銀ナノ粒子の焼結(特に、低温焼成での焼結)を妨げる。   On the other hand, the silver nanoparticles are a silver coating composition (silver ink, silver paste) containing the particles in an organic solvent. In order to develop conductivity, it is necessary to remove the organic stabilizer covering the silver nanoparticles and sinter the silver particles at the time of firing after application on the substrate. If the firing temperature is low, the organic stabilizer is difficult to remove. If the degree of sintering of the silver particles is not sufficient, a low resistance value cannot be obtained. That is, the organic stabilizer present on the surface of the silver nanoparticles contributes to the stabilization of the silver nanoparticles, but prevents the silver nanoparticles from being sintered (particularly, sintering at low temperature firing).

有機安定剤として比較的長鎖(例えば、炭素数8以上)の脂肪族アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸化合物を用いると、個々の銀ナノ粒子同士の互いの間隔が確保されやすいため、銀ナノ粒子が安定化されやすい。一方、長鎖の脂肪族アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸化合物は、焼成の温度が低ければ、除去されにくい。   When an aliphatic amine compound and / or an aliphatic carboxylic acid compound having a relatively long chain (for example, having 8 or more carbon atoms) is used as the organic stabilizer, the distance between the individual silver nanoparticles is easily secured. Nanoparticles are easy to stabilize. On the other hand, long-chain aliphatic amine compounds and / or aliphatic carboxylic acid compounds are difficult to remove if the firing temperature is low.

このように、銀ナノ粒子の安定化と、低温焼成での低抵抗値の発現とは、トレードオフの関係にある。   Thus, the stabilization of silver nanoparticles and the expression of a low resistance value at low temperature firing are in a trade-off relationship.

例えば、特開2008−214695号公報には、シュウ酸銀とオレイルアミンとを反応させて少なくとも銀とオレイルアミンとシュウ酸イオンとを含む錯化合物を生成し、生成した前記錯化合物を加熱分解させて銀超微粒子を生成することを含む銀超微粒子の製造方法が開示されている(請求項1)。また、前記方法において、前記シュウ酸銀と前記オレイルアミンに加えて総炭素数1〜18の飽和脂肪族アミンを反応させる(請求項2、3)と、錯化合物を容易に生成でき、銀超微粒子の製造に要する時間を短縮でき、しかも、これらのアミンで保護された銀超微粒子をより高収率で生成することができることが開示されている(段落[0011])。また、同号公報には、錯化合物の形成に際して、メタノール、エタノール、水等の溶媒を添加してもよいことが開示されている(段落[0017])。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-214695, silver oxalate and oleylamine are reacted to produce a complex compound containing at least silver, oleylamine and oxalate ion, and the produced complex compound is thermally decomposed to produce silver. A method for producing ultrafine silver particles comprising producing ultrafine particles is disclosed (claim 1). In the above method, when a saturated aliphatic amine having 1 to 18 carbon atoms is reacted in addition to the silver oxalate and the oleylamine (Claims 2 and 3), a complex compound can be easily formed, and silver ultrafine particles It is disclosed that the time required for the production of can be reduced, and furthermore, these amine-protected silver ultrafine particles can be produced in higher yield (paragraph [0011]). Further, the publication discloses that a solvent such as methanol, ethanol, water or the like may be added in forming the complex compound (paragraph [0017]).

特開2010−265543号公報には、加熱により分解して金属銀を生成する銀化合物と、沸点100℃〜250℃の中短鎖アルキルアミン及び沸点100℃〜250℃の中短鎖アルキルジアミンとを混合して、銀化合物と前記アルキルアミン及び前記アルキルジアミンを含む錯化合物を調製する第1工程と、前記錯化合物を加熱分解させる第2工程とを含む被覆銀超微粒子の製造方法が開示されている(請求項3、段落[0061]、[0062])。また、同号公報には、錯化合物を生成させるために、メタノールや水等の反応溶媒を用いることに制限はないことが開示されている(段落[0068])。   JP 2010-265543 A discloses a silver compound that decomposes by heating to produce metallic silver, a medium-short chain alkylamine having a boiling point of 100 ° C to 250 ° C, and a medium-short chain alkyldiamine having a boiling point of 100 ° C to 250 ° C. A method for producing coated silver ultrafine particles comprising a first step of preparing a complex compound containing a silver compound, the alkylamine and the alkyldiamine, and a second step of thermally decomposing the complex compound is disclosed. (Claim 3, paragraphs [0061] and [0062]). Further, the publication discloses that there is no restriction on using a reaction solvent such as methanol or water in order to produce a complex compound (paragraph [0068]).

特開2008−214695号公報JP 2008-214695 A 特開2010−265543号公報JP 2010-265543 A

しかしながら、特開2008−214695号公報には、錯化合物の形成に際して、メタノール、エタノール、水等の溶媒を添加してもよいことが開示されているが、メタノール、エタノールを用いたのでは、前記錯化合物を加熱分解させる際の反応温度が上げられないので、熱分解が十分に起こらず、銀粒子形成に支障がある。水を用いると、銀粒子形成後に水を完全に除去するのに困難が生じる。   However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-214695 discloses that a solvent such as methanol, ethanol, water or the like may be added when forming the complex compound. Since the reaction temperature at the time of thermally decomposing the complex compound cannot be raised, the thermal decomposition does not occur sufficiently, which hinders the formation of silver particles. When water is used, it is difficult to completely remove the water after the formation of silver particles.

特開2010−265543号公報には、錯化合物を生成させるために、メタノールや水等の反応溶媒を用いることに制限はないことが開示されているが、メタノールを用いたのでは、前記錯化合物を加熱分解させる際の反応温度が上げられないので、熱分解が十分に起こらず、銀粒子形成に支障がある。水を用いると、銀粒子形成後に水を完全に除去するのに困難が生じる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-265543 discloses that there is no restriction on using a reaction solvent such as methanol or water in order to produce a complex compound. Since the reaction temperature during heat decomposition cannot be increased, thermal decomposition does not occur sufficiently, which hinders the formation of silver particles. When water is used, it is difficult to completely remove the water after the formation of silver particles.

一方、シュウ酸銀などの銀化合物とアミンとの錯化合物形成を無溶剤で行うと、銀化合物は粉末状であり攪拌が極めて困難であり、また、銀化合物とアミンとの反応は発熱を伴うので、スケールアップされた工業的な製造の観点からは安全面に大きなリスクがある。   On the other hand, when a complex compound between a silver compound such as silver oxalate and an amine is formed without a solvent, the silver compound is in a powder form and is extremely difficult to stir, and the reaction between the silver compound and the amine is exothermic. Therefore, there is a big risk in terms of safety from the viewpoint of scaled-up industrial production.

このように、シュウ酸銀などの銀化合物とアミンとの錯化合物の熱分解により銀ナノ粒子を生成させるいわゆる熱分解法について、スケールアップされた工業的な製造の観点からも安全であり、且つ低温での焼結が可能な銀ナノ粒子が得られる銀ナノ粒子の製造方法は今のところ開発されていない。   Thus, a so-called pyrolysis method for producing silver nanoparticles by thermal decomposition of a complex compound of a silver compound such as silver oxalate and an amine is safe from the viewpoint of scaled-up industrial production, and A method for producing silver nanoparticles that yields silver nanoparticles that can be sintered at a low temperature has not been developed so far.

そこで、本発明の目的は、銀−アミン錯化合物の熱分解により銀ナノ粒子を生成させるいわゆる熱分解法について、スケールアップされた工業的な製造の観点からも安全且つ簡便である銀ナノ粒子の製造方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、銀−アミン錯化合物の熱分解により銀ナノ粒子を生成させるいわゆる熱分解法について、スケールアップされた工業的な製造の観点からも安全且つ簡便であり、且つ低温での焼結が可能な銀ナノ粒子が得られる銀ナノ粒子の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a silver nanoparticle that is safe and simple from the viewpoint of industrial production that has been scaled up for a so-called pyrolysis method in which silver nanoparticles are produced by thermal decomposition of a silver-amine complex compound. It is to provide a manufacturing method. Furthermore, the object of the present invention is to provide a so-called thermal decomposition method for producing silver nanoparticles by thermal decomposition of a silver-amine complex compound, which is safe and simple from the viewpoint of scaled-up industrial production, and at a low temperature. An object of the present invention is to provide a method for producing silver nanoparticles that can yield silver nanoparticles that can be sintered.

本発明には、以下の発明が含まれる。
(1) 銀ナノ粒子の製造方法であって、
銀化合物とアルコール系溶剤とを混合して、銀化合物−アルコールスラリーを得て、
得られた銀化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させ、
前記錯化合物を加熱して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、
ことを含む銀ナノ粒子の製造方法。
The present invention includes the following inventions.
(1) A method for producing silver nanoparticles,
A silver compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a silver compound-alcohol slurry,
To the obtained silver compound-alcohol slurry, an aliphatic hydrocarbon amine is added to form a complex compound containing the silver compound and the amine,
The complex compound is heated and thermally decomposed to form silver nanoparticles.
The manufacturing method of the silver nanoparticle containing this.

(2) 前記銀化合物は、シュウ酸銀である、上記(1) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (2) The method for producing silver nanoparticles according to (1), wherein the silver compound is silver oxalate.

(3) 前記アルコール系溶剤は、炭素数3〜10のアルコールである、上記(1) 又は(2) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (3) The method for producing silver nanoparticles according to (1) or (2), wherein the alcohol solvent is an alcohol having 3 to 10 carbon atoms.

(4) 前記脂肪族炭化水素アミンは、脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が6以上である脂肪族炭化水素モノアミン(A)を含み、さらに、
脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が5以下である脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び脂肪族炭化水素基と2つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が8以下である脂肪族炭化水素ジアミン(C)のうちの少なくとも一方を含む、上記(1) 〜(3) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。
(4) The aliphatic hydrocarbon amine includes an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) comprising an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more. further,
An aliphatic hydrocarbon monoamine (B) comprising an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups And at least one of the aliphatic hydrocarbon diamines (C) in which the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is 8 or less, the silver nanoparticle according to any one of the above (1) to (3) Particle production method.

(5) 前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)は、炭素数6以上12以下のアルキルモノアミンである、上記(4) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (5) The method for producing silver nanoparticles according to (4), wherein the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) is an alkyl monoamine having 6 to 12 carbon atoms.

(6) 前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)は、炭素数2以上5以下のアルキルモノアミンである、上記(4) 又は(5) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (6) The method for producing silver nanoparticles according to (4) or (5), wherein the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) is an alkyl monoamine having 2 to 5 carbon atoms.

(7) 前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、2つのアミノ基のうちの1つが第一級アミノ基であり、他の1つが第三級アミノ基であるアルキレンジアミンである、上記(4) 〜(6) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (7) The aliphatic hydrocarbon diamine (C) is an alkylene diamine in which one of two amino groups is a primary amino group and the other is a tertiary amino group (4) )-The manufacturing method of the silver nanoparticle in any one of (6).

(8) 前記銀化合物100重量部に対して、前記アルコール系溶剤を120重量部以上用いる、上記(1) 〜(7) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   (8) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (1) to (7), wherein 120 parts by weight or more of the alcohol solvent is used with respect to 100 parts by weight of the silver compound.

(9) 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記脂肪族炭化水素アミンをその合計として1〜50モル用いる、上記(1) 〜(8) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。
シュウ酸銀分子は、銀原子2個を含んでいる。前記銀化合物がシュウ酸銀である場合には、シュウ酸銀1モルに対して、前記脂肪族炭化水素アミンをその合計として2〜100モル用いる、上記(1) 〜(8) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。
(9) The silver nanoparticles according to any one of the above (1) to (8), wherein 1 to 50 mol of the aliphatic hydrocarbon amine is used as a total with respect to 1 mol of silver atom of the silver compound. Manufacturing method.
Silver oxalate molecules contain two silver atoms. When the silver compound is silver oxalate, any one of the above (1) to (8), wherein 2 to 100 mol of the aliphatic hydrocarbon amine is used as a total per 1 mol of silver oxalate. The manufacturing method of the silver nanoparticle of crab.

・ 前記脂肪族炭化水素アミンは、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)、及び前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)を含んでいる、上記各項のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   The production of silver nanoparticles according to any one of the above items, wherein the aliphatic hydrocarbon amine contains the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) and the aliphatic hydrocarbon monoamine (B). Method.

・ 前記脂肪族炭化水素アミンは、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)、及び前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)を含んでいる、上記各項のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   The production of silver nanoparticles according to any one of the above items, wherein the aliphatic hydrocarbon amine contains the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) and the aliphatic hydrocarbon diamine (C). Method.

・ 前記脂肪族炭化水素アミンは、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)、前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)を含んでいる、上記各項のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   The aliphatic hydrocarbon amine includes the aliphatic hydrocarbon monoamine (A), the aliphatic hydrocarbon monoamine (B), and the aliphatic hydrocarbon diamine (C). The manufacturing method of the silver nanoparticle in any one.

・ 前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物の生成工程において、前記脂肪族アミンの他に、さらに、脂肪族カルボン酸を用いる、上記各項のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   The method for producing silver nanoparticles according to any one of the above items, wherein, in the step of producing a complex compound containing the silver compound and the amine, an aliphatic carboxylic acid is used in addition to the aliphatic amine. .

・ 前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物の生成工程において、前記脂肪族アミンの他に、脂肪族カルボン酸を用いない、上記各項のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。   -The manufacturing method of the silver nanoparticle in any one of said each item which does not use aliphatic carboxylic acid other than the said aliphatic amine in the production | generation process of the complex compound containing the said silver compound and the said amine.

