JP6334076B2 - Nanowire and manufacturing method thereof, nanowire dispersion and transparent conductive film - Google Patents

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Description

本発明はナノワイヤーおよびその製造方法、ナノワイヤー分散液ならびに透明導電膜に関する。   The present invention relates to a nanowire and a production method thereof, a nanowire dispersion liquid and a transparent conductive film.

近年、太陽電池の市場拡大、およびスマートフォンおよびタブレット端末等の急速な普及によるタッチパネルの需要拡大に伴い、透明電極として透明導電膜が広く用いられている。透明導電膜としては、軽量化、薄膜化およびフレキシブル化の観点から、透明導電フィルムが多く用いられており、現在はそのほとんどが、酸化インジウムスズを導電層として用いるITOフィルムである。   In recent years, transparent conductive films have been widely used as transparent electrodes in accordance with the expansion of the solar cell market and the growing demand for touch panels due to the rapid spread of smartphones and tablet terminals. As the transparent conductive film, a transparent conductive film is often used from the viewpoint of weight reduction, thinning, and flexibility, and most of them are ITO films using indium tin oxide as a conductive layer.

しかしながら、ITOフィルムは、長波長領域の光線透過率が低いことに起因して、色調に問題があった。またITOは半導体であるため高導電化に限界があった。さらにITOは、導電層の屈曲性が乏しいため折り曲げ性に問題があった。このため、より高透過率かつ高導電性を有するフレキシブルフィルムの要求があった。   However, the ITO film has a problem in color tone due to low light transmittance in the long wavelength region. In addition, since ITO is a semiconductor, there is a limit to achieving high conductivity. Furthermore, ITO has a problem in bendability because the conductive layer has poor bendability. For this reason, there has been a demand for a flexible film having higher transmittance and higher conductivity.

そこで、現在、次世代の透明導電フィルムとして、カーボンナノチューブ、導電性高分子、メッシュ構造を構成する金属細線、銀ナノワイヤー等の金属ナノ材料を用いた透明導電フィルムが種々提案されている。   Therefore, various transparent conductive films using metal nanomaterials such as carbon nanotubes, conductive polymers, fine metal wires constituting a mesh structure, and silver nanowires have been proposed as next-generation transparent conductive films.

これらの中で、カーボンナノチューブおよび導電性高分子は半導体程度の導電性であり、そのため、次世代の透明導電フィルムとしては満足する導電性が得られるものではなかった。また、金属メッシュ構造からなる透明導電フィルムは非常に高い導電性が得られるものの、金属細線が目視できてしまう等の問題があった。他方、金属ナノワイヤーを用いた透明導電フィルムは導電性と透明性を両立可能なため、注目されている。   Among these, carbon nanotubes and conductive polymers are as conductive as semiconductors, and therefore, satisfactory conductivity cannot be obtained as the next-generation transparent conductive film. Moreover, although the transparent conductive film which consists of a metal mesh structure has very high electroconductivity, there existed problems, such as a metal fine wire being visible. On the other hand, transparent conductive films using metal nanowires are attracting attention because they can achieve both conductivity and transparency.

透明導電フィルムに用いられる金属ナノワイヤーとしては、銀、銅、金、ニッケル等からなる金属ナノワイヤーが知られている。例えば、特許文献1には、直径の変動係数が30%以下である、金、ニッケルおよび銅からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むナノワイヤーが開示されている。また例えば、特許文献2には、両端が球状の銅ナノワイヤーが開示されている。また例えば、特許文献3には、金属ナノワイヤーおよび当該金属ナノワイヤーが表面に有する高分子化合物層を含む金属ナノワイヤー分散液が開示されている。   As a metal nanowire used for a transparent conductive film, a metal nanowire made of silver, copper, gold, nickel or the like is known. For example, Patent Document 1 discloses a nanowire containing at least one metal selected from the group consisting of gold, nickel, and copper having a diameter variation coefficient of 30% or less. Further, for example, Patent Document 2 discloses a copper nanowire having spherical ends. Moreover, for example, Patent Literature 3 discloses a metal nanowire dispersion liquid including a metal nanowire and a polymer compound layer that the metal nanowire has on the surface.

特開2012−238592号JP 2012-238593 A 特表2013−513220号Special table 2013-513220 国際公開第2015/163258号International Publication No. 2015/163258

しかしながら、従来のナノワイヤーは、直径が太い場合には導電性が上がるが、透明性が低下し、他方、直径が細い場合には透明性は上がるが、導電性は下がる、あるいは切断されやすいという問題があった。   However, conventional nanowires increase in conductivity when the diameter is large, but decrease in transparency. On the other hand, when the diameter is small, the transparency increases, but the conductivity decreases or is easily cut. There was a problem.

本発明は、上記課題を解決するものであって、透明性および導電性の両方が十分に優れたナノワイヤー膜を得ることができるナノワイヤーおよびその分散液を提供することを目的とするものである。   This invention solves the said subject, Comprising: It aims at providing the nanowire which can obtain the nanowire film | membrane which was excellent in both transparency and electroconductivity, and its dispersion liquid. is there.

本発明者らは、ナノワイヤーを、特定の形状に制御することで、ナノワイヤー内の導電性ロスと可視光の遮蔽を極力低減でき、高い透明性と高い導電性を両立できることを見出し、本発明に到達した。   The present inventors have found that by controlling the nanowire to a specific shape, the conductive loss in the nanowire and the shielding of visible light can be reduced as much as possible, and both high transparency and high conductivity can be achieved. The invention has been reached.

すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
(I)複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する1本のナノワイヤーであって、
ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とした場合に、前記ナノワイヤーが下記式(1)を満たすことを特徴とするナノワイヤー。
1.5≦A/B≦2.5 (1)
(II)Aが50〜500nmであり、
Bが10〜200nmである、(I)に記載のナノワイヤー。
(III)前記ナノワイヤーが下記式(2)を満たす、(I)に記載のナノワイヤー。
A+B≦350nm (2)
(IV)前記ナノワイヤーが10μm以上40μm以下の長さを有する、(I)〜(III)のいずれかに記載のナノワイヤー。
(V)前記ナノワイヤーが金属ナノワイヤーである、(I)〜(IV)のいずれかに記載のナノワイヤー。
(VI)前記ナノワイヤーがニッケルから構成される、(I)〜(V)のいずれかに記載のナノワイヤー。
(VII)複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する複数のナノワイヤーであって、
(I)〜(VI)のいずれかに記載のナノワイヤーを含む複数のナノワイヤー。
(VIII)複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する複数のナノワイヤーであって、
ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とした場合に、前記複数のナノワイヤーが下記式(1−1)を満たす複数のナノワイヤー。
1.5≦A/Bの平均値≦2.5 (1−1)
(IX)Aの平均値が50〜500nmであり、
Bの平均値が10〜200nmである、(VII)または(VIII)に記載のナノワイヤー。
(X)前記複数のナノワイヤーが下記式(1−2)および(1−3)を満たす、(VII)〜(IX)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
1.5≦A/Bの最大値≦2.5 (1−2)
1.5≦A/Bの最小値≦2.5 (1−3)
(XI)前記複数のナノワイヤーが下記式(2−1)を満たす、(VII)〜(X)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
A+Bの平均値≦350nm (2−1)
(XII)前記複数のナノワイヤーが下記式(2−2)および(2−3)を満たす、(VII)〜(XI)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
A+Bの最大値≦350nm (2−2)
A+Bの最小値≦350nm (2−3)
(XIII)前記複数のナノワイヤーが10μm以上40μm以下の平均長を有する、(VII)〜(XII)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
(XIV)前記複数のナノワイヤーが金属ナノワイヤーである、(VII)〜(XIII)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
(XV)前記複数のナノワイヤーがニッケルから構成される、(VII)〜(XIV)のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
(XVI)(XIV)または(XV)に記載の複数のナノワイヤーの製造方法であって、
磁場中で金属イオンを還元することを含む、複数のナノワイヤーの製造方法。
(XVII)(VII)〜(XV)のいずれかに記載の複数のナノワイヤーが分散されたナノワイヤー分散液。
(XVIII)(VII)〜(XV)のいずれかに記載の複数のナノワイヤーを含む透明導電膜。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(I) One nanowire having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
The nanowire characterized by the said nanowire satisfy | filling following formula (1) when the maximum value of the diameter in one nanowire is set to A (nm) and the minimum value is set to B (nm).
1.5 ≦ A / B ≦ 2.5 (1)
(II) A is 50 to 500 nm,
The nanowire according to (I), wherein B is 10 to 200 nm.
(III) The nanowire according to (I), wherein the nanowire satisfies the following formula (2).
A + B ≦ 350nm (2)
(IV) The nanowire according to any one of (I) to (III), wherein the nanowire has a length of 10 μm to 40 μm.
(V) The nanowire according to any one of (I) to (IV), wherein the nanowire is a metal nanowire.
(VI) The nanowire according to any one of (I) to (V), wherein the nanowire is made of nickel.
(VII) A plurality of nanowires having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
A plurality of nanowires including the nanowire according to any one of (I) to (VI).
(VIII) A plurality of nanowires having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
The plurality of nanowires satisfying the following formula (1-1) when the maximum diameter of one nanowire is A (nm) and the minimum value is B (nm).
1.5 ≦ A / B average value ≦ 2.5 (1-1)
(IX) The average value of A is 50 to 500 nm,
The nanowire according to (VII) or (VIII), wherein the average value of B is 10 to 200 nm.
(X) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (IX), wherein the plurality of nanowires satisfy the following formulas (1-2) and (1-3).
1.5 ≦ maximum value of A / B ≦ 2.5 (1-2)
1.5 ≦ A / B minimum value ≦ 2.5 (1-3)
(XI) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (X), wherein the plurality of nanowires satisfy the following formula (2-1).
Average value of A + B ≦ 350 nm (2-1)
(XII) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XI), wherein the plurality of nanowires satisfy the following formulas (2-2) and (2-3).
Maximum value of A + B ≦ 350 nm (2-2)
Minimum value of A + B ≦ 350 nm (2-3)
(XIII) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XII), wherein the plurality of nanowires have an average length of 10 μm to 40 μm.
(XIV) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XIII), wherein the plurality of nanowires are metal nanowires.
(XV) The plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XIV), wherein the plurality of nanowires are made of nickel.
(XVI) A method for producing a plurality of nanowires according to (XIV) or (XV),
A method for producing a plurality of nanowires, comprising reducing metal ions in a magnetic field.
(XVII) A nanowire dispersion liquid in which a plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XV) are dispersed.
(XVIII) A transparent conductive film containing a plurality of nanowires according to any one of (VII) to (XV).

本発明のナノワイヤーによれば、高い透明性と高い導電性を両立できるナノワイヤー膜を得ることができる。   According to the nanowire of this invention, the nanowire film | membrane which can make high transparency and high electroconductivity compatible can be obtained.

実施例1で作製したニッケルナノワイヤーのTEM画像。4 is a TEM image of nickel nanowires produced in Example 1. FIG. 実施例1のナノワイヤーと比較例1および2のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 1, and the nanowire of Comparative Examples 1 and 2 and the transmittance | permeability. 実施例2のナノワイヤーと比較例3および4のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 2, and the nanowire of Comparative Examples 3 and 4 and the transmittance | permeability. 実施例3のナノワイヤーと比較例5のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 3, and the nanowire of the comparative example 5 and the transmittance | permeability. 実施例4のナノワイヤーと比較例6のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 4, and the nanowire of the comparative example 6 and the transmittance | permeability. 実施例5のナノワイヤーと比較例7のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 5, and the nanowire of the comparative example 7, and the transmittance | permeability. 実施例6のナノワイヤーと比較例8のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフ。The graph of the surface resistance value of the nanowire of Example 6, and the nanowire of the comparative example 8 and the transmittance | permeability.

(ナノワイヤー)
本発明は、複数の粒子、特にナノ粒子、が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する1本のナノワイヤーを提供する。粒子連結形状とは、換言すると、複数の粒子が直列かつ連続的に連結されてなる、全体として線状の形状のことである。両端の粒子はそれぞれ隣接する1つ以上の粒子と連結され、その他の各粒子は隣接する2つ以上の粒子と連結されている。このような粒子連結形状においては通常、連結部分(粒子の境界部分)で凹部を形成し、粒子部分で凸部を形成し、粒子の連結方向(ナノワイヤーの長手方向)において凹部と凸部とが連続的に繰り返されている。一般的にナノワイヤーからなる透明導電膜はナノワイヤーの形状が太い方が導電性は高くなるが、透明性は低下する。他方で、ナノワイヤーの形状が細い方が導電性は低くなるが、透明性は向上する。本発明の粒子連結形状を有するナノワイヤーは、長手方向において、凹凸を繰り返し有することで、凹部が可視光の遮蔽を低減して透明性(光線透過率)のロスを抑制し、凸部が導電性のロスを抑制する。その結果として、全体として高い透明性と高い導電性との両立が達成される。本発明のナノワイヤーは、厳密かつ明確に上記のような粒子連結形状を有さなければならないというわけではなく、ナノワイヤーの長手方向において凹部と凸部とが連続的に繰り返されて、後述のような特定の凹凸の関係を有していればよい。
(Nanowire)
The present invention provides a single nanowire having a particle connection shape in which a plurality of particles, particularly nanoparticles, are connected one-dimensionally. In other words, the particle connection shape is a linear shape as a whole, in which a plurality of particles are connected in series and continuously. Each particle at both ends is connected to one or more adjacent particles, and each other particle is connected to two or more adjacent particles. In such a particle connection shape, a concave portion is usually formed at the connecting portion (particle boundary portion), a convex portion is formed at the particle portion, and a concave portion and a convex portion are formed in the particle connecting direction (longitudinal direction of the nanowire). Is repeated continuously. In general, a transparent conductive film made of nanowires has higher conductivity as the nanowire is thicker, but the transparency is lowered. On the other hand, the thinner the nanowire shape is, the lower the conductivity is, but the transparency is improved. In the nanowire having the particle-coupled shape of the present invention, the concave portion reduces visible light shielding by suppressing the loss of transparency (light transmittance) by repeatedly having concave and convex portions in the longitudinal direction, and the convex portion is conductive. Reduces sexual loss. As a result, compatibility between high transparency and high conductivity is achieved as a whole. The nanowire of the present invention does not have to have the above-mentioned particle connection shape strictly and clearly, but the concave and convex portions are continuously repeated in the longitudinal direction of the nanowire, and will be described later. What is necessary is just to have such a specific uneven | corrugated relationship.

本発明のナノワイヤーを構成する各粒子は略球形状を有する。略球形状とは円形断面を有する球形状だけでなく、三角形以上の多角形、楕円形またはそれらの複合形状の断面を有する立体形状を包含して意味するものとする。   Each particle constituting the nanowire of the present invention has a substantially spherical shape. The substantially spherical shape includes not only a spherical shape having a circular cross section, but also a three-dimensional shape having a cross section of a polygon more than a triangle, an ellipse, or a composite shape thereof.

本発明のナノワイヤーは特定の凹凸の関係を有するものである。詳しくは、本発明のナノワイヤーは、ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とした場合に、下記式(1)を満たし、透明性および導電性とのさらなる向上の観点から、下記式(1’)を満たすことが好ましく、下記式(1’’)を満たすことがより好ましい。
1.5≦A/B≦2.5 (1)
1.5≦A/B≦2 (1’)
1.55≦A/B≦1.75 (1’’)
The nanowire of this invention has a specific unevenness | corrugation relationship. Specifically, the nanowire of the present invention satisfies the following formula (1) when the maximum value of the diameter of one nanowire is A (nm) and the minimum value is B (nm), and is transparent and conductive. From the viewpoint of further improvement, it is preferable to satisfy the following formula (1 ′), and it is more preferable to satisfy the following formula (1 ″).
1.5 ≦ A / B ≦ 2.5 (1)
1.5 ≦ A / B ≦ 2 (1 ′)
1.55 ≦ A / B ≦ 1.75 (1 ″)

式(1)において、A/Bの値が、1.5未満の場合、高い透明性と高い導電性の両立が難しくなり、透明性または導電性の一方が低下する。A/Bの値が2.5超の場合、弱い応力でもナノワイヤーが切断されやすくなるため、分散時または成膜時の応力でナノワイヤーの切断が起こり、導電性が低下する。本発明では、ナノワイヤー1本で上記式を満たしていることが好ましい。長手方向において略一定の断面形状を有する棒形状のナノワイヤーを、太いものと、細いものとを混合して用いても、高い透明性と高い導電性の両立は難しく、透明性または導電性の一方が低下する。   In Formula (1), when the value of A / B is less than 1.5, it becomes difficult to achieve both high transparency and high conductivity, and either transparency or conductivity is lowered. When the value of A / B is more than 2.5, the nanowire is easily cut even with a weak stress. Therefore, the nanowire is cut by the stress at the time of dispersion or film formation, and the conductivity is lowered. In the present invention, the above formula is preferably satisfied by one nanowire. Even if rod-shaped nanowires having a substantially constant cross-sectional shape in the longitudinal direction are used in a mixture of thick and thin, it is difficult to achieve both high transparency and high conductivity. One side falls.