(10) 上記(1) 〜(9) のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀ナノ粒子。   (10) Silver nanoparticles produced by the method according to any one of (1) to (9) above.

・ 保護剤によって表面が被覆された銀ナノ粒子であって、上記各項のうちのいずれかに記載の方法により製造され、前記保護剤は、用いられた前記脂肪族アミンを含んでいる、被覆された銀ナノ粒子。   A silver nanoparticle having a surface coated with a protective agent, manufactured by the method according to any one of the above items, wherein the protective agent includes the aliphatic amine used. Silver nanoparticles.

・ 上記各項のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀ナノ粒子と、有機溶剤とを含む銀塗料組成物。該銀塗料組成物は、制限されることなく、種々の形態をとり得る。例えば、銀ナノ粒子が、有機溶剤中に懸濁状態で分散されている銀塗料組成物(銀インク)。あるいは、銀ナノ粒子が、有機溶剤中に混練された状態で分散されている銀塗料組成物(銀ペースト)。   -The silver coating composition containing the silver nanoparticle manufactured by the method in any one of said each item, and the organic solvent. The silver coating composition can take various forms without limitation. For example, a silver coating composition (silver ink) in which silver nanoparticles are dispersed in an organic solvent in a suspended state. Alternatively, a silver coating composition (silver paste) in which silver nanoparticles are dispersed in a kneaded state in an organic solvent.

・基板と、
前記基板上に、上記各項のうちのいずれかに記載の方法により製造される銀ナノ粒子と有機溶剤とを含む銀塗料組成物が塗布され、焼成されてなる銀導電層と、
を含む銀導電材料。
前記銀導電層は、パターン化されていることもある。
焼成は、200℃以下、例えば150℃以下、好ましくは120℃以下の温度で、2時間以下、例えば1時間以下、好ましくは30分間以下、より好ましくは15分間以下の時間で行い得る。より具体的には、80℃〜120℃程度の温度範囲で、10分〜60分間程度の条件で行い得る。例えば、80℃、60分間の条件や、120℃、15分間の条件でで行い得る。
A substrate,
A silver conductive layer formed by applying and baking a silver coating composition containing silver nanoparticles and an organic solvent produced by the method according to any one of the above items on the substrate, and
Silver conductive material containing.
The silver conductive layer may be patterned.
Calcination can be performed at a temperature of 200 ° C. or lower, for example 150 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower, for 2 hours or shorter, for example 1 hour or shorter, preferably 30 minutes or shorter, more preferably 15 minutes or shorter. More specifically, it can be performed in a temperature range of about 80 ° C. to 120 ° C. under conditions of about 10 minutes to 60 minutes. For example, it can be performed under conditions of 80 ° C. for 60 minutes and 120 ° C. for 15 minutes.

・ 金属ナノ粒子の製造方法であって、
金属化合物とアルコール系溶剤とを混合して、金属化合物−アルコールスラリーを得て、
得られた金属化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記金属化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させ、
前記錯化合物を加熱して熱分解させて、金属ナノ粒子を形成する、
ことを含む金属ナノ粒子の製造方法。
A method for producing metal nanoparticles,
A metal compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a metal compound-alcohol slurry,
An aliphatic hydrocarbon amine is added to the obtained metal compound-alcohol slurry to produce a complex compound containing the metal compound and the amine,
The complex compound is heated and thermally decomposed to form metal nanoparticles.
The manufacturing method of the metal nanoparticle containing this.

・ 脂肪族炭化水素アミンは、脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が6以上である脂肪族炭化水素モノアミン(A)を含み、さらに、脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が5以下である脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び脂肪族炭化水素基と2つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が8以下である脂肪族炭化水素ジアミン(C)のうちの少なくとも一方を含んでいる、前記の金属ナノ粒子の製造方法。   The aliphatic hydrocarbon amine includes an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) composed of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbons of the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more; An aliphatic hydrocarbon monoamine (B) comprising an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups And the manufacturing method of the said metal nanoparticle containing at least one of the aliphatic hydrocarbon diamine (C) whose carbon total number of this aliphatic hydrocarbon group is 8 or less.

・ 保護剤によって表面が被覆された金属ナノ粒子であって、前記の方法により製造され、前記保護剤は、用いられた前記脂肪族アミンを含んでいる、被覆された金属ナノ粒子。   Metal nanoparticles coated on the surface with a protective agent, the metal nanoparticles produced by the method described above, wherein the protective agent contains the aliphatic amine used.

・ 前記の方法により製造される金属ナノ粒子と、有機溶剤とを含む金属塗料組成物。該金属塗料組成物は、制限されることなく、種々の形態をとり得る。例えば、金属ナノ粒子が、有機溶剤中に懸濁状態で分散されている金属塗料組成物(金属インク)。あるいは、金属ナノ粒子が、有機溶剤中に混練された状態で分散されている金属塗料組成物(金属ペースト)。   -The metal coating composition containing the metal nanoparticle manufactured by the said method, and the organic solvent. The metal coating composition can take various forms without limitation. For example, a metal coating composition (metal ink) in which metal nanoparticles are dispersed in an organic solvent in a suspended state. Alternatively, a metal coating composition (metal paste) in which metal nanoparticles are dispersed in a kneaded state in an organic solvent.

本発明において、銀化合物及び脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を生成させるに際して、まず、粉末状の銀化合物とアルコール系溶剤とを混合して、銀化合物−アルコールスラリーを得て、得られた銀化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させる。このため、錯化合物の生成工程において、十分な攪拌操作を行うことができ、錯化合物の形成に伴う反応熱を系外に逃すことができる。従って、スケールアップされた工業的な製造においても、安全且つ簡便な銀ナノ粒子の製造方法が提供される。   In the present invention, when producing a complex compound containing a silver compound and an aliphatic hydrocarbon amine, first, a powdery silver compound and an alcohol solvent were mixed to obtain a silver compound-alcohol slurry. An aliphatic hydrocarbon amine is added to the silver compound-alcohol slurry to form a complex compound containing the silver compound and the amine. For this reason, in the production | generation process of a complex compound, sufficient stirring operation can be performed and the reaction heat accompanying formation of a complex compound can be escaped out of the system. Therefore, a safe and simple method for producing silver nanoparticles is also provided in scaled-up industrial production.

本発明において、錯形成剤及び/又は保護剤として機能する脂肪族アミン化合物として、炭素総数6以上の脂肪族炭化水素モノアミン(A)と、炭素総数5以下の脂肪族炭化水素モノアミン(B)及び炭素総数8以下の脂肪族炭化水素ジアミン(C)の少なくとも一方とを用いると、形成された銀ナノ粒子の表面は、これらの脂肪族アミン化合物によって被覆されている。   In the present invention, as the aliphatic amine compound that functions as a complexing agent and / or a protective agent, an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having 6 or more carbon atoms, an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) having 5 or less carbon atoms, and When at least one of the aliphatic hydrocarbon diamines (C) having a total carbon number of 8 or less is used, the surface of the formed silver nanoparticles is covered with these aliphatic amine compounds.

前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、炭素鎖長が短いため、200℃以下、例えば150℃以下、好ましくは120℃以下の低温での焼成の場合にも、2時間以下、例えば1時間以下、好ましくは30分間以下の短い時間で、銀粒子表面から除去されやすい。また、前記モノアミン(B)及び/又は前記ジアミン(C)の存在により、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)の銀粒子表面上への付着量は少なくて済む。従って、前記低温での焼成の場合にも前記短い時間で、これら脂肪族アミン化合物類は銀粒子表面から除去されやすく、銀粒子の焼結が十分に進行する。   Since the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) and the aliphatic hydrocarbon diamine (C) have a short carbon chain length, they are calcined at a low temperature of 200 ° C. or lower, for example 150 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower. Furthermore, it is easily removed from the surface of the silver particles in a short time of 2 hours or less, for example 1 hour or less, preferably 30 minutes or less. Further, due to the presence of the monoamine (B) and / or the diamine (C), the amount of the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) deposited on the silver particle surface can be small. Accordingly, even in the case of firing at the low temperature, these aliphatic amine compounds are easily removed from the surface of the silver particles in the short time, and the sintering of the silver particles proceeds sufficiently.

このようにして、本発明によれば、安定性に優れ、低温且つ短い時間での焼成によって、例えば1μm以上の比較的厚膜である銀被膜を形成した場合でも優れた導電性(低い抵抗値)が発現する銀ナノ粒子、及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、前記銀ナノ粒子を有機溶剤中に安定な分散状態で含む銀塗料組成物が提供される。さらに、本発明によれば、銀以外の金属を含む金属ナノ粒子の製造方法及び該金属ナノ粒子にも適用される。本発明によれば、PET及びポリプロピレンなどの耐熱性の低い各種プラスチック基板上にも、導電膜、導電配線を形成することができる。   Thus, according to the present invention, excellent conductivity (low resistance value) is obtained even when a silver film that is a relatively thick film of, for example, 1 μm or more is formed by baking at a low temperature and in a short time. ) And a method for producing the same are provided. Moreover, according to this invention, the silver coating composition which contains the said silver nanoparticle in the organic solvent in the stable dispersion state is provided. Furthermore, according to this invention, it applies also to the manufacturing method of metal nanoparticle containing metals other than silver, and this metal nanoparticle. According to the present invention, a conductive film and conductive wiring can be formed on various plastic substrates having low heat resistance such as PET and polypropylene.

本発明において、銀化合物とアルコール系溶剤とを混合して、銀化合物−アルコールスラリーを得て、
得られた銀化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させ、
前記錯化合物を加熱して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、
ことにより、銀ナノ粒子を製造する。このように、本発明における銀ナノ粒子の製造方法は、スラリー形成工程と、錯化合物の生成工程と、錯化合物の熱分解工程とを主として含む。
In the present invention, a silver compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a silver compound-alcohol slurry,
To the obtained silver compound-alcohol slurry, an aliphatic hydrocarbon amine is added to form a complex compound containing the silver compound and the amine,
The complex compound is heated and thermally decomposed to form silver nanoparticles.
Thus, silver nanoparticles are produced. Thus, the method for producing silver nanoparticles in the present invention mainly includes a slurry formation step, a complex compound generation step, and a complex compound thermal decomposition step.

本明細書において、「ナノ粒子」なる用語は、一次粒子の大きさ(平均一次粒子径)が1000nm未満であることを意味している。また、粒子の大きさは、表面に存在(被覆)している保護剤(安定剤)を除外した大きさ(すなわち、銀自体の大きさ)を意図している。本発明において、銀ナノ粒子は、例えば0.5nm〜100nm、好ましくは0.5nm〜50nm、より好ましくは0.5nm〜25nm、さらに好ましくは0.5nm〜20nmの平均一次粒子径を有している。   In the present specification, the term “nanoparticle” means that the size of the primary particles (average primary particle diameter) is less than 1000 nm. The particle size is intended to exclude the protective agent (stabilizer) present (coated) on the surface (that is, the size of silver itself). In the present invention, the silver nanoparticles have an average primary particle diameter of, for example, 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 50 nm, more preferably 0.5 nm to 25 nm, and still more preferably 0.5 nm to 20 nm. Yes.

本発明において、銀化合物としては、加熱により容易に分解して、金属銀を生成する銀化合物を用いる。このような銀化合物としては、ギ酸銀、酢酸銀、シュウ酸銀、マロン酸銀、安息香酸銀、フタル酸銀などのカルボン酸銀;フッ化銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀などのハロゲン化銀;硫酸、硝酸銀、炭酸銀等を用いることができるが、分解により容易に金属銀を生成し且つ銀以外の不純物を生じにくいという観点から、シュウ酸銀が好ましく用いられる。シュウ酸銀は、銀含有率が高く、且つ、還元剤を必要とせず熱分解により金属銀がそのまま得られ、還元剤に由来する不純物が残留しにくい点で有利である。 In the present invention, as the silver compound, a silver compound that is easily decomposed by heating to form metallic silver is used. Examples of such silver compounds include silver formate, silver acetate, silver oxalate, silver malonate, silver benzoate, and silver phthalate; silver fluoride, silver chloride, silver bromide, silver iodide, etc. Silver sulfate; silver sulfate, silver nitrate, silver carbonate, and the like can be used, but silver oxalate is preferably used from the viewpoint that metal silver is easily generated by decomposition and impurities other than silver are hardly generated. Silver oxalate is advantageous in that it has a high silver content and does not require a reducing agent, so that metallic silver can be obtained as it is by thermal decomposition, and impurities derived from the reducing agent do not easily remain.

銀以外の他の金属を含む金属ナノ粒子を製造する場合には、上記の銀化合物に代えて、加熱により容易に分解して、目的とする金属を生成する金属化合物を用いる。このような金属化合物としては、上記の銀化合物に対応するような金属の塩、例えば、金属のカルボン酸塩;金属ハロゲン化物;金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属炭酸塩等の金属塩化合物を用いることができる。これらのうち、分解により容易に金属を生成し且つ金属以外の不純物を生じにくいという観点から、金属のシュウ酸塩が好ましく用いられる。他の金属としては、Al、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In、及びNi等が挙げられる。   When producing metal nanoparticles containing a metal other than silver, a metal compound that is easily decomposed by heating to produce the target metal is used instead of the silver compound. As such a metal compound, a metal salt corresponding to the above silver compound, for example, a metal carboxylate; a metal halide; a metal salt compound such as a metal sulfate, a metal nitrate, or a metal carbonate is used. be able to. Of these, metal oxalate is preferably used from the viewpoint of easily generating metal by decomposition and hardly generating impurities other than metal. Examples of other metals include Al, Au, Pt, Pd, Cu, Co, Cr, In, and Ni.

また、銀との複合物を得るために、上記の銀化合物と、上記の銀以外の他の金属化合物を併用してもよい。他の金属としては、Al、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In、及びNi等が挙げられる。銀複合物は、銀と1又は2以上の他の金属からなるものであり、Au−Ag、Ag−Cu、Au−Ag−Cu、Au−Ag−Pd等が例示される。金属全体を基準として、銀が少なくとも20重量%、通常は50重量%、例えば80重量%を占める。   Moreover, in order to obtain the composite with silver, you may use together said silver compound and other metal compounds other than said silver. Examples of other metals include Al, Au, Pt, Pd, Cu, Co, Cr, In, and Ni. The silver composite is composed of silver and one or more other metals, and examples thereof include Au—Ag, Ag—Cu, Au—Ag—Cu, and Au—Ag—Pd. Based on the total metal, silver accounts for at least 20% by weight, usually 50% by weight, for example 80% by weight.

本発明において、まず、銀化合物とアルコール系溶剤とを混合して、銀化合物−アルコールスラリーを得る[スラリー形成工程]。スラリーとは、固体の銀化合物が、アルコール系溶剤中に分散されている混合物を表している。   In the present invention, first, a silver compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a silver compound-alcohol slurry [slurry forming step]. The slurry represents a mixture in which a solid silver compound is dispersed in an alcohol solvent.

前記アルコール系溶剤としては、炭素数3〜10のアルコール、好ましくは炭素数4〜8のアルコールを用いることができる。例えば、n−プロパノール(沸点bp:97℃)、イソプロパノール(bp:82℃)、n−ブタノール(bp:117℃)、イソブタノール(bp:107.89℃)、 sec−ブタノール(bp:99.5℃)、tert−ブタノール(bp:82.45℃)、n−ペンタノノール(bp:136℃)、n−ヘキサノール(bp:156℃)、n−オクタノール(bp:194℃)、2−オクタノール(bp:174℃)等が挙げられる。これらの内でも、後に行われる錯化合物の熱分解工程の温度を高くできること、銀ナノ粒子の形成後の後処理での利便性等を考慮して、n−ブタノール、イソブタノール、 sec−ブタノール、tert−ブタノールから選ばれるブタノール類、ヘキサノール類が好ましい。特に、n−ブタノール、n−ヘキサノールが好ましい。   As the alcohol solvent, an alcohol having 3 to 10 carbon atoms, preferably an alcohol having 4 to 8 carbon atoms can be used. For example, n-propanol (boiling point bp: 97 ° C.), isopropanol (bp: 82 ° C.), n-butanol (bp: 117 ° C.), isobutanol (bp: 107.89 ° C.), sec-butanol (bp: 99. 5 ° C), tert-butanol (bp: 82.45 ° C), n-pentanol (bp: 136 ° C), n-hexanol (bp: 156 ° C), n-octanol (bp: 194 ° C), 2-octanol ( bp: 174 ° C.). Among these, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, in consideration of the ability to increase the temperature of the thermal decomposition step of the complex compound to be performed later, convenience in post-treatment after the formation of silver nanoparticles, etc. Butanols and hexanols selected from tert-butanol are preferred. In particular, n-butanol and n-hexanol are preferable.

また、前記アルコール系溶剤は、銀化合物−アルコールスラリーの十分な攪拌操作のために、前記銀化合物100重量部に対して、例えば120重量部以上、好ましくは130重量部以上、より好ましくは150重量部以上用いることがよい。前記アルコール系溶剤量の上限については、特に制限されることなく、例えば1000重量部以下、好ましくは800重量部以下、より好ましくは500重量部以下とするとよい。   The alcohol solvent is, for example, 120 parts by weight or more, preferably 130 parts by weight or more, more preferably 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silver compound for sufficient stirring operation of the silver compound-alcohol slurry. It is better to use more than one part. The upper limit of the amount of the alcohol solvent is not particularly limited, and may be, for example, 1000 parts by weight or less, preferably 800 parts by weight or less, more preferably 500 parts by weight or less.

次に、得られた銀化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させる[錯化合物の生成工程]。   Next, an aliphatic hydrocarbon amine is added to the obtained silver compound-alcohol slurry to generate a complex compound containing the silver compound and the amine [complex compound generation step].

本発明において、錯形成剤及び/又は保護剤として機能する脂肪族炭化水素アミンとして、例えば、炭化水素基の炭素総数が6以上である脂肪族炭化水素モノアミン(A)を含み、さらに、脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が5以下である脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び脂肪族炭化水素基と2つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が8以下である脂肪族炭化水素ジアミン(C)のうちの少なくとも一方を用いる。これら各成分は、通常、アミン混合液として用いられるが、ただし、前記銀化合物−アルコールスラリーに対する前記アミンの混合は、必ずしも混合された状態のアミン類を用いて行う必要はない。前記銀化合物−アルコールスラリーに対して、前記アミン類を順次添加してもよい。   In the present invention, the aliphatic hydrocarbon amine that functions as a complexing agent and / or a protective agent includes, for example, an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) in which the total number of carbon atoms of the hydrocarbon group is 6 or more, and an aliphatic group. An aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of a hydrocarbon group and one amino group, wherein the aliphatic hydrocarbon group has a total carbon number of 5 or less, and consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups; At least one of the aliphatic hydrocarbon diamines (C) in which the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is 8 or less is used. Each of these components is usually used as an amine mixed solution. However, the mixing of the amine with the silver compound-alcohol slurry is not necessarily performed using the mixed amines. The amines may be sequentially added to the silver compound-alcohol slurry.

本明細書において、確立された用語であるが、「脂肪族炭化水素モノアミン」とは、1〜3個の1価の脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなる化合物である。「炭化水素基」とは、炭素と水素とのみからなる基である。ただし、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)、及び前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)は、その炭化水素基に、必要に応じて酸素原子あるいは窒素原子の如きヘテロ原子(炭素及び水素以外の原子)を含む置換基を有していてもよい。この窒素原子がアミノ基を構成することはない。   In the present specification, the term “aliphatic hydrocarbon monoamine” is a compound composed of 1 to 3 monovalent aliphatic hydrocarbon groups and one amino group. A “hydrocarbon group” is a group consisting only of carbon and hydrogen. However, the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) and the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) are, as necessary, a hetero atom (an atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom. ). This nitrogen atom does not constitute an amino group.

また、「脂肪族炭化水素ジアミン」とは、2価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基)と、該脂肪族炭化水素基を介在した2つのアミノ基と、場合によっては、該アミノ基の水素原子を置換した脂肪族炭化水素基(アルキル基)とからなる化合物である。ただし、前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、その炭化水素基に、必要に応じて酸素原子あるいは窒素原子の如きヘテロ原子(炭素及び水素以外の原子)を含む置換基を有していてもよい。この窒素原子がアミノ基を構成することはない。   In addition, “aliphatic hydrocarbon diamine” means a divalent aliphatic hydrocarbon group (alkylene group), two amino groups intervening the aliphatic hydrocarbon group, and, in some cases, hydrogen of the amino group. It is a compound comprising an aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) substituted with atoms. However, the aliphatic hydrocarbon diamine (C) may have a substituent containing a hetero atom (atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom in the hydrocarbon group as necessary. Good. This nitrogen atom does not constitute an amino group.

炭素総数6以上の脂肪族炭化水素モノアミン(A)は、その炭化水素鎖によって、生成する銀粒子表面への保護剤(安定化剤)としての高い機能を有する。   The aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having 6 or more carbon atoms has a high function as a protective agent (stabilizing agent) on the surface of the silver particles to be generated due to the hydrocarbon chain.

前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)としては、第一級アミン、第二級アミン、及び第三級アミンが含まれる。第一級アミンとしては、例えば、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン等の飽和脂肪族炭化水素モノアミン(すなわち、アルキルモノアミン)が挙げられる。飽和脂肪族炭化水素モノアミンとして、上記の直鎖脂肪族モノアミンの他に、イソヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、tert−オクチルアミン等の分枝脂肪族炭化水素アミンが挙げられる。また、シクロヘキシルアミンも挙げられる。さらに、オレイルアミン等の不飽和脂肪族炭化水素モノアミン(すなわち、アルケニルモノアミン)が挙げられる。   Examples of the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) include primary amines, secondary amines, and tertiary amines. Examples of primary amines include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, octadecylamine Examples thereof include saturated aliphatic hydrocarbon monoamines such as amines (that is, alkyl monoamines). Examples of the saturated aliphatic hydrocarbon monoamine include branched aliphatic hydrocarbon amines such as isohexylamine, 2-ethylhexylamine, and tert-octylamine, in addition to the above-mentioned linear aliphatic monoamine. Also included is cyclohexylamine. Furthermore, unsaturated aliphatic hydrocarbon monoamines (namely, alkenyl monoamines) such as oleylamine can be mentioned.

第二級アミンとしては、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、N,N−ジペンチルアミン、N,N−ジヘキシルアミン、N,N−ジペプチルアミン、N,N−ジオクチルアミン、N,N−ジノニルアミン、N,N−ジデシルアミン、N,N−ジウンデシルアミン、N,N−ジドデシルアミン、N−メチル−N−プロピルアミン、N−エチル−N−プロピルアミン、N−プロピル−N−ブチルアミン等のジアルキルモノアミンが挙げられる。第三級アミンとしては、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン等が挙げられる。   Secondary amines include N, N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, N, N-dipentylamine, N, N-dihexylamine, N, N-dipeptylamine, N, N-dioctylamine, N , N-dinonylamine, N, N-didecylamine, N, N-diundecylamine, N, N-didodecylamine, N-methyl-N-propylamine, N-ethyl-N-propylamine, N-propyl-N -Dialkyl monoamines such as butylamine. Examples of the tertiary amine include tributylamine and trihexylamine.

これらの内でも、炭素数6以上の飽和脂肪族炭化水素モノアミンが好ましい。炭素数6以上とすることにより、アミノ基が銀粒子表面に吸着した際に他の銀粒子との間隔を確保できるため、銀粒子同士の凝集を防ぐ作用が向上する。炭素数の上限は特に定められないが、入手のし易さ、焼成時の除去のし易さ等を考慮して、通常、炭素数18までの飽和脂肪族モノアミンが好ましい。特に、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン等の炭素数6〜12のアルキルモノアミンが好ましく用いられる。前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among these, a saturated aliphatic hydrocarbon monoamine having 6 or more carbon atoms is preferable. By setting the number of carbon atoms to 6 or more, when the amino group is adsorbed on the surface of the silver particle, a space between the silver group and other silver particles can be secured, so that the effect of preventing aggregation of the silver particles is improved. The upper limit of the number of carbon atoms is not particularly defined, but saturated aliphatic monoamines having up to 18 carbon atoms are usually preferred in consideration of availability, ease of removal during firing, and the like. In particular, alkyl monoamines having 6 to 12 carbon atoms such as hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, and dodecylamine are preferably used. Among the aliphatic hydrocarbon monoamines (A), only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

炭素総数5以下の脂肪族炭化水素モノアミン(B)は、炭素総数6以上の脂肪族モノアミン(A)に比べると炭素鎖長が短いのでそれ自体は保護剤(安定化剤)としての機能は低いと考えられるが、前記脂肪族モノアミン(A)に比べると極性が高く銀化合物の銀への配位能が高く、そのため錯体形成促進に効果があると考えられる。また、炭素鎖長が短いため、例えば120℃以下の、あるいは100℃程度以下の低温焼成においても、30分間以下、あるいは20分間以下の短時間で銀粒子表面から除去され得るので、得られた銀ナノ粒子の低温焼成に効果がある。   Since the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) having a total carbon number of 5 or less has a shorter carbon chain length than the aliphatic monoamine (A) having a total carbon number of 6 or more, it itself has a low function as a protective agent (stabilizer). However, compared with the aliphatic monoamine (A), the polarity is higher and the coordination ability of the silver compound to silver is higher, which is considered to be effective in promoting complex formation. Further, since the carbon chain length is short, it can be removed from the surface of the silver particles in a short time of 30 minutes or less or 20 minutes or less even in low-temperature firing of 120 ° C. or less, or about 100 ° C. or less. Effective for low-temperature firing of silver nanoparticles.

前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、 sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、tert−ペンチルアミン等の炭素数2〜5の飽和脂肪族炭化水素モノアミン(すなわち、アルキルモノアミン)が挙げられる。また、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン等のジアルキルモノアミンが挙げられる。   Examples of the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) include ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, isopentylamine, tert-pentylamine and the like. Examples thereof include saturated aliphatic hydrocarbon monoamines having 2 to 5 carbon atoms (that is, alkyl monoamines). Moreover, dialkyl monoamines, such as N, N-dimethylamine and N, N-diethylamine, are mentioned.