本発明のナノワイヤーにおいて、直径の最大値Aは通常、50〜500nm、特に50〜400nmであり、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、好ましくは50〜300nm、より好ましくは50〜200nm、さらに好ましくは60〜200nm、最も好ましくは60〜150nmである。   In the nanowire of the present invention, the maximum value A of the diameter is usually 50 to 500 nm, particularly 50 to 400 nm, and preferably 50 to 300 nm, more preferably 50 to 200 nm, from the viewpoint of further improving transparency and conductivity. More preferably, it is 60-200 nm, Most preferably, it is 60-150 nm.

本発明のナノワイヤーにおいて、直径の最小値Bは通常、10〜200nm、特に20〜200nmであり、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、好ましくは30〜150nm、より好ましくは30〜90nm、さらに好ましくは40〜90nmである。   In the nanowire of the present invention, the minimum value B of the diameter is usually 10 to 200 nm, particularly 20 to 200 nm, and preferably 30 to 150 nm, more preferably 30 to 90 nm, from the viewpoint of further improving transparency and conductivity. More preferably, it is 40-90 nm.

本発明において直径は、ナノワイヤーの長手方向に対する垂直断面における直径を意味し、直径の最大値および最小値はナノワイヤーのTEM画像において読み取ることができる。本発明のナノワイヤーは、1本のナノワイヤーにおいて端部ではないところで直径の最大値Aを提供する。端部とはナノワイヤーの端から100nm以内のところである。   In the present invention, the diameter means a diameter in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the nanowire, and the maximum value and the minimum value of the diameter can be read in a TEM image of the nanowire. The nanowire of the present invention provides a maximum value A of the diameter where it is not an end in one nanowire. The end portion is within 100 nm from the end of the nanowire.

本発明のナノワイヤーはまた、A+Bが通常は、500nm以下、特に80〜500nmであり、透明性および導電性、特に透明性のさらなる向上の観点から、下記式(2)を満たすことが好ましく、下記式(2’)を満たすことがより好ましく、下記式(2’’)を満たすことがさらに好ましい。
A+B≦350nm (2)
80nm≦A+B≦350nm (2’)
100nm≦A+B≦250nm (2’’)
In the nanowire of the present invention, A + B is usually 500 nm or less, particularly 80 to 500 nm, and preferably satisfies the following formula (2) from the viewpoint of further improvement in transparency and conductivity, particularly transparency, It is more preferable to satisfy the following formula (2 ′), and it is more preferable to satisfy the following formula (2 ″).
A + B ≦ 350nm (2)
80 nm ≦ A + B ≦ 350 nm (2 ′)
100 nm ≦ A + B ≦ 250 nm (2 ″)

ナノワイヤーの長さは、ナノワイヤーから作製される透明導電膜の導電性や透明性に影響する。ナノワイヤーが短すぎると単位面積当たりのナノワイヤー間の接点が多くなり、透明導電膜の導電性が低下する。ナノワイヤーが長すぎるとナノワイヤーの分散性が低下するため、作製される透明導電膜にムラができやすく、均一な透明性と導電性が得られない。そのため、本発明では、ナノワイヤーの長さは10μm以上、40μm以下が好ましく、15μm以上、40μm以下がより好ましく、15μm以上、30μm以下がさらに好ましく、20μm以上、30μm以下が最も好ましい。   The length of the nanowire affects the conductivity and transparency of the transparent conductive film prepared from the nanowire. If the nanowire is too short, the number of contacts between the nanowires per unit area increases, and the conductivity of the transparent conductive film decreases. If the nanowires are too long, the dispersibility of the nanowires decreases, so that the produced transparent conductive film tends to be uneven, and uniform transparency and conductivity cannot be obtained. Therefore, in the present invention, the length of the nanowire is preferably 10 μm or more and 40 μm or less, more preferably 15 μm or more and 40 μm or less, further preferably 15 μm or more and 30 μm or less, and most preferably 20 μm or more and 30 μm or less.

本発明のナノワイヤーは、導電性を有する材料から構成されていればよく、例えば、金属ナノワイヤーであってもよいし、半導体や導電性高分子のナノワイヤーであってもよい。本発明のナノワイヤーは、導電性の観点から、金属ナノワイヤーであることが好ましい。さらに、本発明の金属ナノワイヤーは、製造方法の点からニッケル、コバルト、鉄からなる群から選択される1種以上の金属から構成されるのが好ましい。さらに本発明のナノワイヤーは、ニッケルおよび/またはコバルト、特にニッケル、から構成されることが好ましい。ニッケルおよび/またはコバルトから構成される上記形状のナノワイヤーであれば、市販されている銀ナノワイヤーと同等の透明性および導電性を有し、さらにイオンマイグレーション耐性に優れる透明導電膜を得ることができる。ナノワイヤーがニッケルおよび/またはコバルトから構成されるとは、当該ナノワイヤーは実質的にニッケルおよび/またはコバルトのみから構成されている、という意味であり、ICP発光分析または蛍光X線によりニッケルおよびコバルトは定量可能である。この場合、ナノワイヤーは厳密にニッケルおよび/またはコバルトのみから構成されなければならないというわけではなく、ナノワイヤーおよびその原料の合成時等において、本発明の効果を損なわない範囲内でニッケルおよびコバルト以外の物質を不純物として含んでもよい。   The nanowire of this invention should just be comprised from the material which has electroconductivity, For example, a metal nanowire may be sufficient and the nanowire of a semiconductor or a conductive polymer may be sufficient as it. The nanowire of the present invention is preferably a metal nanowire from the viewpoint of conductivity. Furthermore, it is preferable that the metal nanowire of this invention is comprised from 1 or more types of metals selected from the group which consists of nickel, cobalt, and iron from the point of a manufacturing method. Furthermore, it is preferable that the nanowire of this invention is comprised from nickel and / or cobalt, especially nickel. If it is the nanowire of the said shape comprised from nickel and / or cobalt, it can obtain the transparent conductive film which has transparency and electroconductivity equivalent to the commercially available silver nanowire, and is excellent in ion migration tolerance. it can. The nanowire is composed of nickel and / or cobalt means that the nanowire is substantially composed only of nickel and / or cobalt, and the nickel and cobalt are analyzed by ICP emission analysis or fluorescent X-ray. Is quantifiable. In this case, the nanowire does not have to be strictly composed of only nickel and / or cobalt, and other than nickel and cobalt, as long as the effects of the present invention are not impaired during the synthesis of the nanowire and its raw material. These substances may be included as impurities.

(複数のナノワイヤー)
本発明の複数のナノワイヤーは上記したナノワイヤーを含む。ナノワイヤーの形状および寸法は、分散液または透明導電膜中における全てのナノワイヤーについて把握するのは、現実的に不可能である。本発明では、分散液または透明導電膜中の全ナノワイヤーのうちの任意の一部を評価し、上記条件を満たしていれば、透明性および導電性のさらなる向上効果が得られることを確認している。
(Multiple nanowires)
The plurality of nanowires of the present invention includes the above-described nanowires. It is practically impossible to grasp the shape and dimensions of the nanowires for all the nanowires in the dispersion or transparent conductive film. In the present invention, any part of the nanowires in the dispersion or the transparent conductive film is evaluated, and if the above conditions are satisfied, it is confirmed that a further improvement effect of transparency and conductivity can be obtained. ing.

本発明の複数のナノワイヤーは、具体的には、粒子連結形状を有するものであって、ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とした場合に、下記式(1−1)を満たし、透明性および導電性とのさらなる向上の観点から、下記式(1−1’)を満たすことが好ましく、下記式(1−1’’)を満たすことがより好ましい。
1.5≦A/Bの平均値≦2.5 (1−1)
1.5≦A/Bの平均値≦2 (1−1’)
1.55≦A/Bの平均値≦1.75 (1−1’’)
Specifically, the plurality of nanowires of the present invention have a particle-connected shape, and when the maximum value of the diameter of one nanowire is A (nm) and the minimum value is B (nm) In order to satisfy the following formula (1-1) and further improve transparency and conductivity, the following formula (1-1 ′) is preferably satisfied, and the following formula (1-1 ″) is satisfied. Is more preferable.
1.5 ≦ A / B average value ≦ 2.5 (1-1)
1.5 ≦ A / B average value ≦ 2 (1-1 ′)
1.55 ≦ A / B average value ≦ 1.75 (1-1 ″)

A/Bの平均値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA/Bの平均値である。   The average value of A / B is the average value of A / B for any 100 nanowires.

式(1−1)においてA/Bの平均値が1.5未満の場合および2.5超の場合は、それぞれ上記式(1)においてA/Bの値が1.5未満の場合および2.5超の場合と同様である。   In the formula (1-1), when the average value of A / B is less than 1.5 and more than 2.5, when the A / B value is less than 1.5 in the formula (1) and 2 Same as above.