これらの内でも、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、 sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、tert−ペンチルアミン等が好ましく、上記ブチルアミン類が特に好ましい。前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among these, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, isopentylamine, tert-pentylamine and the like are preferable, and the above butylamines are particularly preferable. Among the aliphatic hydrocarbon monoamines (B), only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

炭素総数8以下の脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、銀化合物の銀への配位能が高く、錯体形成促進に効果がある。脂肪族炭化水素ジアミンは、一般に、脂肪族炭化水素モノアミンと比べて極性が高く、銀化合物の銀への配位能が高くなる。また、前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、錯化合物の熱分解工程において、より低温且つ短時間での熱分解を促進する効果があり、銀ナノ粒子製造をより効率的に行うことができる。さらに、前記脂肪族ジアミン(C)を含む銀粒子の保護被膜は極性が高いので、極性の高い溶剤を含む分散媒体中での銀粒子の分散安定性が向上する。さらに、前記脂肪族ジアミン(C)は、炭素鎖長が短いため、例えば120℃以下の、あるいは100℃程度以下の低温焼成においても、30分間以下、あるいは20分間以下の短い時間で銀粒子表面から除去され得るので、得られた銀ナノ粒子の低温且つ短時間焼成に効果がある。   The aliphatic hydrocarbon diamine (C) having a total carbon number of 8 or less has a high coordination ability to the silver of the silver compound, and is effective in promoting complex formation. The aliphatic hydrocarbon diamine generally has a higher polarity than the aliphatic hydrocarbon monoamine, and the coordination ability of silver compounds to silver is increased. In addition, the aliphatic hydrocarbon diamine (C) has an effect of promoting thermal decomposition at a lower temperature and in a shorter time in the thermal decomposition step of the complex compound, and can produce silver nanoparticles more efficiently. . Furthermore, since the protective film of the silver particle containing the said aliphatic diamine (C) has high polarity, the dispersion stability of the silver particle in the dispersion medium containing a highly polar solvent improves. Furthermore, since the aliphatic diamine (C) has a short carbon chain length, the surface of the silver particles can be obtained in a short time of 30 minutes or less or 20 minutes or less even when firing at a low temperature of, for example, 120 ° C. Therefore, it is effective for low-temperature and short-time firing of the obtained silver nanoparticles.

前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)としては、特に限定されないが、エチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、N,N−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N’−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ブタンジアミン、N,N’−ジエチル−1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、1,6−ヘキサンジアミン、N,N−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン等が挙げられる。これらはいずれも、2つのアミノ基のうちの少なくとも1つが第一級アミノ基又は第二級アミノ基である炭素総数8以下のアルキレンジアミンであり、銀化合物の銀への配位能が高く、錯体形成促進に効果がある。   Although it does not specifically limit as said aliphatic hydrocarbon diamine (C), Ethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N'-diethylethylenediamine, 1 , 3-propanediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N′-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N— Diethyl-1,3-propanediamine, N, N′-diethyl-1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, N, N-dimethyl-1,4-butanediamine, N, N′-dimethyl- 1,4-butanediamine, N, N-diethyl-1,4-butanediamine, N, N′-diethyl-1,4-butanediamine, , 5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane, 1,6-hexanediamine, N, N-dimethyl-1,6-hexanediamine, N, N′-dimethyl-1,6-hexanediamine 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine and the like. These are all alkylene diamines having a total carbon number of 8 or less, in which at least one of the two amino groups is a primary amino group or a secondary amino group, and the ability of the silver compound to coordinate to silver is high, Effective in promoting complex formation.

これらの内でも、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン等の2つのアミノ基のうちの1つが第一級アミノ基(−NH2 )であり、他の1つが第三級アミノ基(−NR1 2 )である炭素総数8以下のアルキレンジアミンが好ましい。好ましいアルキレンジアミンは、下記構造式で表される。 Among these, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-diethyl-1,3-propanediamine, N, N-dimethyl One of two amino groups such as -1,4-butanediamine, N, N-diethyl-1,4-butanediamine, and N, N-dimethyl-1,6-hexanediamine is a primary amino group ( An alkylenediamine having a total carbon number of 8 or less in which —NH 2 ) and the other one is a tertiary amino group (—NR 1 R 2 ) is preferable. A preferred alkylenediamine is represented by the following structural formula.

1 2 N−R−NH2
ここで、Rは、2価のアルキレン基を表し、R1 及びR2 は、同一又は異なっていてもよく、アルキル基を表し、ただし、R、R1 及びR2 の炭素数の総和は8以下である。該アルキレン基は、通常は酸素原子又は窒素原子等のヘテロ原子(炭素及び水素以外の原子)を含まないが、必要に応じて前記ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい。また、該アルキル基は、通常は酸素原子又は窒素原子等のヘテロ原子を含まないが、必要に応じて前記ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい。
R 1 R 2 N—R—NH 2
Here, R represents a divalent alkylene group, R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group, provided that the total number of carbon atoms of R, R 1 and R 2 is 8 It is as follows. The alkylene group usually does not contain a hetero atom (an atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom, but may optionally have a substituent containing the hetero atom. The alkyl group usually does not contain a heteroatom such as an oxygen atom or a nitrogen atom, but may optionally have a substituent containing the heteroatom.

2つのアミノ基のうちの1つが第一級アミノ基であると、銀化合物の銀への配位能が高くなり、錯体形成に有利であり、他の1つが第三級アミノ基であると、第三級アミノ基は銀原子への配位能に乏しいため、形成される錯体が複雑なネットワーク構造となることが防止される。錯体が複雑なネットワーク構造となると、錯体の熱分解工程に高い温度が必要となることがある。さらに、これらの内でも、低温焼成においても短時間で銀粒子表面から除去され得るという観点から、炭素総数6以下のジアミンが好ましく、炭素総数5以下のジアミンがより好ましい。前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   When one of the two amino groups is a primary amino group, the ability of the silver compound to coordinate to silver is increased, which is advantageous for complex formation, and the other is a tertiary amino group. Since the tertiary amino group has poor coordination ability to silver atoms, the complex formed is prevented from having a complex network structure. When the complex has a complex network structure, a high temperature may be required for the thermal decomposition process of the complex. Further, among these, a diamine having a total carbon number of 6 or less is preferable, and a diamine having a total carbon number of 5 or less is more preferable from the viewpoint that it can be removed from the surface of the silver particles in a short time even in low-temperature firing. Of the aliphatic hydrocarbon diamine (C), only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明において、前記炭素総数6以上の脂肪族炭化水素モノアミン(A)と、前記炭素総数5以下の脂肪族炭化水素モノアミン(B)及び前記炭素総数8以下の脂肪族炭化水素ジアミン(C)のいずれか一方又は両方との使用割合は、特に限定されないが、前記全アミン類[(A)+(B)+(C)]を基準として、例えば、
前記脂肪族モノアミン(A):5モル%〜65モル%
前記脂肪族モノアミン(B)及び前記脂肪族ジアミン(C)の合計量:35モル%〜95モル%
とするとよい。前記脂肪族モノアミン(A)の含有量を5モル%〜65モル%とすることによって、該(A)成分の炭素鎖によって、生成する銀粒子表面の保護安定化機能が得られやすい。前記(A)成分の含有量が5モル%未満では、保護安定化機能の発現が弱いことがある。一方、前記(A)成分の含有量が65モル%を超えると、保護安定化機能は十分であるが、低温焼成によって該(A)成分が除去されにくくなる。
In the present invention, the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having 6 or more carbon atoms, the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) having 5 or less carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon diamine (C) having 8 or less carbon atoms. The use ratio with either one or both is not particularly limited, but based on the total amines [(A) + (B) + (C)], for example,
Aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
Total amount of the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C): 35 mol% to 95 mol%
It is good to do. By setting the content of the aliphatic monoamine (A) to 5 mol% to 65 mol%, the function of protecting and stabilizing the surface of the silver particles to be produced is easily obtained by the carbon chain of the component (A). When the content of the component (A) is less than 5 mol%, the protective stabilization function may be weakly expressed. On the other hand, when the content of the component (A) exceeds 65 mol%, the protective stabilization function is sufficient, but the component (A) is difficult to be removed by low-temperature firing.

前記脂肪族モノアミン(A)と、さらに、前記脂肪族モノアミン(B)及び前記脂肪族ジアミン(C)の両方とを用いる場合には、それらの使用割合は、特に限定されないが、前記全アミン類[(A)+(B)+(C)]を基準として、例えば、
前記脂肪族モノアミン(A): 5モル%〜65モル%
前記脂肪族モノアミン(B): 5モル%〜70モル%
前記脂肪族ジアミン(C): 5モル%〜50モル%
とするとよい。
When the aliphatic monoamine (A) and both the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C) are used, their use ratio is not particularly limited, but the total amines Based on [(A) + (B) + (C)], for example,
Aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
Aliphatic monoamine (B): 5 mol% to 70 mol%
Aliphatic diamine (C): 5 mol% to 50 mol%
It is good to do.

この場合には、前記(A)成分の含有量の下限については、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。前記(A)成分の含有量の上限については、65モル%以下が好ましく、60モル%以下がより好ましい。   In this case, about the minimum of content of the said (A) component, 10 mol% or more is preferable and 20 mol% or more is more preferable. About the upper limit of content of the said (A) component, 65 mol% or less is preferable and 60 mol% or less is more preferable.

前記脂肪族モノアミン(B)の含有量を5モル%〜70モル%とすることによって、錯体形成促進効果が得られやすく、また、それ自体で低温且つ短時間焼成に寄与でき、さらに、焼成時において前記脂肪族ジアミン(C)の銀粒子表面からの除去を助ける作用が得られやすい。前記(B)成分の含有量が5モル%未満では、錯体形成促進効果が弱かったり、あるいは、焼成時において前記(C)成分が銀粒子表面から除去されにくいことがある。一方、前記(B)成分の含有量が70モル%を超えると、錯体形成促進効果は得られるが、相対的に前記脂肪族モノアミン(A)の含有量が少なくなってしまい、生成する銀粒子表面の保護安定化が得られにくい。前記(B)成分の含有量の下限については、10モル%以上が好ましく、15モル%以上がより好ましい。前記(B)成分の含有量の上限については、65モル%以下が好ましく、60モル%以下がより好ましい。   By adjusting the content of the aliphatic monoamine (B) to 5 mol% to 70 mol%, a complex formation promoting effect can be easily obtained, and it itself can contribute to low temperature and short time baking. In this case, the effect of assisting the removal of the aliphatic diamine (C) from the surface of the silver particles is easily obtained. If the content of the component (B) is less than 5 mol%, the effect of promoting complex formation may be weak, or the component (C) may be difficult to remove from the surface of the silver particles during firing. On the other hand, when the content of the component (B) exceeds 70 mol%, a complex formation promoting effect can be obtained, but the content of the aliphatic monoamine (A) is relatively decreased, and silver particles are generated. It is difficult to achieve surface protection and stabilization. About the minimum of content of the said (B) component, 10 mol% or more is preferable and 15 mol% or more is more preferable. About the upper limit of content of the said (B) component, 65 mol% or less is preferable and 60 mol% or less is more preferable.

前記脂肪族ジアミン(C)の含有量を5モル%〜50モル%とすることによって、錯体形成促進効果及び錯体の熱分解促進効果が得られやすく、また、前記脂肪族ジアミン(C)を含む銀粒子の保護被膜は極性が高いので、極性の高い溶剤を含む分散媒体中での銀粒子の分散安定性が向上する。前記(C)成分の含有量が5モル%未満では、錯体形成促進効果及び錯体の熱分解促進効果が弱いことがある。一方、前記(C)成分の含有量が50モル%を超えると、錯体形成促進効果及び錯体の熱分解促進効果は得られるが、相対的に前記脂肪族モノアミン(A)の含有量が少なくなってしまい、生成する銀粒子表面の保護安定化が得られにくい。前記(C)成分の含有量の下限については、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。前記(C)成分の含有量の上限については、45モル%以下が好ましく、40モル%以下がより好ましい。   By making content of the said aliphatic diamine (C) into 5 mol%-50 mol%, the complex formation promotion effect and the thermal decomposition promotion effect of a complex are easy to be obtained, and the said aliphatic diamine (C) is included. Since the protective film of silver particles has a high polarity, the dispersion stability of silver particles in a dispersion medium containing a highly polar solvent is improved. When the content of the component (C) is less than 5 mol%, the complex formation promoting effect and the thermal decomposition promoting effect of the complex may be weak. On the other hand, if the content of the component (C) exceeds 50 mol%, the complex formation promoting effect and the thermal decomposition promoting effect of the complex are obtained, but the content of the aliphatic monoamine (A) is relatively reduced. Therefore, it is difficult to achieve protection and stabilization of the surface of the silver particles to be produced. About the minimum of content of the said (C) component, 5 mol% or more is preferable and 10 mol% or more is more preferable. About the upper limit of content of the said (C) component, 45 mol% or less is preferable and 40 mol% or less is more preferable.

前記脂肪族モノアミン(A)と前記脂肪族モノアミン(B)とを用いる(前記脂肪族ジアミン(C)を用いずに)場合には、それらの使用割合は、特に限定されないが、上記各成分の作用を考慮して、前記全アミン類[(A)+(B)]を基準として、例えば、
前記脂肪族モノアミン(A): 5モル%〜65モル%
前記脂肪族モノアミン(B): 35モル%〜95モル%
とするとよい。
When the aliphatic monoamine (A) and the aliphatic monoamine (B) are used (without using the aliphatic diamine (C)), their use ratio is not particularly limited. Considering the action, based on the total amines [(A) + (B)], for example,
Aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
Aliphatic monoamine (B): 35 mol% to 95 mol%
It is good to do.

前記脂肪族モノアミン(A)と前記脂肪族ジアミン(C)とを用いる(前記脂肪族モノアミン(B)を用いずに)場合には、それらの使用割合は、特に限定されないが、上記各成分の作用を考慮して、前記全アミン類[(A)+(C)]を基準として、例えば、
前記脂肪族モノアミン(A): 5モル%〜65モル%
前記脂肪族ジアミン(C): 35モル%〜95モル%
とするとよい。
In the case of using the aliphatic monoamine (A) and the aliphatic diamine (C) (without using the aliphatic monoamine (B)), the use ratio thereof is not particularly limited. Considering the action, based on the total amines [(A) + (C)], for example,
Aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
Aliphatic diamine (C): 35 mol% to 95 mol%
It is good to do.