本発明の複数のナノワイヤーにおいて、直径の最大値Aの平均値は通常、50〜500nm、特に50〜400nmであり、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、好ましくは50〜300nm、より好ましくは50〜200nm、さらに好ましくは60〜200nm、最も好ましくは60〜150nmである。Aの平均値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのAの平均値である。   In the plurality of nanowires of the present invention, the average value of the maximum value A of the diameter is usually 50 to 500 nm, particularly 50 to 400 nm, and from the viewpoint of further improving transparency and conductivity, preferably 50 to 300 nm. Preferably it is 50-200 nm, More preferably, it is 60-200 nm, Most preferably, it is 60-150 nm. The average value of A is the average value of A for any 100 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーにおいて、直径の最小値Bの平均値は通常、10〜200nm、特に20〜200nmであり、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、好ましくは30〜150nm、より好ましくは30〜90nm、さらに好ましくは40〜90nmである。Bの平均値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのBの平均値である。   In the plurality of nanowires of the present invention, the average value of the minimum value B of the diameter is usually 10 to 200 nm, particularly 20 to 200 nm. From the viewpoint of further improving transparency and conductivity, preferably 30 to 150 nm. Preferably it is 30-90 nm, More preferably, it is 40-90 nm. The average value of B is the average value of B for any 100 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーは、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、下記式(1−2)および(1−3)を満たすことが好ましく、下記式(1−2’)および(1−3’)を満たすことが好ましく、下記式(1−2’’)および(1−3’’)を満たすことが好ましい。
1.5≦A/Bの最大値≦2.5 (1−2)
1.55≦A/Bの最大値≦2.2 (1−2’)
1.65≦A/Bの最大値≦1.85 (1−2’’)
1.5≦A/Bの最小値≦2.5 (1−3)
1.5≦A/Bの最小値≦1.9 (1−3’)
1.45≦A/Bの最小値≦1.65 (1−3’’)
The plurality of nanowires of the present invention preferably satisfy the following formulas (1-2) and (1-3) from the viewpoint of further improving transparency and conductivity, and the following formulas (1-2 ′) and ( 1-3 ′) is preferable, and it is preferable that the following formulas (1-2 ″) and (1-3 ″) are satisfied.
1.5 ≦ maximum value of A / B ≦ 2.5 (1-2)
1.55 ≦ maximum value of A / B ≦ 2.2 (1-2 ′)
1.65 ≦ maximum value of A / B ≦ 1.85 (1-2 ″)
1.5 ≦ A / B minimum value ≦ 2.5 (1-3)
1.5 ≦ Minimum value of A / B ≦ 1.9 (1-3 ′)
1.45 ≦ minimum value of A / B ≦ 1.65 (1-3 ″)

A/Bの最大値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA/Bの最大値である。
A/Bの最小値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA/Bの最小値である。
The maximum value of A / B is the maximum value of A / B for any 100 nanowires.
The minimum value of A / B is the minimum value of A / B for any 100 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーはまた、A+Bの平均値が通常は、500nm以下、特に80〜500nmであり、透明性および導電性、特に透明性のさらなる向上の観点から、下記式(2−1)を満たすことが好ましく、下記式(2−1’)を満たすことがより好ましく、下記式(2−1’’)を満たすことがさらに好ましい。
A+Bの平均値≦350nm (2−1)
80nm≦A+Bの平均値≦350nm (2−1’)
100nm≦A+Bの平均値≦250nm (2−1’’)
In the plurality of nanowires of the present invention, the average value of A + B is usually 500 nm or less, particularly 80 to 500 nm. From the viewpoint of further improving transparency and conductivity, particularly transparency, the following formula (2-1 ) Is preferably satisfied, the following formula (2-1 ′) is more preferably satisfied, and the following formula (2-1 ″) is more preferably satisfied.
Average value of A + B ≦ 350 nm (2-1)
80 nm ≦ A + B average value ≦ 350 nm (2-1 ′)
100 nm ≦ A + B average value ≦ 250 nm (2-1 ″)

A+Bの平均値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA+Bの平均値である。   The average value of A + B is the average value of A + B for any 100 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーはさらに、A+Bの最大値が通常、520以下、特に90〜520nmであり、A+Bの最小値が通常、480以下、特に70〜480nmである。本発明の複数のナノワイヤーは、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、下記式(2−2)および(2−3)を満たすことが好ましく、下記式(2−2’)および(2−3’)を満たすことがより好ましく、下記式(2−2’’)および(2−3’’)を満たすことがさらに好ましく、下記式(2−2’’’)および(2−3’’’)を満たすことがさらに好ましい。
A+Bの最大値≦350nm (2−2)
A+Bの最小値≦350nm (2−3)
80nm≦A+Bの最大値≦350nm (2−2’)
80nm≦A+Bの最小値≦350nm (2−3’)
100nm≦A+Bの最大値≦350nm (2−2’’)
80nm≦A+Bの最小値≦250nm (2−3’’)
100nm≦A+Bの最大値≦250nm (2−2’’’)
100nm≦A+Bの最小値≦250nm (2−3’’’)
The plurality of nanowires of the present invention further has a maximum value of A + B of usually 520 or less, particularly 90 to 520 nm, and a minimum value of A + B is usually 480 or less, particularly 70 to 480 nm. The plurality of nanowires of the present invention preferably satisfy the following formulas (2-2) and (2-3) from the viewpoint of further improving transparency and conductivity, and the following formulas (2-2 ′) and ( 2-3 ′) is more preferable, the following formulas (2-2 ″) and (2-3 ″) are more preferably satisfied, and the following formulas (2-2 ′ ″) and (2- More preferably, 3 ′ ″) is satisfied.
Maximum value of A + B ≦ 350 nm (2-2)
Minimum value of A + B ≦ 350 nm (2-3)
80 nm ≦ maximum value of A + B ≦ 350 nm (2-2 ′)
80 nm ≦ A + B minimum value ≦ 350 nm (2-3 ′)
100 nm ≦ A + B maximum value ≦ 350 nm (2-2 ″)
80 nm ≦ minimum value of A + B ≦ 250 nm (2-3 ″)
100 nm ≦ A + B maximum value ≦ 250 nm (2-2 ′ ″)
100 nm ≦ minimum value of A + B ≦ 250 nm (2-3 ′ ″)

A+Bの最大値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA+Bの最大値である。
A+Bの最小値とは、任意の100本のナノワイヤーについてのA+Bの最小値である。
The maximum value of A + B is the maximum value of A + B for any 100 nanowires.
The minimum value of A + B is the minimum value of A + B for any 100 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーにおいて、平均径は、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、40〜300nmが好ましく、50〜200nmがより好ましく、50〜180nmがさらに好ましく、70〜180nmが最も好ましい。   In the plurality of nanowires of the present invention, the average diameter is preferably 40 to 300 nm, more preferably 50 to 200 nm, still more preferably 50 to 180 nm, and most preferably 70 to 180 nm, from the viewpoint of further improving transparency and conductivity. preferable.

平均径は、支持膜付きグリッド上で乾燥したナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡にて60万倍で撮影し、10視野中における任意の100点におけるナノワイヤー径の平均値を計測した。   As for the average diameter, nanowires dried on a grid with a support film were photographed with a transmission electron microscope at a magnification of 600,000 times, and the average value of nanowire diameters at arbitrary 100 points in 10 fields of view was measured.

本発明の複数のナノワイヤーにおいて、平均長は、透明性および導電性のさらなる向上の観点から、10μm以上、40μm以下が好ましく、15μm以上、40μm以下がより好ましく、15μm以上、30μm以下がさらに好ましく、20μm以上、30μm以下がさらに好ましい。   In the plurality of nanowires of the present invention, the average length is preferably 10 μm or more and 40 μm or less, more preferably 15 μm or more and 40 μm or less, and further preferably 15 μm or more and 30 μm or less from the viewpoint of further improving transparency and conductivity. 20 μm or more and 30 μm or less is more preferable.

平均長とは、任意の200本のナノワイヤーについての平均長である。   The average length is the average length for any 200 nanowires.

本発明の複数のナノワイヤーは、前記したナノワイヤーと同様の材料から構成されていればよく、例えば、金属ナノワイヤーであってもよいし、半導体や導電性高分子のナノワイヤーであってもよい。本発明のナノワイヤーは、導電性の観点から、金属ナノワイヤーであることが好ましい。さらに、本発明の金属ナノワイヤーは、製造方法の点からニッケル、コバルト、鉄からなる群から選択される1種以上の金属から構成されるのが好ましい。さらに本発明の複数のナノワイヤーは、ニッケルおよび/またはコバルト、特にニッケルから構成されることが好ましい。   The plurality of nanowires of the present invention need only be made of the same material as the nanowire described above, and may be, for example, a metal nanowire, or a nanowire of a semiconductor or a conductive polymer. Good. The nanowire of the present invention is preferably a metal nanowire from the viewpoint of conductivity. Furthermore, it is preferable that the metal nanowire of this invention is comprised from 1 or more types of metals selected from the group which consists of nickel, cobalt, and iron from the point of a manufacturing method. Furthermore, the plurality of nanowires of the present invention is preferably composed of nickel and / or cobalt, particularly nickel.