以上の前記脂肪族モノアミン(A)、前記脂肪族モノアミン(B)及び/又は前記脂肪族ジアミン(C)の使用割合は、いずれも例示であり、種々の変更が可能である。   The above-mentioned use ratios of the aliphatic monoamine (A), the aliphatic monoamine (B) and / or the aliphatic diamine (C) are all examples, and various changes are possible.

本発明においては、銀化合物の銀への配位能が高い前記脂肪族モノアミン(B)、及び/又は前記脂肪族ジアミン(C)を用いると、それらの使用割合に応じて、前記炭素総数6以上の脂肪族モノアミン(A)の銀粒子表面上への付着量は少なくて済む。従って、前記低温短時間での焼成の場合にも、これら脂肪族アミン化合物類は銀粒子表面から除去されやすく、銀粒子の焼結が十分に進行する。   In the present invention, when the aliphatic monoamine (B) and / or the aliphatic diamine (C) having a high coordination ability to silver of a silver compound is used, the total number of carbons is 6 depending on the use ratio thereof. The adhesion amount of the above aliphatic monoamine (A) on the silver particle surface is small. Therefore, even in the case of firing at a low temperature for a short time, these aliphatic amine compounds are easily removed from the surface of the silver particles, and the silver particles are sufficiently sintered.

本発明において、前記脂肪族炭化水素アミン[例えば、(A)、(B)及び/又は(C)]の合計量は、特に限定されないが、原料の前記銀化合物の銀原子1モルに対して、1〜50モル程度とするとよい。前記アミン成分の合計量[(A)、(B)及び/又は(C)]が、前記銀原子1モルに対して、1モル未満であると、錯化合物の生成工程において、錯化合物に変換されない銀化合物が残存する可能性があり、その後の熱分解工程において、銀粒子の均一性が損なわれ粒子の肥大化が起こったり、熱分解せずに銀化合物が残存する可能性がある。一方、前記アミン成分の合計量[((A)、(B)及び/又は(C)]が、前記銀原子1モルに対して、50モル程度を超えてもあまりメリットはないと考えられる。実質的に無溶剤中において銀ナノ粒子の分散液を作製するためには、前記アミン成分の合計量を例えば2モル程度以上とするとよい。前記アミン成分の合計量を2〜50モル程度とすることにより、錯化合物の生成工程及び熱分解工程を良好に行うことができる。前記アミン成分の合計量の下限については、前記銀化合物の銀原子1モルに対して、2モル以上が好ましく、6モル以上がより好ましい。なお、シュウ酸銀分子は、銀原子2個を含んでいる。
In the present invention, the total amount of the aliphatic hydrocarbon amine [for example, (A), (B) and / or (C)] is not particularly limited, but is 1 mol of silver atoms of the silver compound as a raw material. , About 1 to 50 mol. When the total amount [(A), (B) and / or (C)] of the amine component is less than 1 mole relative to 1 mole of the silver atom, it is converted into a complex compound in the complex compound formation step. There is a possibility that a silver compound that is not left will remain, and in the subsequent pyrolysis step, the uniformity of the silver particles may be impaired, resulting in enlargement of the particles, or the silver compound may remain without being thermally decomposed. On the other hand, even if the total amount [((A), (B) and / or (C)]] of the amine component exceeds about 50 moles with respect to 1 mole of the silver atoms, it is considered that there is not much merit. In order to prepare a dispersion of silver nanoparticles in a substantially solvent-free state, the total amount of the amine component is preferably about 2 mol or more, for example, and the total amount of the amine component is about 2 to 50 mol. by, it is possible to satisfactorily perform generation step and thermal decomposition step of the complex compounds. the lower limit of the total amount of the amine component, of silver atoms 1 mole of the silver compound, preferably on 2 molar than , more preferably on 6 molar than. Incidentally, silver oxalate molecule contains two silver atoms.

本発明において、銀ナノ粒子の分散媒への分散性をさらに向上させるため、安定剤として、さらに脂肪族カルボン酸(D)を用いてもよい。前記脂肪族カルボン酸(D)は、前記アミン類と共に用いるとよく、前記アミン混合液中に含ませて用いることができる。前記脂肪族カルボン酸(D)を用いることにより、銀ナノ粒子の安定性、特に有機溶剤中に分散された塗料状態での安定性が向上することがある。   In the present invention, an aliphatic carboxylic acid (D) may be further used as a stabilizer in order to further improve the dispersibility of the silver nanoparticles in the dispersion medium. The aliphatic carboxylic acid (D) is preferably used together with the amines, and can be used by being included in the amine mixed solution. By using the aliphatic carboxylic acid (D), the stability of silver nanoparticles, particularly the stability in a paint state dispersed in an organic solvent, may be improved.

前記脂肪族カルボン酸(D)としては、飽和又は不飽和の脂肪族カルボン酸が用いられる。例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、エイコセン酸等の炭素数4以上の飽和脂肪族モノカルボン酸; オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、パルミトレイン酸等の炭素数8以上の不飽和脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。   As the aliphatic carboxylic acid (D), a saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acid is used. For example, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanoic acid, nonadecanoic acid, Examples thereof include saturated aliphatic monocarboxylic acids having 4 or more carbon atoms such as icosanoic acid and eicosenoic acid; unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 or more carbon atoms such as oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, and palmitoleic acid.

これらの内でも、炭素数8〜18の飽和又は不飽和の脂肪族モノカルボンが好ましい。炭素数8以上とすることにより、カルボン酸基が銀粒子表面に吸着した際に他の銀粒子との間隔を確保できるため、銀粒子同士の凝集を防ぐ作用が向上する。入手のし易さ、焼成時の除去のし易さ等を考慮して、通常、炭素数18までの飽和又は不飽和の脂肪族モノカルボン酸化合物が好ましい。特に、オクタン酸、オレイン酸等が好ましく用いられる。前記脂肪族カルボン酸(D)のうち、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among these, a saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 18 carbon atoms is preferable. By setting the number of carbon atoms to 8 or more, when the carboxylic acid group is adsorbed on the surface of the silver particle, a space between the silver particle and other silver particles can be secured, so that the effect of preventing aggregation of the silver particles is improved. In view of availability, easiness of removal during firing, etc., saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acid compounds having up to 18 carbon atoms are usually preferred. In particular, octanoic acid, oleic acid and the like are preferably used. Among the aliphatic carboxylic acids (D), only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

前記脂肪族カルボン酸(D)は、用いる場合には、原料の前記銀化合物の銀原子1モルに対して、例えば0.05〜10モル程度用いるとよく、好ましくは0.1〜5モル、より好ましくは0.5〜2モル用いるとよい。前記(D)成分の量が、前記銀原子1モルに対して、0.05モルよりも少ないと、前記(D)成分の添加による分散状態での安定性向上効果は弱い。一方、前記(D)成分の量が10モルに達すると、分散状態での安定性向上効果が飽和するし、また、低温焼成での該(D)成分の除去がされにくくなる。ただし、脂肪族カルボン酸(D)を用いなくてもよい。   When the aliphatic carboxylic acid (D) is used, it may be used in an amount of, for example, about 0.05 to 10 mol, preferably 0.1 to 5 mol, relative to 1 mol of the silver atom of the starting silver compound. More preferably 0.5 to 2 mol is used. When the amount of the component (D) is less than 0.05 mol with respect to 1 mol of the silver atom, the effect of improving the stability in the dispersed state by the addition of the component (D) is weak. On the other hand, when the amount of the component (D) reaches 10 mol, the effect of improving the stability in a dispersed state is saturated, and the component (D) is hardly removed by low-temperature firing. However, the aliphatic carboxylic acid (D) may not be used.

本発明において、通常は、前記脂肪族モノアミン(A)と、さらに、前記脂肪族モノアミン(B)及び前記脂肪族ジアミン(C)のいずれか一方又は両方とを含むアミン混合液を調製する[アミン混合液の調製工程]。   In the present invention, usually, an amine mixed solution containing the aliphatic monoamine (A) and any one or both of the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C) is prepared. Step of preparing mixed solution].

アミン混合液は、各アミン(A)、(B)及び/又は(C)成分、及び用いる場合には前記カルボン酸(D)成分を、所定割合で室温にて攪拌して調製することができる。   The amine mixed solution can be prepared by stirring each amine (A), (B) and / or (C) component, and, if used, the carboxylic acid (D) component at a predetermined ratio at room temperature. .

上記で得られた銀化合物−アルコールスラリーに、各アミン成分を含む脂肪族炭化水素アミン混合液を添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させる[錯化合物の生成工程]。各アミン成分は、混合液としてないで、逐次に銀化合物−アルコールスラリーに添加してもよい。   An aliphatic hydrocarbon amine mixed solution containing each amine component is added to the silver compound-alcohol slurry obtained above to produce a complex compound containing the silver compound and the amine [complex compound producing step]. Each amine component may be sequentially added to the silver compound-alcohol slurry without forming a mixed solution.

銀以外の他の金属を含む金属ナノ粒子を製造する場合には、上記の銀化合物−アルコールスラリーに代えて、目的とする金属を含む金属化合物−アルコールスラリーを用いる。   In the case of producing metal nanoparticles containing a metal other than silver, a metal compound-alcohol slurry containing the target metal is used in place of the silver compound-alcohol slurry.

銀化合物−アルコールスラリー(あるいは金属化合物−アルコールスラリー)と、所定量のアミン混合液とを混合する。この際の混合は、室温で攪拌しながら、あるいは銀化合物(あるいは金属化合物)へのアミン類の配位反応は発熱を伴うため室温以下に適宜冷却して攪拌しながら行うとよい。銀化合物は、予めアルコールとのスラリー状態とされているので、アミン混合液の滴下に際して攪拌及び冷却は良好に行うことができる。アルコールとアミン類の過剰分が反応媒体の役割を果たす。   A silver compound-alcohol slurry (or a metal compound-alcohol slurry) is mixed with a predetermined amount of an amine mixture. In this case, the mixing is preferably carried out while stirring at room temperature, or while appropriately cooling to room temperature or lower and stirring because the coordination reaction of amines to the silver compound (or metal compound) involves heat generation. Since the silver compound is in a slurry state with alcohol in advance, stirring and cooling can be satisfactorily performed when the amine mixture is dropped. The excess of alcohol and amines serves as the reaction medium.

従来、銀アミン錯体の熱分解法においては、反応容器中に液体の脂肪族アミン成分をまず込み、その中に粉体の銀化合物(シュウ酸銀)が投入されていた。液体の脂肪族アミン成分は引火性物質であり、その中への粉体の銀化合物の投入には危険があった。すなわち、粉体の銀化合物の投入による静電気による着火の危険性があった。また、粉体の銀化合物の投入により、局所的に錯形成反応が進行し、発熱反応が暴発してしまう危険もあった。本発明によれば、このような危険を回避できる。   Conventionally, in a thermal decomposition method of a silver amine complex, a liquid aliphatic amine component is first put in a reaction vessel, and a powdered silver compound (silver oxalate) is charged therein. The liquid aliphatic amine component is a flammable substance, and there is a danger in putting the powdered silver compound therein. In other words, there was a risk of ignition due to static electricity due to the introduction of the silver compound of the powder. Further, there is a risk that the complex formation reaction proceeds locally due to the introduction of the powdered silver compound, and the exothermic reaction is expelled. According to the present invention, such danger can be avoided.

生成する錯化合物が一般にその構成成分に応じた色を呈するので、反応混合物の色の変化の終了を適宜の分光法等により検出することにより、錯化合物の生成反応の終点を検知することができる。また、シュウ酸銀が形成する錯化合物は一般に無色(目視では白色として観察される)であるが、このような場合においても、反応混合物の粘性の変化などの形態変化に基づいて、錯化合物の生成状態を検知することができる。このようにして、アルコール及びアミン類を主体とする媒体中に銀−アミン錯体(あるいは金属−アミン錯体)が得られる。   Since the complex compound to be formed generally exhibits a color corresponding to its constituent components, the end point of the complex compound formation reaction can be detected by detecting the end of the color change of the reaction mixture by appropriate spectroscopy or the like. . In addition, the complex compound formed by silver oxalate is generally colorless (observed as white when visually observed), but even in such a case, the complex compound is formed on the basis of a change in form such as a change in viscosity of the reaction mixture. The generation state can be detected. In this way, a silver-amine complex (or metal-amine complex) is obtained in a medium mainly composed of alcohol and amines.

次に、得られた錯化合物を加熱して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する[錯化合物の熱分解工程]。銀以外の他の金属を含む金属化合物を用いた場合には、目的とする金属ナノ粒子が形成される。還元剤を用いることなく、銀ナノ粒子(金属ナノ粒子)が形成される。ただし、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で適宜の還元剤を用いてもよい。   Next, the obtained complex compound is heated and thermally decomposed to form silver nanoparticles [complex compound thermal decomposition step]. When a metal compound containing a metal other than silver is used, target metal nanoparticles are formed. Silver nanoparticles (metal nanoparticles) are formed without using a reducing agent. However, if necessary, an appropriate reducing agent may be used as long as the effects of the present invention are not impaired.