本発明の複数のナノワイヤーは、溶媒中において分散可能な形態を有していているのが好ましい。溶媒中において分散可能な形態とは、当該ナノワイヤーを後述の分散媒に0.1〜2.0質量%の濃度で添加し1分間撹拌するだけで、目視による凝集物が無い状態になる形態のことであり、さらにナノワイヤーの切断が無い状態であることが好ましい。   The plurality of nanowires of the present invention preferably have a form that can be dispersed in a solvent. A form dispersible in a solvent is a form in which the nanowire is added to a dispersion medium described later at a concentration of 0.1 to 2.0% by mass and stirred for 1 minute, so that there is no aggregate by visual observation. It is preferable that the nanowire is not cut.

本発明の複数のナノワイヤーは実質的に高分子の層を有さないことが好ましい。ナノワイヤーは実質的に高分子の層を有さないとは、ナノワイヤーをリンタングステン酸染色法で染色させ、透過型電子顕微鏡にて60万倍程度で観察しても、ナノワイヤーの表面に高分子の層が全く観察されない、という意味である。高分子の層とは、高分子がナノワイヤーの表面を周方向にわたって連続して覆っている形態のことである。本発明においてナノワイヤーは、そのような層の形態を有さない高分子を有していてもよいが、分散性の向上の観点から、有さないことが好ましい。ナノワイヤーの周方向とは、ナノワイヤーの長手方向に対する垂直断面におけるナノワイヤーの周方向のことである。   The plurality of nanowires of the present invention preferably have substantially no polymer layer. The nanowire has substantially no polymer layer. Even if the nanowire is stained with a phosphotungstic acid staining method and observed with a transmission electron microscope at a magnification of about 600,000 times, the surface of the nanowire This means that no polymer layer is observed. The polymer layer is a form in which the polymer continuously covers the surface of the nanowire in the circumferential direction. In the present invention, the nanowire may have a polymer that does not have such a layer form, but it is preferably not present from the viewpoint of improving dispersibility. The circumferential direction of the nanowire is the circumferential direction of the nanowire in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the nanowire.

(ナノワイヤーの製造方法)
以下、複数のナノワイヤーの製造方法について説明するが、本発明の1本のナノワイヤーも製造できることは明らかである。以下、特記しない限り、ナノワイヤーは複数のナノワイヤーのことである。
(Manufacturing method of nanowire)
Hereinafter, although the manufacturing method of several nanowire is demonstrated, it is clear that one nanowire of this invention can also be manufactured. Hereinafter, unless otherwise specified, the nanowire is a plurality of nanowires.

本発明のナノワイヤー(特に金属ナノワイヤー)は、例えば以下の方法により製造できる。詳しくは、磁場中で金属イオン、特にニッケルイオンを還元する。以下にその製造方法を示す。   The nanowire (especially metal nanowire) of this invention can be manufactured, for example with the following method. Specifically, metal ions, particularly nickel ions are reduced in a magnetic field. The manufacturing method is shown below.

金属イオン(例えばニッケルイオン)を磁場中で還元するためには、金属塩を溶媒に溶解させることが好ましい。金属塩の形状(形態)は、使用する溶媒に可溶であり、還元可能な状態で金属イオンを供給できるものであればよい。金属塩としては、例えば、金属(特にニッケル)の塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩等が挙げられる。これらの塩は、水和物でも、無水物でもよい。   In order to reduce metal ions (for example, nickel ions) in a magnetic field, it is preferable to dissolve the metal salt in a solvent. The shape (form) of the metal salt may be any form that is soluble in the solvent used and can supply metal ions in a reducible state. Examples of the metal salt include metal (especially nickel) chloride, sulfate, nitrate, acetate, and the like. These salts may be hydrates or anhydrides.

還元される金属イオンの濃度は、ナノワイヤーの形状制御の観点から、反応溶液全量に対して1.5〜20μmol/gにするのが好ましく、1.5〜15μmol/g程度にするのがより好ましく、1.5〜10μmol/g程度にするのがさらに好ましい。金属イオンの濃度が20μmol/g以下であれば、ナノワイヤーの三次元的な凝集の発生(不織布形態の生成)を抑制することが可能になる。金属イオンの濃度が1.5μmol/g以上であれば、上記形状を満たすナノワイヤーが作製可能になる。   The concentration of metal ions to be reduced is preferably 1.5 to 20 μmol / g, more preferably about 1.5 to 15 μmol / g, based on the total amount of the reaction solution, from the viewpoint of nanowire shape control. Preferably, it is more preferably about 1.5 to 10 μmol / g. When the concentration of metal ions is 20 μmol / g or less, it is possible to suppress the occurrence of three-dimensional aggregation of nanowires (generation of a nonwoven fabric form). When the concentration of metal ions is 1.5 μmol / g or more, nanowires satisfying the above shape can be produced.

金属イオンを還元する方法としては、還元剤を使用するのが好ましい。本製造方法においては、還元剤としては、例えば、ヒドラジン、ヒドラジン一水和物、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、水素化アルミニウムリチウム、亜硫酸塩、ヒドロキシルアミン類(例えば、ジエチルヒドロキシルアミン)、亜鉛アマルガム、水素化ジイソブチルアルミニウム、ヨウ化水素酸、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸が挙げられる。好ましい還元剤はヒドラジン、ヒドラジン一水和物である。   As a method for reducing metal ions, it is preferable to use a reducing agent. In this production method, examples of the reducing agent include hydrazine, hydrazine monohydrate, ferrous chloride, hypophosphorous acid, borohydride salts, aminoboranes, lithium aluminum hydride, sulfites, hydroxylamines. (Eg, diethylhydroxylamine), zinc amalgam, diisobutylaluminum hydride, hydroiodic acid, ascorbic acid, oxalic acid, formic acid, ferrous chloride, hypophosphorous acid, borohydride salts, aminoboranes, ascorbic acid, Examples include oxalic acid and formic acid. Preferred reducing agents are hydrazine and hydrazine monohydrate.

還元剤、特にヒドラジン一水和物の添加濃度としては、反応溶液に対して、通常は0.05〜1.0質量%であり、不織布形態の生成抑制の観点からは0.1〜0.5質量%が好ましい。   The addition concentration of the reducing agent, particularly hydrazine monohydrate, is usually 0.05 to 1.0% by mass with respect to the reaction solution, and 0.1 to 0. 5 mass% is preferable.

反応溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のポリオール類が好ましい。ポリオール類であれば、金属塩(特にニッケル塩)および還元剤を溶解することができ、さらに反応温度においても沸騰が起きないため、再現良く反応が可能となる。   As the reaction solvent, polyols such as ethylene glycol and propylene glycol are preferred. In the case of polyols, metal salts (particularly nickel salts) and reducing agents can be dissolved, and boiling does not occur even at the reaction temperature, so that the reaction can be performed with good reproducibility.

金属イオン(例えばニッケルイオン)を還元するためにはpHおよび温度の制御が必要である。還元剤により、そのpH、温度は異なるが、例えば、エチレングリコール中でヒドラジン一水和物を使い還元反応を行う場合、その温度は70℃から100℃、pHは11から12とすることが好ましい。   In order to reduce metal ions (for example, nickel ions), it is necessary to control pH and temperature. Although the pH and temperature differ depending on the reducing agent, for example, when the reduction reaction is performed using hydrazine monohydrate in ethylene glycol, the temperature is preferably 70 to 100 ° C. and the pH is preferably 11 to 12. .

金属イオンを還元する時に印加する磁場としては、ナノワイヤーの形状制御の観点から、反応容器の中心磁場が10〜200mT程度、特に80〜180mTであるのが好ましい。磁場が弱いとナノワイヤーが生成しない。また強い磁場は発生させるのが難しいため、現実的ではない。   As the magnetic field applied when reducing metal ions, the central magnetic field of the reaction vessel is preferably about 10 to 200 mT, particularly 80 to 180 mT, from the viewpoint of shape control of the nanowire. Nanowires are not generated when the magnetic field is weak. Moreover, since it is difficult to generate a strong magnetic field, it is not realistic.

本発明においては、反応溶液に高分子化合物を添加する必要は無い。ナノワイヤー作製時に高分子化合物を添加することで、分散性に優れたナノワイヤーが製造可能になるが、高分子化合物により、上記記載の凹凸が発生しにくくなる場合がある。   In the present invention, it is not necessary to add a polymer compound to the reaction solution. Although a nanowire excellent in dispersibility can be produced by adding a polymer compound at the time of producing the nanowire, the above-described unevenness may be difficult to occur due to the polymer compound.