このような金属アミン錯体分解法において、一般に、アミン類は、金属化合物の分解により生じる原子状の金属が凝集して微粒子を形成する際の様式をコントロールすると共に、形成された金属微粒子の表面に被膜を形成することで微粒子相互間の再凝集を防止する役割を果たしている。すなわち、金属化合物とアミンの錯化合物を加熱することにより、金属原子に対するアミンの配位結合を維持したままで金属化合物が熱分解して原子状の金属を生成し、次に、アミンが配位した金属原子が凝集してアミン保護膜で被覆された金属ナノ粒子が形成されると考えられる。   In such a metal amine complex decomposition method, in general, amines control the manner in which atomic metals generated by the decomposition of metal compounds aggregate to form fine particles, and on the surface of the formed metal fine particles. By forming a film, it plays the role of preventing reaggregation between the fine particles. That is, by heating a complex compound of a metal compound and an amine, the metal compound is thermally decomposed while maintaining the coordinate bond of the amine to the metal atom to produce an atomic metal, and then the amine is coordinated. It is considered that the metal atoms are aggregated to form metal nanoparticles covered with an amine protective film.

この際の熱分解は、錯化合物をアルコール及びアミン類を主体とする反応媒体中で攪拌しながら行うことが好ましい。熱分解は、被覆銀ナノ粒子(あるいは被覆金属ナノ粒子)が生成する温度範囲内において行うとよいが、銀粒子表面(あるいは金属粒子表面)からのアミンの脱離を防止する観点から前記温度範囲内のなるべく低温で行うことが好ましい。シュウ酸銀の錯化合物の場合には、例えば80℃〜120℃程度、好ましくは95℃〜115℃程度、より具体的には100℃〜110℃程度とすることができる。シュウ酸銀の錯化合物の場合には、概ね100℃程度の加熱により分解が起こると共に銀イオンが還元され、被覆銀ナノ粒子を得ることができる。なお、一般に、シュウ酸銀自体の熱分解は200℃程度で生じるのに対して、シュウ酸銀−アミン錯化合物を形成することで熱分解温度が100℃程度も低下する理由は明らかではないが、シュウ酸銀とアミンとの錯化合物を生成する際に、純粋なシュウ酸銀が形成している配位高分子構造が切断されているためと推察される。   The thermal decomposition at this time is preferably performed while stirring the complex compound in a reaction medium mainly composed of alcohol and amines. The thermal decomposition is preferably performed within a temperature range in which the coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) are generated. From the viewpoint of preventing amine from being removed from the silver particle surface (or metal particle surface), the above temperature range is used. It is preferable to carry out at as low a temperature as possible. In the case of a silver oxalate complex compound, for example, it may be about 80 ° C. to 120 ° C., preferably about 95 ° C. to 115 ° C., more specifically about 100 ° C. to 110 ° C. In the case of a complex compound of silver oxalate, decomposition occurs by heating at about 100 ° C. and silver ions are reduced to obtain coated silver nanoparticles. In general, the thermal decomposition of silver oxalate itself occurs at about 200 ° C., but it is not clear why the thermal decomposition temperature is lowered by about 100 ° C. by forming a silver oxalate-amine complex compound. This is presumably because the coordination polymer structure formed by pure silver oxalate is cleaved when a complex compound of silver oxalate and amine is formed.

また、錯化合物の熱分解は、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気内において行うことが好ましいが、大気中においても熱分解を行うことができる。   The thermal decomposition of the complex compound is preferably performed in an inert gas atmosphere such as argon, but the thermal decomposition can also be performed in the air.

錯化合物の熱分解により、青色光沢を呈する懸濁液となる。この懸濁液から、アルコール溶剤及び過剰のアミン等の除去操作、例えば、銀ナノ粒子(あるいは金属ナノ粒子)の沈降、適切な溶剤(水、又は有機溶剤)によるデカンテーション・洗浄操作を行うことによって、目的とする安定な被覆銀ナノ粒子(あるいは被覆金属ナノ粒子)が得られる[銀ナノ粒子の後処理工程]。洗浄操作の後、乾燥すれば、目的とする安定な被覆銀ナノ粒子(あるいは被覆金属ナノ粒子)の粉体が得られる。   Due to the thermal decomposition of the complex compound, it becomes a suspension exhibiting a blue luster. From this suspension, removal operation of alcohol solvent and excess amine, for example, precipitation of silver nanoparticles (or metal nanoparticles), decantation / washing operation with an appropriate solvent (water or organic solvent) The target stable coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) can be obtained [post-treatment step of silver nanoparticles]. If it dries after washing | cleaning operation, the powder of the target stable covering silver nanoparticle (or covering metal nanoparticle) will be obtained.

デカンテーション・洗浄操作には、水、又は有機溶剤を用いる。有機溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素溶剤; メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤; トルエン、キシレン、メシチレン等のような芳香族炭化水素溶剤; メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のようなアルコール溶剤; アセトニトリル; 及びそれらの混合溶剤を用いるとよい。   For the decantation / cleaning operation, water or an organic solvent is used. Examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, and tetradecane; alicyclic hydrocarbon solvents such as methylcyclohexane and cyclohexane; toluene, xylene Aromatic hydrocarbon solvents such as mesitylene, etc .; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, etc .; acetonitrile; and mixed solvents thereof may be used.

本発明の銀ナノ粒子の形成工程においては還元剤を用いなくてもよいので、還元剤に由来する副生成物がなく、反応系から被覆銀ナノ粒子の分離も簡単であり、高純度の被覆銀ナノ粒子が得られる。しかしながら、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で適宜の還元剤を用いてもよい。   In the formation process of the silver nanoparticles of the present invention, since no reducing agent is required, there is no by-product derived from the reducing agent, and the separation of the coated silver nanoparticles from the reaction system is simple, and high purity coating is achieved. Silver nanoparticles are obtained. However, an appropriate reducing agent may be used as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired.

このようにして、用いた保護剤によって表面が被覆された銀ナノ粒子が形成される。前記保護剤は、例えば、前記脂肪族モノアミン(A)を含み、さらに、前記脂肪族モノアミン(B)及び前記脂肪族ジアミン(C)のうちのいずれか一方又は両方を含み、さらに用いた場合には前記カルボン酸(D)を含んでいる。保護剤中におけるそれらの含有割合は、前記アミン混合液中のそれらの使用割合と同等である。金属ナノ粒子についても同様である。   In this way, silver nanoparticles whose surface is coated with the protective agent used are formed. The protective agent includes, for example, the aliphatic monoamine (A), and further includes one or both of the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C). Contains the carboxylic acid (D). Their content in the protective agent is equivalent to their use in the amine mixture. The same applies to metal nanoparticles.

得られた銀ナノ粒子を用いて銀塗料組成物を作製することができる。該銀塗料組成物は、制限されることなく、種々の形態をとり得る。例えば、銀ナノ粒子を適切な有機溶剤(分散媒体)中に懸濁状態で分散させることにより、いわゆる銀インクと呼ばれる銀塗料組成物を作製することができる。あるいは、銀ナノ粒子を有機溶剤中に混練された状態で分散させることにより、いわゆる銀ペーストと呼ばれる銀塗料組成物を作製することができる。塗料組成物を得るための有機溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素溶剤; シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤; トルエン、キシレン、メシチレン等のような芳香族炭化水素溶剤; メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、n−ノナノール、n−デカノール等のようなアルコール溶剤等が挙げられる。また、銀塗料組成物を得るための有機溶剤としては、銀ペーストを得るためにターピネオール、ジヒドロターピネオールのようなテルペン系溶剤等が挙げられる。所望の銀塗料組成物(銀インク、銀ペースト)の濃度や粘性に応じて、有機溶剤の種類や量を適宜定めるとよい。金属ナノ粒子についても同様である。   A silver coating composition can be produced using the obtained silver nanoparticles. The silver coating composition can take various forms without limitation. For example, by dispersing silver nanoparticles in an appropriate organic solvent (dispersion medium) in a suspended state, a silver coating composition called a so-called silver ink can be produced. Alternatively, a silver coating composition called a so-called silver paste can be produced by dispersing silver nanoparticles in a state of being kneaded in an organic solvent. Examples of the organic solvent for obtaining the coating composition include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, and tetradecane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane Solvents; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, etc .; methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, n- Examples thereof include alcohol solvents such as decanol. Examples of the organic solvent for obtaining the silver coating composition include terpene solvents such as terpineol and dihydroterpineol to obtain a silver paste. The type and amount of the organic solvent may be appropriately determined according to the concentration and viscosity of the desired silver coating composition (silver ink, silver paste). The same applies to metal nanoparticles.

本発明により得られた銀ナノ粒子の粉体、及び銀塗料組成物は、安定性に優れている。例えば、銀ナノ粒子の粉体は、1か月間以上の期間において室温保管で安定である。銀塗料組成物は、例えば、50wt%の銀濃度において、1か月間以上の期間において室温で、凝集・融着を起こすことなく安定である。   The silver nanoparticle powder and silver coating composition obtained by the present invention are excellent in stability. For example, silver nanoparticle powder is stable at room temperature storage for a period of one month or longer. The silver coating composition is stable without causing aggregation and fusion at room temperature for a period of one month or more, for example, at a silver concentration of 50 wt%.

調製された銀塗料組成物を基板上に塗布し、その後、焼成する。   The prepared silver coating composition is applied onto a substrate and then baked.

塗布は、スピンコート、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ディスペンサ印刷、凸版印刷(フレキソ印刷)、昇華型印刷、オフセット印刷、レーザープリンタ印刷(トナー印刷)、凹版印刷(グラビア印刷)、コンタクト印刷、マイクロコンタクト印刷などの公知の方法により行うことができる。印刷技術を用いると、パターン化された銀塗料組成物層が得られ、焼成により、パターン化された銀導電層が得られる。   Application is spin coating, inkjet printing, screen printing, dispenser printing, letterpress printing (flexographic printing), sublimation printing, offset printing, laser printer printing (toner printing), intaglio printing (gravure printing), contact printing, microcontact printing It can carry out by a known method such as When a printing technique is used, a patterned silver coating composition layer is obtained, and a patterned silver conductive layer is obtained by firing.

焼成は、200℃以下、例えば室温(25℃)以上150℃以下、好ましくは室温(25℃)以上120℃以下の温度で行うことができる。しかしながら、短い時間での焼成によって、銀の焼結を完了させるためには、60℃以上200℃以下、例えば80℃以上150℃以下、好ましくは90℃以上120℃以下の温度で行うことがよい。焼成時間は、銀インクの塗布量、焼成温度などを考慮して、適宜定めるとよく、例えば数時間(例えば3時間、あるいは2時間)以内、好ましくは1時間以内、より好ましくは30分間以内、さらに好ましくは10分間〜20分間、より具体的には10分間〜15分間とするとよい。   Firing can be performed at a temperature of 200 ° C. or lower, for example, room temperature (25 ° C.) or higher and 150 ° C. or lower, preferably room temperature (25 ° C.) or higher and 120 ° C. or lower. However, in order to complete the sintering of silver by firing in a short time, it is preferable to carry out at a temperature of 60 ° C. to 200 ° C., for example, 80 ° C. to 150 ° C., preferably 90 ° C. to 120 ° C. . The firing time may be appropriately determined in consideration of the amount of silver ink applied, the firing temperature, etc., for example, within several hours (eg, 3 hours or 2 hours), preferably within 1 hour, more preferably within 30 minutes, More preferably, it may be 10 minutes to 20 minutes, more specifically 10 minutes to 15 minutes.

銀ナノ粒子は上記のように構成されているので、このような低温短時間での焼成工程によっても、銀粒子の焼結が十分に進行する。その結果、優れた導電性(低い抵抗値)が発現する。低い抵抗値(例えば15μΩcm以下、範囲としては7〜15μΩcm)を有する銀導電層が形成される。バルク銀の抵抗値は1.6μΩcmである。   Since the silver nanoparticles are configured as described above, the sintering of the silver particles sufficiently proceeds even by such a firing process at a low temperature and in a short time. As a result, excellent conductivity (low resistance value) is exhibited. A silver conductive layer having a low resistance value (for example, 15 μΩcm or less and in the range of 7 to 15 μΩcm) is formed. The resistance value of bulk silver is 1.6 μΩcm.

低温での焼成が可能であるので、基板として、ガラス製基板、ポリイミド系フィルムのような耐熱性プラスチック基板の他に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムなどのポリエステル系フィルム、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系フィルムのような耐熱性の低い汎用プラスチック基板をも好適に用いることができる。また、短時間での焼成は、これら耐熱性の低い汎用プラスチック基板に対する負荷を軽減するし、生産効率を向上させる。   Because it can be fired at low temperatures, the substrate can be a glass substrate, a heat resistant plastic substrate such as a polyimide film, or a polyester film such as a polyethylene terephthalate (PET) film or a polyethylene naphthalate (PEN) film. A general-purpose plastic substrate having low heat resistance such as a polyolefin-based film such as polypropylene can also be suitably used. Moreover, baking in a short time reduces the load on these general-purpose plastic substrates having low heat resistance, and improves production efficiency.

本発明の銀導電材料は、電磁波制御材、回路基板、アンテナ、放熱板、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、ICカード、ICタグ、太陽電池、LED素子、有機トランジスタ、コンデンサー(キャパシタ)、電子ペーパー、フレキシブル電池、フレキシブルセンサ、メンブレンスイッチ、タッチパネル、EMIシールド等に適用することができる。   The silver conductive material of the present invention includes an electromagnetic wave control material, a circuit board, an antenna, a heat sink, a liquid crystal display, an organic EL display, a field emission display (FED), an IC card, an IC tag, a solar cell, an LED element, an organic transistor, and a capacitor. (Capacitor), electronic paper, flexible battery, flexible sensor, membrane switch, touch panel, EMI shield, etc.