ナノワイヤーの表面凹凸、平均径および平均長を制御するため、還元される金属イオンおよび還元剤の種類に応じて、反応溶液に核形成剤および/または錯化剤を添加してもよい。   In order to control the surface irregularities, average diameter, and average length of the nanowire, a nucleating agent and / or a complexing agent may be added to the reaction solution according to the type of metal ion to be reduced and the reducing agent.

核形成剤としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等の貴金属の塩が挙げられる。貴金属塩の具体例として、例えば、塩化白金酸、塩化金酸、塩化パラジウムが挙げられる。好ましい核形成剤は白金の塩、特に塩化白金酸である。   Examples of the nucleating agent include salts of noble metals such as gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium and osmium. Specific examples of the noble metal salt include chloroplatinic acid, chloroauric acid, and palladium chloride. Preferred nucleating agents are platinum salts, especially chloroplatinic acid.

核形成剤の量は、本発明の透明性および導電性の向上効果が得られる限り特に限定されず、例えば、核形成剤の貴金属イオン1モルに対して、還元される金属イオンのモル数が5,000〜10,000,000、特に10,000〜10,000,000となるような量であることが好ましい。   The amount of the nucleating agent is not particularly limited as long as the transparency and conductivity improving effect of the present invention is obtained. For example, the number of moles of metal ions to be reduced with respect to 1 mole of noble metal ions of the nucleating agent. The amount is preferably 5,000 to 10,000,000, particularly 10,000 to 10,000,000.

還元反応の還元時間は、本発明のナノワイヤーが作製され得る限り特に限定されず、ナノワイヤーの形状制御の観点から、例えば10分〜1時間であり、好ましくは10分〜30分である。その後、遠心分離、ろ過、磁石による吸着等でナノワイヤーを精製回収することで、金属ナノワイヤーを得ることができる。   The reduction time of the reduction reaction is not particularly limited as long as the nanowire of the present invention can be produced, and is, for example, 10 minutes to 1 hour, preferably 10 minutes to 30 minutes, from the viewpoint of shape control of the nanowire. Then, metal nanowire can be obtained by refine | purifying and collect | recovering nanowire by centrifugation, filtration, adsorption with a magnet, etc.

上記製造方法で作製されたナノワイヤーは、作製および精製中に酸化するため、さらに還元処理を施すのが好ましい。還元処理としては、エチレングリコール等のポリオール溶媒中で150℃程度に加熱すればよい。これにより、ESCAでナノワイヤー表面に金属単体由来のピークが確認できるようになる。   Since the nanowire produced by the above production method is oxidized during production and purification, it is preferable to further perform a reduction treatment. As the reduction treatment, it may be heated to about 150 ° C. in a polyol solvent such as ethylene glycol. Thereby, a peak derived from a metal simple substance can be confirmed on the nanowire surface by ESCA.

(ナノワイヤー分散液およびその製造方法)
本発明は、上記したナノワイヤーが分散された分散液も提供する。分散液中のナノワイヤーの濃度は特に限定されず、分散性のさらなる向上の観点からは、0.01〜2.0質量%程度が好ましい。当該濃度は分散液全量に対する割合である。分散媒としては、特に限定されるものではないが、ナノワイヤー表面に水酸基等の極性基を有するため、エチレングリコール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトニトリル、DMSO、DMF等の極性の有機溶媒がより好ましい。
(Nanowire dispersion and manufacturing method thereof)
The present invention also provides a dispersion in which the nanowires are dispersed. The concentration of nanowires in the dispersion is not particularly limited, and is preferably about 0.01 to 2.0% by mass from the viewpoint of further improving dispersibility. The concentration is a ratio to the total amount of the dispersion. The dispersion medium is not particularly limited, but has a polar group such as a hydroxyl group on the surface of the nanowire. Therefore, alcohols such as ethylene glycol and isopropanol, and polar organic solvents such as acetonitrile, DMSO, and DMF are more preferable. .

本発明のナノワイヤー分散液は、その性能を低下させない限り、バインダー、酸化防止剤、濡れ剤、レベリング剤等の添加剤を含んでもよいが、特にバインダーを含まないことが好ましい。   The nanowire dispersion liquid of the present invention may contain additives such as a binder, an antioxidant, a wetting agent, and a leveling agent, as long as the performance is not deteriorated.

酸化防止剤としては、塗布後に酸化防止剤あるいは副生成物が残存しないものが好ましく、例えば、ヒドラジン類、ヒドロキシルアミン類が挙げられる。また、分散液中の酸化防止剤の濃度は特に限定されないが、酸化防止剤による分散性の低下を防ぐためには、0.01〜2.0質量%程度が好ましい。   As the antioxidant, those having no antioxidant or by-product remaining after coating are preferable, and examples thereof include hydrazines and hydroxylamines. Further, the concentration of the antioxidant in the dispersion is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 2.0% by mass in order to prevent a decrease in dispersibility due to the antioxidant.

本発明のナノワイヤー分散液は、上記したナノワイヤーを、所望の添加剤が含有された分散媒に添加し、撹拌することにより得ることができる。   The nanowire dispersion liquid of the present invention can be obtained by adding the above-described nanowires to a dispersion medium containing a desired additive and stirring.

(ナノワイヤー分散液の使用)
本発明のナノワイヤー分散液を基材に塗布し、乾燥することにより、膜、積層体および配線等を形成することができる。基材としては、例えば、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルムが挙げられる。
(Use of nanowire dispersion)
A film, a laminate, a wiring, and the like can be formed by applying the nanowire dispersion liquid of the present invention to a substrate and drying it. Examples of the substrate include a glass substrate, a polyethylene terephthalate film, a polycarbonate film, a cycloolefin film, a polyimide film, and a polyamide film.

塗布方法は特に限定されないが、例えば、ワイヤーバーコーター塗り、フィルムアプリケーター塗り、スプレー塗り、グラビアロールコーティング法、スクリーン印刷法、リバースロールコーティング法、リップコーティング、エアナイフコーティング法、カーテンフローコーティング法、浸漬コーティング法、ダイコート法、スプレー法、凸版印刷法、凹版印刷法、インクジェット法が挙げられる。   The coating method is not particularly limited, but for example, wire bar coater coating, film applicator coating, spray coating, gravure roll coating method, screen printing method, reverse roll coating method, lip coating, air knife coating method, curtain flow coating method, dip coating Method, die coating method, spray method, letterpress printing method, intaglio printing method, and ink jet method.

本発明においてナノワイヤー膜は、バインダーを含まないナノワイヤー層のことであり、透明導電膜の用途に有用である。ナノワイヤー膜はバインダーを含まない本発明のナノワイヤー分散液を基材上に塗布し、乾燥することにより、形成することができる。本発明においてナノワイヤー膜を基材上に形成して透明導電膜として使用する場合、当該ナノワイヤー膜の上に光硬化性樹脂等を塗布してナノワイヤー膜が基材から剥がれないようにすることができる。透明導電膜は通常、基材および当該基材上に形成されたナノワイヤー膜を含む。   In this invention, a nanowire film | membrane is a nanowire layer which does not contain a binder, and is useful for the use of a transparent conductive film. The nanowire film can be formed by applying the nanowire dispersion of the present invention containing no binder onto a substrate and drying. In the present invention, when a nanowire film is formed on a substrate and used as a transparent conductive film, a photocurable resin or the like is applied on the nanowire film so that the nanowire film is not peeled off from the substrate. be able to. The transparent conductive film usually includes a base material and a nanowire film formed on the base material.

本発明においてナノワイヤー膜は透明性および導電性に十分に優れているため、透明導電膜もまた透明性および導電性に十分に優れている。ナノワイヤー膜または透明導電膜において良好な表面抵抗値を得るためにナノワイヤー分散液の塗布量を増加させると、膜の透過率は一般に著しく低下する。しかし、本発明のナノワイヤー分散液を用いる場合は、十分に低い表面抵抗値を達成するために塗布量を増加させても、透過率の低下は十分に抑制される。従って、本発明のナノワイヤーおよびナノワイヤー膜は透明導電膜、特にタッチパネル用透明導電膜(タッチパネル用透明電極)の導電材として有用である。   In the present invention, since the nanowire film is sufficiently excellent in transparency and conductivity, the transparent conductive film is also sufficiently excellent in transparency and conductivity. When the coating amount of the nanowire dispersion liquid is increased in order to obtain a good surface resistance value in the nanowire film or the transparent conductive film, the transmittance of the film generally decreases significantly. However, when the nanowire dispersion liquid of the present invention is used, even if the coating amount is increased in order to achieve a sufficiently low surface resistance value, the decrease in transmittance is sufficiently suppressed. Therefore, the nanowire and nanowire film | membrane of this invention are useful as a electrically conductive material of a transparent conductive film, especially the transparent conductive film for touchscreens (transparent electrode for touchscreens).

本発明においてナノワイヤー膜は、例えば、表面抵抗値が100Ω/□のとき、85%以上、好ましくは88%以上、より好ましくは91%以上の透過率を達成する。表面抵抗値が100Ω/□のときの透過率は、例えば、ナノワイヤー膜の表面抵抗値が約100Ω/□となるように塗布量を変化させた5種類のナノワイヤー膜の表面抵抗値および透過率を測定し、表面抵抗値と透過率のグラフから読み取ることにより、得ることができる。ナノワイヤー膜の表面抵抗値および透過率の詳しい測定方法は実施例に示す通りである。   In the present invention, the nanowire film achieves a transmittance of 85% or more, preferably 88% or more, more preferably 91% or more when the surface resistance value is 100Ω / □, for example. The transmittance when the surface resistance value is 100 Ω / □ is, for example, the surface resistance value and transmission of five types of nanowire films in which the coating amount is changed so that the surface resistance value of the nanowire film is about 100 Ω / □. It can be obtained by measuring the rate and reading from the graph of surface resistance and transmittance. Detailed measurement methods of the surface resistance value and transmittance of the nanowire film are as shown in the Examples.

本発明においてナノワイヤー膜を、透明導電膜、特にタッチパネル用透明導電膜(タッチパネル用透明電極)の導電材として使用する場合、当該ナノワイヤー膜の目付は通常、1〜30mg/m、好ましくは5〜20mg/mある。In the present invention, when the nanowire film is used as a conductive material for a transparent conductive film, particularly a transparent conductive film for touch panel (transparent electrode for touch panel), the basis weight of the nanowire film is usually 1 to 30 mg / m 2 , preferably there 5~20mg / m 2.

次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの発明によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these inventions.

実施例および比較例で用いた評価方法は以下の通りである。   Evaluation methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)ナノワイヤー平均径の測定
支持膜付きグリッド上で乾燥したナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡にて60万倍で撮影し、10視野中における任意の100点におけるナノワイヤー径の平均値を計測した。
(1) Measurement of average nanowire diameter Nanowires dried on a grid with a support film were photographed with a transmission electron microscope at a magnification of 600,000 times, and an average value of nanowire diameters at arbitrary 100 points in 10 fields of view was obtained. Measured.

(2)ナノワイヤー径の測定
分散液を支持膜付きグリッド上で乾燥し、得られたナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡にて10万〜100万倍程度でナノワイヤーを撮影し、ナノワイヤー1本における直径の最大値、最小値を任意の100本について計測した。その値からナノワイヤー1本ごとのA値、B値、A/B値、A+B値を算出し、結果を表1にまとめた。
(2) Measurement of nanowire diameter The dispersion liquid was dried on a grid with a support film, and the obtained nanowire was photographed with a transmission electron microscope at a magnification of about 100,000 to 1,000,000 times to obtain a nanowire 1 The maximum value and the minimum value of the diameter in the book were measured for 100 arbitrary numbers. The A value, B value, A / B value, and A + B value for each nanowire were calculated from the values, and the results are summarized in Table 1.

(3)ナノワイヤー長の測定
分散液を試料台上で乾燥し、得られたナノワイヤーを、走査型電子顕微鏡にて2000〜6000倍で撮影し、ナノワイヤー長を計測した。任意の合計200本のナノワイヤー長から平均長を算出し、結果を表2にまとめた。
(3) Measurement of nanowire length The dispersion was dried on a sample stage, and the obtained nanowire was photographed at a magnification of 2000 to 6000 times with a scanning electron microscope to measure the nanowire length. The average length was calculated from arbitrary 200 nanowire lengths, and the results are summarized in Table 2.

(4)ナノワイヤー膜の表面抵抗値および透過率の測定
得られたナノワイヤー分散液をアプリケーターで、スライドガラス上に塗布し、透過率(塗布量)が異なるナノワイヤー膜を5枚得た。
得られたナノワイヤー膜の表面抵抗値について、三菱化学アナリテック社製抵抗率計MCP−T610で測定した。
透過率については、スライドガラスをブランク値として、波長550nmにおける光線透過率を測定した。従って、透過率はナノワイヤー膜のみの透過率である。
得られた5枚の表面抵抗値と対応する透過率を表3〜表8に記載し、図2〜図7に示した。各表または図に記載されている実施例および比較例は、有意な比較が可能なように、ナノワイヤーの平均径および平均長が略同等の実施例と比較例を組み合わせたものである。
(4) Measurement of surface resistance value and transmittance of nanowire film The obtained nanowire dispersion liquid was applied onto a slide glass with an applicator to obtain five nanowire films having different transmittances (coating amounts).
About the surface resistance value of the obtained nanowire film | membrane, it measured with Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. resistivity meter MCP-T610.
About the transmittance | permeability, the light transmittance in wavelength 550nm was measured for the slide glass as the blank value. Therefore, the transmittance is the transmittance of only the nanowire film.
The obtained surface resistance values and the corresponding transmittances are shown in Tables 3 to 8 and shown in FIGS. The examples and comparative examples described in each table or figure are a combination of examples and comparative examples in which the average diameter and average length of the nanowires are substantially equivalent so that a significant comparison is possible.

実施例1
塩化ニッケル六水和物0.25g(1.05mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は10μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
本実施例で作製したナノワイヤーのTEM画像を図1に示す。
Example 1
0.25 g (1.05 mmol) of nickel chloride hexahydrate was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 10 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.
A TEM image of the nanowire produced in this example is shown in FIG.

実施例2
塩化ニッケル六水和物0.20g(0.84mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は8.4μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー0.5質量%、ヒドラジン一水和物0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Example 2
Nickel chloride hexahydrate 0.20 g (0.84 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 8.4 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The obtained nanowire was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid containing 0.5% by mass of nanowire and 0.5% by mass of hydrazine monohydrate.

実施例3
塩化ニッケル六水和物0.20g(0.84mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40gをエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムを溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は8.4μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Example 3
Nickel chloride hexahydrate 0.20 g (0.84 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide was added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 8.4 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

実施例4
塩化ニッケル六水和物0.20g(0.84mmol)、クエン酸三ナトリウム二水和物50mg(0.17mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40gをエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムを溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は8.4μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Example 4
Nickel chloride hexahydrate 0.20 g (0.84 mmol) and trisodium citrate dihydrate 50 mg (0.17 mmol) were added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide was added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 8.4 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

実施例5
塩化ニッケル六水和物0.20g(0.84mmol)、クエン酸三ナトリウム二水和物100mg(0.34mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40gをエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムを溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は8.4μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Example 5
Nickel chloride hexahydrate 0.20 g (0.84 mmol) and trisodium citrate dihydrate 100 mg (0.34 mmol) were added to ethylene glycol to a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide was added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 8.4 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

実施例6
塩化ニッケル六水和物0.25g(1.05mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に100mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は10μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Example 6
0.25 g (1.05 mmol) of nickel chloride hexahydrate was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 100 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was allowed to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 10 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

比較例1
AGS Material社製の銀ナノワイヤー分散液(Agnws−90)を、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Comparative Example 1
The silver nanowire dispersion (Agnws-90) manufactured by AGS Material is added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate, and the nanowire concentration is 0.5 mass% and the hydrazine monohydrate concentration is 0.5 mass%. A nanowire dispersion was prepared.

比較例2、3および5〜7
特開2012−238592号と同様の方法により、磁場を用いることなく金属イオンを還元して、ナノワイヤーを作製した。得られたナノワイヤーは、ナノワイヤー50mgに対して、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、磁石によりナノワイヤーを回収し、得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Comparative Examples 2, 3 and 5-7
By the same method as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-238592, metal wires were reduced without using a magnetic field, and nanowires were produced. The obtained nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol with respect to 50 mg of nanowire, and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, the nanowires are collected with a magnet, and the obtained nanowires are added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate, and the nanowire concentration is 0.5 mass% and the hydrazine monohydrate concentration is 0.5 mass%. A nanowire dispersion was prepared.