銀導電層の厚みは、目的とする用途に応じて適宜定めるとよく、特に本発明に係る銀ナノ粒子を使用することで比較的膜厚の大きい銀導電層を形成した場合でも高い導電性を示すことができる。銀導電層の厚みは、例えば5nm〜30μm、好ましくは100nm〜25μm、より好ましくは500nm〜20μmの範囲から選択するとよい。   The thickness of the silver conductive layer may be appropriately determined according to the intended use, and particularly high conductivity even when a silver conductive layer having a relatively large thickness is formed by using the silver nanoparticles according to the present invention. Can show. The thickness of the silver conductive layer may be selected from the range of, for example, 5 nm to 30 μm, preferably 100 nm to 25 μm, more preferably 500 nm to 20 μm.

以上、主として銀ナノ粒子を中心に説明したが、本発明によれば、銀以外の金属を含む金属ナノ粒子の製造方法及び該金属ナノ粒子にも適用される。   As mentioned above, although it mainly demonstrated centering on silver nanoparticle, according to this invention, it is applied also to the manufacturing method of metal nanoparticle containing metals other than silver, and this metal nanoparticle.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

[銀焼成膜の比抵抗値]
得られた銀焼成膜について、4端子法(ロレスタGP MCP−T610)を用いて測定した。この装置の測定範囲限界は、107 Ωcmである。
[Specific resistance value of the fired silver film]
The obtained silver fired film was measured using a four-terminal method (Loresta GP MCP-T610). The measuring range limit of this device is 10 7 Ωcm.

以下の試薬を各実施例及び比較例で用いた。
n−ブチルアミン(MW:73.14):東京化成社製試薬
n−ヘキシルアミン(MW:101.19):東京化成社製試薬
n−オクチルアミン(MW:129.25):東京化成社製試薬
ドデシルアミン(MW:185.35):和光純薬社製試薬
N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(MW:102.18):東京化成社製試薬
メタノール:和光純薬社製試薬特級
1−プロパノール:和光純薬社製試薬
1−ブタノール:和光純薬社製試薬特級
tert−ブタノール:和光純薬社製試薬
1−ヘキサノール:和光純薬社製試薬
デカリン:東京化成社製試薬
デカン:和光純薬社製試薬
ジヒドロターピネオール:日本テルペン株式会社製
シュウ酸銀(MW:303.78):硝酸銀(和光純薬社製)とシュウ酸二水和物(和光純薬社製)とから合成したもの
The following reagents were used in each example and comparative example.
n-Butylamine (MW: 73.14): Reagent n-hexylamine (MW: 101.19) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Reagent n-octylamine (MW: 129.25) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Dodecylamine (MW: 185.35): Reagent N, N-dimethyl-1,3-propanediamine (MW: 102.18) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Methanol: Special reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries 1-propanol: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries 1-Butanol: Reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries
tert-Butanol: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries 1-Hexanol: Reagent Decal manufactured by Wako Pure Chemical Industries: Reagent decane manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Reagent dihydroterpineol manufactured by Wako Pure Chemical Industries: Silver oxalate manufactured by Nippon Terpene Co., Ltd. (MW: 303) .78): synthesized from silver nitrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and oxalic acid dihydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

[実施例1]
(銀ナノ粒子の調製)
100mLフラスコにシュウ酸銀3.0g(9.9mmol)を仕込み、その後、1−ブタノール4.5gを添加し、室温で攪拌することにより、シュウ酸銀の1−ブタノールスラリーを調製した。
[Example 1]
(Preparation of silver nanoparticles)
A 100 mL flask was charged with 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate, and then 4.5 g of 1-butanol was added and stirred at room temperature to prepare a 1-butanol slurry of silver oxalate.

シュウ酸銀の1−ブタノールスラリーに、30℃で、n−ブチルアミン10.84g(148.1mmol)、及びn−ヘキシルアミン3.00g(29.6mmol)のアミン混合液を滴下した。滴下後、30℃で2時間攪拌して、シュウ酸銀とアミンとの錯形成反応を進行させ、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。   An amine mixed solution of 10.84 g (148.1 mmol) of n-butylamine and 3.00 g (29.6 mmol) of n-hexylamine was added dropwise at 30 ° C. to 1-butanol slurry of silver oxalate. After dripping, it stirred at 30 degreeC for 2 hours, the complex formation reaction of silver oxalate and an amine was advanced, and the white substance (silver oxalate-amine complex) was formed.

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、89℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度89℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction mixture was heated and stirred. As a result, the reaction mixture was refluxed at 89 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 89 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture.

錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

次に、得られた懸濁液を冷却し、これにメタノール9gを加えて攪拌し、その後、遠心分離により銀ナノ粒子を沈降させ、上澄み液を除去した。銀ナノ粒子に対して、再度、メタノール9gを加えて攪拌し、その後、遠心分離により銀ナノ粒子を沈降させ、上澄み液を除去した。このようにして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。
銀換算収率は97%であった。高い収率は、熱分解温度を高くできたことによる。
Next, the obtained suspension was cooled, 9 g of methanol was added and stirred, and then silver nanoparticles were precipitated by centrifugation, and the supernatant was removed. To the silver nanoparticles, 9 g of methanol was added again and stirred, and then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation, and the supernatant was removed. In this way, wet silver nanoparticles were obtained.
The silver equivalent yield was 97%. The high yield is due to the high pyrolysis temperature.

銀換算収率(%)=
[(生成した銀ナノ粒子中の含有銀重量)/(仕込み銀塩中の含有銀重量)]x100
Silver conversion yield (%) =
[(Weight of silver contained in generated silver nanoparticles) / (weight of silver contained in prepared silver salt)] × 100

(銀ナノ塗料の調製と焼成)
次に、湿った銀ナノ粒子に、ジヒドロターピネオールを銀濃度70wt%となるように加えて混練し、銀ナノ粒子ペーストを調製した。
(Preparation and baking of silver nano paint)
Next, dihydroterpineol was added to the wet silver nanoparticles to a silver concentration of 70 wt% and kneaded to prepare a silver nanoparticle paste.

得られた銀ナノ粒子ペーストを、焼成後の膜厚が10μm程度になるようにアプリケーターにより無アルカリガラス板上に塗布し、塗膜を形成した。塗膜の形成後、速やかに80℃にて60分間の条件で、送風乾燥炉にて焼成し、銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、14.0μΩcmであった。   The obtained silver nanoparticle paste was applied onto an alkali-free glass plate with an applicator so that the film thickness after firing was about 10 μm, thereby forming a coating film. After the formation of the coating film, it was immediately fired at 80 ° C. for 60 minutes in a blow drying oven to form a silver fired film. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the 4-terminal method, it was 14.0 μΩcm.

(シュウ酸銀−アミン錯体について)
上記銀ナノ粒子の調製中に得られた白色物質について、DSC(示差走査熱量計)測定を行ったところ、熱分解による発熱開始平均温度値は102.5℃であった。一方、原料のシュウ酸銀について、同様に、DSC測定を行ったところ、熱分解による発熱開始平均温度値は218℃であった。このように、上記銀ナノ粒子の調製中に得られた白色物質は、原料のシュウ酸銀に比べて、熱分解温度が低下していた。このことから、上記銀ナノ粒子の調製中に得られた白色物質は、シュウ酸銀とアルキルアミンとが結合してなるものであることが示され、シュウ酸銀の銀原子に対してアルキルアミンのアミノ基が配位結合しているシュウ酸銀−アミン錯体であると推察された。
(About silver oxalate-amine complex)
When the white substance obtained during the preparation of the silver nanoparticles was subjected to DSC (Differential Scanning Calorimetry) measurement, the heat generation starting average temperature value due to thermal decomposition was 102.5 ° C. On the other hand, when the DSC measurement was similarly performed on the raw material silver oxalate, the heat generation starting average temperature value due to thermal decomposition was 218 ° C. As described above, the thermal decomposition temperature of the white substance obtained during the preparation of the silver nanoparticles was lower than that of the raw material silver oxalate. This shows that the white substance obtained during the preparation of the silver nanoparticles is a combination of silver oxalate and alkylamine, and alkylamine with respect to the silver atom of silver oxalate. It was inferred that this was a silver oxalate-amine complex in which the amino group was coordinated.

DSC測定条件は以下のとおりであった。
装置:DSC 6220−ASD2(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)
試料容器:15μL 金メッキ密封セル(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)
昇温速度:10℃/min (室温〜600℃)
雰囲気ガス:セル内 大気圧 空気封じ込み
セル外 窒素気流(50mL/min)
The DSC measurement conditions were as follows.
Apparatus: DSC 6220-ASD2 (manufactured by SII Nanotechnology)
Sample container: 15 μL gold-plated sealed cell (manufactured by SII Nanotechnology)
Temperature increase rate: 10 ° C / min (room temperature to 600 ° C)
Atmospheric gas: Atmospheric pressure in cell
Nitrogen flow outside cell (50mL / min)

また、上記銀ナノ粒子の調製中に得られた白色物質について、IRスペクトル測定を行ったところ、アルキルアミンのアルキル基に由来する吸収(2900cm-1付近、1000cm-1付近)が観察された。このことからも、上記銀ナノ粒子の調製中に得られた粘性のある白色物質は、シュウ酸銀とアルキルアミンとが結合してなるものであることが示され、シュウ酸銀の銀原子に対してアミノ基が配位結合しているシュウ酸銀−アミン錯体であると推察された。 Also, the white material obtained during the preparation of the silver nanoparticles was subjected to IR spectrum measurement, absorption derived from the alkyl group of the alkyl amine (2900 cm around -1, around 1000 cm -1) were observed. This also shows that the viscous white substance obtained during the preparation of the silver nanoparticles is formed by the combination of silver oxalate and alkylamine, and the silver oxalate has silver atoms. On the other hand, it was guessed that it was a silver oxalate-amine complex in which an amino group was coordinated.

[実施例2]
銀ナノ粒子の調製において、シュウ酸銀3.0g(9.9mmol)に対して1−ブタノールの量を9.0gに変更した以外は、実施例1と同様にして、シュウ酸銀の1−ブタノールスラリーを調製した。得られたシュウ酸銀の1−ブタノールスラリーに、実施例1と同様にして、アミン混合液を滴下し、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。
[Example 2]
In the preparation of silver nanoparticles, in the same manner as in Example 1, except that the amount of 1-butanol was changed to 9.0 g with respect to 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate, A butanol slurry was prepared. To the obtained silver oxalate 1-butanol slurry, an amine mixture was dropped in the same manner as in Example 1 to form a white substance (silver oxalate-amine complex).

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、93℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度93℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated and stirred. As a result, the reaction product was refluxed at 93 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 93 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

得られた懸濁液から、実施例1と同様にして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。銀換算収率は97%であった。   From the obtained suspension, wet silver nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 1. The silver equivalent yield was 97%.

次に、得られた銀ナノ粒子を用いて、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子ペーストを調製し、銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、13.0μΩcmであった。   Next, using the obtained silver nanoparticles, a silver nanoparticle paste was prepared in the same manner as in Example 1, and a silver fired film was formed. The specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by a four-terminal method and found to be 13.0 μΩcm.

[実施例3]
銀ナノ粒子の調製において、シュウ酸銀3.0g(9.9mmol)に対して1−ブタノールの代わりに1−プロパノール4.5gを用いた以外は、実施例1と同様にして、シュウ酸銀の1−プロパノールスラリーを調製した。得られたシュウ酸銀の1−プロパノールスラリーに、実施例1と同様にして、アミン混合液を滴下し、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。
[Example 3]
Silver oxalate was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.5 g of 1-propanol was used instead of 1-butanol for 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate in the preparation of silver nanoparticles. 1-propanol slurry was prepared. In the same manner as in Example 1, the amine mixture was dropped into the obtained silver oxalate 1-propanol slurry to form a white substance (silver oxalate-amine complex).

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、86℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度86℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated and stirred. As a result, the reaction product was refluxed at 86 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 86 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

得られた懸濁液から、実施例1と同様にして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。銀換算収率は97%であった。   From the obtained suspension, wet silver nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 1. The silver equivalent yield was 97%.

次に、得られた銀ナノ粒子を用いて、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子ペーストを調製し、銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、92.0μΩcmであった。   Next, using the obtained silver nanoparticles, a silver nanoparticle paste was prepared in the same manner as in Example 1, and a silver fired film was formed. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the 4-terminal method, it was 92.0 μΩcm.

[比較例1]
銀ナノ粒子の調製において、シュウ酸銀3.0g(9.9mmol)に対して1−ブタノールの代わりにデカン4.5gを用いた以外は、実施例1と同様にして、シュウ酸銀のデカンスラリーを調製した。得られたシュウ酸銀のデカンスラリーに、実施例1と同様にして、アミン混合液を滴下し、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。
[Comparative Example 1]
In the preparation of silver nanoparticles, silver oxalate decane was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4.5 g of decane was used instead of 1-butanol for 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate. A slurry was prepared. In the same manner as in Example 1, the amine mixture was dropped into the obtained silver oxalate decane slurry to form a white substance (silver oxalate-amine complex).

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、87℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度87℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。錯形成反応段階においては攪拌は良好に行うことができたが、熱分解段階においては攪拌は困難であった。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated and stirred. As a result, the reaction product was refluxed at 87 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 87 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. Stirring was successfully performed in the complex formation reaction stage, but stirring was difficult in the thermal decomposition stage.

得られた懸濁液から、実施例1と同様にして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。銀換算収率は96%であった。   From the obtained suspension, wet silver nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 1. The silver conversion yield was 96%.

次に、得られた銀ナノ粒子を用いて、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子ペーストを調製し、銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、20.0μΩcmであった。   Next, using the obtained silver nanoparticles, a silver nanoparticle paste was prepared in the same manner as in Example 1, and a silver fired film was formed. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the 4-terminal method, it was 20.0 μΩcm.

[比較例2]
銀ナノ粒子の調製において、溶剤を用いたスラリー調製を行わなかった。
100mLフラスコにn−ブチルアミン10.84g(148.1mmol)、及びn−ヘキシルアミン3.00g(29.6mmol)のアミン混合液を仕込み、これにシュウ酸銀3.0g(9.9mmol)を粉体のまま加えた。添加後、30℃で2時間攪拌して、シュウ酸銀とアミンとの錯形成反応を進行させ、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。この段階において攪拌は困難であった。
[Comparative Example 2]
In the preparation of silver nanoparticles, slurry preparation using a solvent was not performed.
A 100 mL flask was charged with 10.84 g (148.1 mmol) of n-butylamine and 3.00 g (29.6 mmol) of n-hexylamine, and 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate was powdered. I added it as it was. After the addition, the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours to advance the complex formation reaction between silver oxalate and amine to form a white substance (silver oxalate-amine complex). Agitation was difficult at this stage.

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱したところ、82℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度82℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。熱分解段階においても攪拌は困難であった。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated to a reflux state at 82 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 82 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. Agitation was difficult even during the pyrolysis stage.

得られた懸濁液から、実施例1と同様にして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。銀換算収率は86%であった。   From the obtained suspension, wet silver nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 1. The silver equivalent yield was 86%.

次に、得られた銀ナノ粒子を用いて、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子ペーストを調製し、銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、10.0μΩcmであった。   Next, using the obtained silver nanoparticles, a silver nanoparticle paste was prepared in the same manner as in Example 1, and a silver fired film was formed. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the 4-terminal method, it was 10.0 μΩcm.

[実施例4]
(銀ナノ粒子の調製)
100mLフラスコにシュウ酸銀3.0g(9.9mmol)を仕込み、その後、1−ブタノール4.5gを添加し、室温で攪拌することにより、シュウ酸銀の1−ブタノールスラリーを調製した。
[Example 4]
(Preparation of silver nanoparticles)
A 100 mL flask was charged with 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate, and then 4.5 g of 1-butanol was added and stirred at room temperature to prepare a 1-butanol slurry of silver oxalate.

シュウ酸銀の1−ブタノールスラリーに、30℃で、n−ブチルアミン8.67g(118.5mmol)、n−ヘキシルアミン6.00g(59.3mmol)、n−オクチルアミン5.74g(44.4mmol)、及びドデシルアミン2.75g(14.8mmol)、及びN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン6.05g(59.3mmol))のアミン混合液を滴下した。滴下後、30℃で2時間攪拌して、シュウ酸銀とアミンとの錯形成反応を進行させ、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。   To a 1-butanol slurry of silver oxalate, at 30 ° C., 8.67 g (118.5 mmol) of n-butylamine, 6.00 g (59.3 mmol) of n-hexylamine, 5.74 g (44.4 mmol) of n-octylamine ), And 2.75 g (14.8 mmol) of dodecylamine and 6.05 g (59.3 mmol) of N, N-dimethyl-1,3-propanediamine) were added dropwise. After dripping, it stirred at 30 degreeC for 2 hours, the complex formation reaction of silver oxalate and an amine was advanced, and the white substance (silver oxalate-amine complex) was formed.

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、100℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度100℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction mixture was heated and stirred. As a result, the reaction mixture was refluxed at 100 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 100 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture.

錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

次に、得られた懸濁液を冷却し、これにメタノール30gを加えて攪拌し、その後、遠心分離により銀ナノ粒子を沈降させ、上澄み液を除去した。銀ナノ粒子に対して、再度、メタノール9gを加えて攪拌し、その後、遠心分離により銀ナノ粒子を沈降させ、上澄み液を除去した。このようにして、湿った状態の銀ナノ粒子を得た。   Next, the obtained suspension was cooled, 30 g of methanol was added thereto and stirred, and then silver nanoparticles were settled by centrifugation, and the supernatant was removed. To the silver nanoparticles, 9 g of methanol was added again and stirred, and then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation, and the supernatant was removed. In this way, wet silver nanoparticles were obtained.

(銀ナノ塗料の調製と焼成)
次に、湿った銀ナノ粒子に、1−ヘキサノール/デカリン混合溶剤(重量比=1/1)を銀濃度40wt%となるように加えて攪拌し、銀ナノ粒子分散液を調製した。この銀ナノ粒子分散液を、焼成後の膜厚が0.5μm〜1.0μm程度になるようにスピンコート法により無アルカリガラス板上に塗布し、塗膜を形成した。
(Preparation and baking of silver nano paint)
Next, 1-hexanol / decalin mixed solvent (weight ratio = 1/1) was added to the wet silver nanoparticles so as to have a silver concentration of 40 wt%, and stirred to prepare a silver nanoparticle dispersion. This silver nanoparticle dispersion was applied onto an alkali-free glass plate by a spin coating method so that the film thickness after firing was about 0.5 μm to 1.0 μm to form a coating film.

塗膜の形成後、速やかに120℃にて15分間の条件で、送風乾燥炉にて焼成し、約0.8μmの厚みの銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、7.0μΩcmであった。   After the formation of the coating film, it was immediately fired at 120 ° C. for 15 minutes in a blast drying furnace to form a silver fired film having a thickness of about 0.8 μm. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the four-terminal method, it was 7.0 μΩcm.

[実施例5]
銀ナノ粒子の調製において、シュウ酸銀3.0g(9.9mmol)に対して1−ブタノールの代わりに1−ヘキサノール4.5gを用いた以外は、実施例4と同様にして、シュウ酸銀の1−ヘキサノールスラリーを調製した。得られたシュウ酸銀の1−ヘキサノールスラリーに、実施例4と同様にして、アミン混合液を滴下し、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。
[Example 5]
Silver oxalate was prepared in the same manner as in Example 4 except that 4.5 g of 1-hexanol was used instead of 1-butanol for 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate in the preparation of silver nanoparticles. 1-hexanol slurry was prepared. In the same manner as in Example 4, the amine mixed solution was dropped into the obtained silver oxalate 1-hexanol slurry to form a white substance (silver oxalate-amine complex).

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、102℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度102℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated and stirred. As a result, the reaction product was refluxed at 102 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 102 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

次に、得られた懸濁液を用いて、実施例4と同様にして、銀ナノ粒子分散液を調製し、約0.6μmの厚みの銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、15.4μΩcmであった。   Next, using the obtained suspension, a silver nanoparticle dispersion was prepared in the same manner as in Example 4, and a silver fired film having a thickness of about 0.6 μm was formed. It was 15.4 microhm-cm when the specific resistance value of the obtained silver baking film | membrane was measured by the 4-terminal method.

[実施例6]
銀ナノ粒子の調製において、シュウ酸銀3.0g(9.9mmol)に対して1−ブタノールの代わりにtert−ブタノール4.5gを用いた以外は、実施例4と同様にして、シュウ酸銀のtert−ブタノールスラリーを調製した。得られたシュウ酸銀のtert−ブタノールスラリーに、実施例4と同様にして、アミン混合液を滴下し、白色物質(シュウ酸銀−アミン錯体)を形成した。
[Example 6]
In the preparation of silver nanoparticles, silver oxalate was prepared in the same manner as in Example 4 except that 4.5 g of tert-butanol was used instead of 1-butanol for 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate. A tert-butanol slurry was prepared. In the same manner as in Example 4, the amine mixture was dropped into the obtained silver oxalate tert-butanol slurry to form a white substance (silver oxalate-amine complex).

シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、反応物を加熱攪拌したところ、96℃で還流状態となり、これ以上の温度上昇は見られなかった。この還流温度96℃にて、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させ、濃青色の銀ナノ粒子がアミン混合液中に懸濁した懸濁液を得た。錯形成反応段階、熱分解段階のいずれにおいても、攪拌は非常に良好に行うことができた。   After the formation of the silver oxalate-amine complex, the reaction product was heated and stirred. As a result, the reaction product was refluxed at 96 ° C., and no further temperature increase was observed. At this reflux temperature of 96 ° C., the silver oxalate-amine complex was thermally decomposed to obtain a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture. In both the complexing reaction stage and the thermal decomposition stage, the stirring was very good.

次に、得られた懸濁液を用いて、実施例4と同様にして、銀ナノ粒子分散液を調製し、約0.7μmの厚みの銀焼成膜を形成した。得られた銀焼成膜の比抵抗値を4端子法により測定したところ、12.9μΩcmであった。   Next, using the obtained suspension, a silver nanoparticle dispersion was prepared in the same manner as in Example 4, and a silver fired film having a thickness of about 0.7 μm was formed. When the specific resistance value of the obtained silver fired film was measured by the 4-terminal method, it was 12.9 μΩcm.

Claims (9)

銀ナノ粒子の製造方法であって、
銀化合物とアルコール系溶剤とを混合して、固体の銀化合物がアルコール系溶剤中に分散されている銀化合物−アルコールスラリーを得て、
得られた銀化合物−アルコールスラリーに、脂肪族炭化水素アミンを添加して、前記銀化合物及び前記アミンを含む錯化合物を生成させ、
前記錯化合物を加熱して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、
ことを含む銀ナノ粒子の製造方法であって、
前記アルコール系溶剤は、炭素数3〜10のアルコールであり、
前記脂肪族炭化水素アミンは、脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が6以上である脂肪族炭化水素モノアミン(A)を含み、さらに、
脂肪族炭化水素基と1つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が5以下である脂肪族炭化水素モノアミン(B)、及び脂肪族炭化水素基と2つのアミノ基とからなり且つ該脂肪族炭化水素基の炭素総数が8以下である脂肪族炭化水素ジアミン(C)のうちの少なくとも一方を含む、銀ナノ粒子の製造方法
A method for producing silver nanoparticles,
A silver compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a silver compound- alcohol slurry in which a solid silver compound is dispersed in an alcohol solvent .
To the obtained silver compound-alcohol slurry, an aliphatic hydrocarbon amine is added to form a complex compound containing the silver compound and the amine,
The complex compound is heated and thermally decomposed to form silver nanoparticles.
A method for producing silver nanoparticles comprising :
The alcohol solvent is an alcohol having 3 to 10 carbon atoms,
The aliphatic hydrocarbon amine includes an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) composed of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more,
An aliphatic hydrocarbon monoamine (B) comprising an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups And a method for producing silver nanoparticles, comprising at least one of the aliphatic hydrocarbon diamines (C) wherein the aliphatic hydrocarbon group has a total carbon number of 8 or less .
前記銀化合物は、シュウ酸銀である、請求項1に記載の銀ナノ粒子の製造方法。   The method for producing silver nanoparticles according to claim 1, wherein the silver compound is silver oxalate. 前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)は、炭素数6以上12以下のアルキルモノアミンである、請求項1又は2に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to claim 1 or 2 , wherein the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) is an alkyl monoamine having 6 to 12 carbon atoms. 前記脂肪族炭化水素モノアミン(B)は、炭素数2以上5以下のアルキルモノアミンである、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to any one of claims 1 to 3, wherein the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) is an alkyl monoamine having 2 to 5 carbon atoms. 前記脂肪族炭化水素ジアミン(C)は、2つのアミノ基のうちの1つが第一級アミノ基であり、他の1つが第三級アミノ基であるアルキレンジアミンである、請求項1〜4のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The aliphatic hydrocarbon diamine (C), one of the two amino groups is a primary amino group, the other one is a alkylenediamine a tertiary amino group, of claims 1 to 4 The manufacturing method of the silver nanoparticle in any one of them. 前記銀化合物100重量部に対して、前記アルコール系溶剤を120重量部以上用いる、請求項1〜のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to any one of claims 1 to 5 , wherein 120 parts by weight or more of the alcohol solvent is used with respect to 100 parts by weight of the silver compound. 前記銀化合物の銀原子1モルに対して、前記脂肪族炭化水素アミンをその合計として1〜50モル用いる、請求項1〜のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to any one of claims 1 to 6 , wherein 1 to 50 mol of the aliphatic hydrocarbon amine is used as a total per 1 mol of silver atoms of the silver compound. 請求項1〜のうちのいずれかに記載の方法により銀ナノ粒子を製造し、
前記銀ナノ粒子を有機溶剤中に分散させることを含む銀塗料組成物の製造方法。
Silver nanoparticles are produced by the method according to any one of claims 1 to 7 ,
A method for producing a silver coating composition, comprising dispersing the silver nanoparticles in an organic solvent.
請求項1〜のうちのいずれかに記載の方法により銀ナノ粒子を製造し、
前記銀ナノ粒子を有機溶剤中に分散させて銀塗料組成物を製造し、
基材上に、前記銀塗料組成物を塗布し、焼成して銀導電層を形成する、
ことを含む銀導電材料の製造方法。
Silver nanoparticles are produced by the method according to any one of claims 1 to 7 ,
Dispersing the silver nanoparticles in an organic solvent to produce a silver coating composition,
On the substrate, the silver coating composition is applied and baked to form a silver conductive layer.
The manufacturing method of the silver electrically-conductive material containing this.
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