比較例4
塩化ニッケル六水和物0.3g(1.26mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。
混合した溶液はすぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90〜95℃に維持したまま15分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。反応溶液中のニッケルイオンの濃度は12.6μmol/gであった。
反応後、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め、取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Comparative Example 4
Nickel chloride hexahydrate 0.3 g (1.26 mmol) was added to ethylene glycol to make a total amount of 50 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make a total amount of 49.9 g. This solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was immediately put in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT at the center, and the magnetic field was applied, and the mixture was left to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. The pH was 11.5. The concentration of nickel ions in the reaction solution was 12.6 μmol / g.
After the reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet and purified and recovered. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

比較例8
国際公開第2015/163258号と同様の方法により、ナノワイヤー分散液を作製した。詳しくは、以下の方法を用いた。
エチレングリコールに、塩化ニッケル六水和物0.40g(1.68mmol)、クエン酸三ナトリウム二水和物50mg(0.17mmol)を溶解した。さらに、水酸化ナトリウム0.32g、第一工業製薬製ピッツコールK120Lの乾燥物3.0g、0.054Mの塩化白金酸水溶液0.92mlを順に溶解し、全量で75gになるようにエチレングリコールを添加した。
一方、エチレングリコールに、水酸化ナトリウム0.10g、クエン酸三ナトリウム二水和物50mg(0.17mmol)を溶解した。さらに、ピッツコールK120Lの乾燥物1.0g、ヒドラジン一水和物1.25gを順に溶解し、その後、全量で25gになるようにエチレングリコールを添加して、還元剤溶液を作製した。
上記2液をいずれも90〜95℃に加熱した後、温度を維持したまま混合し、反応溶液の中心に150mTの磁場を印加し、1時間30分間静置して還元反応を行った。pHは11.5であった。
得られた反応液からナノワイヤーを精製および回収するため、反応液100gをエチレングリコールで10倍に希釈し、ネオジム磁石により、ナノワイヤーを集め取り出すことで精製回収した。回収したナノワイヤーは、エチレングリコール30gと混合し、150℃で3時間加熱した。加熱後、再度磁石により回収することでニッケルナノワイヤーを得た。
得られたナノワイヤーを、ヒドラジン一水和物が含有したイソプロパノールに加え、ナノワイヤー濃度0.5質量%、ヒドラジン一水和物濃度0.5質量%にしたナノワイヤー分散液を作製した。
Comparative Example 8
A nanowire dispersion was prepared in the same manner as in International Publication No. 2015/163258. Specifically, the following method was used.
In ethylene glycol, 0.40 g (1.68 mmol) of nickel chloride hexahydrate and 50 mg (0.17 mmol) of trisodium citrate dihydrate were dissolved. Furthermore, 0.32 g of sodium hydroxide, 3.0 g of dried product of Pitzkol K120L made by Daiichi Kogyo Seiyaku, and 0.92 ml of 0.054M chloroplatinic acid aqueous solution were dissolved in order, and ethylene glycol was added so that the total amount became 75 g. Added.
On the other hand, 0.10 g of sodium hydroxide and 50 mg (0.17 mmol) of trisodium citrate dihydrate were dissolved in ethylene glycol. Furthermore, 1.0 g of dry product of Pitzkor K120L and 1.25 g of hydrazine monohydrate were dissolved in this order, and then ethylene glycol was added to a total amount of 25 g to prepare a reducing agent solution.
Each of the two liquids was heated to 90 to 95 ° C., mixed while maintaining the temperature, a magnetic field of 150 mT was applied to the center of the reaction solution, and the reaction was allowed to stand for 1 hour and 30 minutes to perform a reduction reaction. The pH was 11.5.
In order to purify and collect the nanowires from the obtained reaction solution, 100 g of the reaction solution was diluted 10 times with ethylene glycol, and the nanowires were collected and collected with a neodymium magnet and purified and collected. The collected nanowire was mixed with 30 g of ethylene glycol and heated at 150 ° C. for 3 hours. After heating, nickel nanowires were obtained by collecting again with a magnet.
The nanowire obtained was added to isopropanol contained in hydrazine monohydrate to prepare a nanowire dispersion liquid having a nanowire concentration of 0.5 mass% and a hydrazine monohydrate concentration of 0.5 mass%.

実施例および比較例で得られたナノワイヤー、およびナノワイヤー分散液の評価結果を表1〜表9に示す。ナノワイヤーの平均径および平均長が略同等の実施例と比較例との組み合わせごとに、評価結果を表3〜表8に示し、またナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフを図2〜図7に示した。各図において、「1.E+01」は「10」を、「1.E+02」は「100」を、「1.E+03」は「1000」を意味する。   Tables 1 to 9 show the evaluation results of the nanowires obtained in Examples and Comparative Examples, and nanowire dispersions. Evaluation results are shown in Tables 3 to 8 for each combination of Examples and Comparative Examples in which the average diameter and average length of the nanowires are substantially equivalent, and graphs of the surface resistance value and transmittance of the nanowires are shown in FIG. This is shown in FIG. In each figure, “1.E + 01” means “10”, “1.E + 02” means “100”, and “1.E + 03” means “1000”.

各実施例について、表面抵抗値が100Ω/□のときの透過率(T)を各グラフから読み取り、表9に示し、以下のランク付けに従って評価した。
◎:91%≦T(最良);
○:88%≦T<91%(より良);
△:85%≦T<88%(良)。
For each example, the transmittance (T) when the surface resistance value was 100 Ω / □ was read from each graph, shown in Table 9, and evaluated according to the following ranking.
A: 91% ≦ T (best);
○: 88% ≦ T <91% (better);
Δ: 85% ≦ T <88% (good).

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実施例1から6のナノワイヤーは、上記した式(1−1):A/B値の平均、式(2−1):A+B値の平均、およびナノワイヤーの平均長を満たしている。そのため、これらのナノワイヤーで構成されるナノワイヤー膜は、従来のニッケルナノワイヤーあるいは、平均長、平均径が似ているナノワイヤーで構成されるナノワイヤー膜より、表面抵抗値と透過率が十分に優れていた。   The nanowires of Examples 1 to 6 satisfy the above-described formula (1-1): average of A / B values, formula (2-1): average of A + B values, and average length of nanowires. Therefore, the nanowire film composed of these nanowires has sufficient surface resistance and transmittance than the conventional nickel nanowire or nanowire film composed of nanowires with similar average length and average diameter. It was excellent.

特に、実施例1、4のナノワイヤーは、上記した式(1−2)および(1−3):A/B値の最大値と最小値、ならびに式(2−2)および(2−3):A+B値の最大値と最小値のすべてを満たしている。そのため、実施例1、4のナノワイヤーで構成されるナノワイヤー膜は、より一層低い表面抵抗値でも、より一層高い透過率を達成していた。   In particular, in the nanowires of Examples 1 and 4, the above formulas (1-2) and (1-3): the maximum and minimum values of A / B values, and formulas (2-2) and (2-3) ): All of the maximum and minimum values of the A + B values are satisfied. Therefore, the nanowire film composed of the nanowires of Examples 1 and 4 achieved a higher transmittance even with a lower surface resistance value.

比較例1は一般的な銀ナノワイヤーである。体積固有抵抗値はニッケルより銀の方が低い値であるにも関わらず、本発明で規定する形状を満たしていないため、同様の平均径、平均長を有する実施例1のニッケルナノワイヤーより、表面抵抗値と透過率が劣っていた。実施例1のナノワイヤーと比較例1のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフを図2に示す。   Comparative Example 1 is a general silver nanowire. Although the volume resistivity value is lower than that of nickel, silver does not satisfy the shape defined in the present invention. Therefore, the nickel nanowire of Example 1 having the same average diameter and average length has The surface resistance and transmittance were inferior. A graph of the surface resistance value and the transmittance of the nanowire of Example 1 and the nanowire of Comparative Example 1 is shown in FIG.

比較例2〜8は、各実施例に相当する平均径、平均長を有するニッケルナノワイヤーであるが、本発明で規定する形状を満たしていないため、同様の平均径、平均長を有する各実施例のニッケルナノワイヤーより、表面抵抗値と透過率が劣っていた。各実施例のナノワイヤーと相当する比較例のナノワイヤーの表面抵抗値と透過率のグラフを図2〜7に示す。   Comparative Examples 2 to 8 are nickel nanowires having an average diameter and an average length corresponding to each example, but do not satisfy the shape defined in the present invention, and therefore each example having the same average diameter and average length. The surface resistance and transmittance were inferior to the nickel nanowires in the examples. The graph of the surface resistance value and the transmittance | permeability of the nanowire of the comparative example corresponding to the nanowire of each Example is shown to FIGS.

本発明のナノワイヤーは、透明電極および透明導電膜の導電材、特にタッチパネル用透明導電膜等のフレキシブル透明導電膜の導電材として有用である。   The nanowire of the present invention is useful as a conductive material for a transparent electrode and a transparent conductive film, particularly a flexible transparent conductive film such as a transparent conductive film for a touch panel.

Claims (17)

複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する1本のナノワイヤーであって、
ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とし、前記直径の最大値Aが前記1本のナノワイヤーにおいて端から100nm以内の端部ではないところでの直径の最大値である場合に、前記ナノワイヤーが下記式(1)を満たし、
前記ナノワイヤーが金属ナノワイヤーであり、
前記ナノワイヤーが実質的に高分子の層を有さないことを特徴とするナノワイヤー。
1.5≦A/B≦2.5 (1)
One nanowire having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
The maximum value of the diameter of one nanowire is A (nm), the minimum value is B (nm), and the maximum value A of the diameter is a diameter where the one nanowire is not within 100 nm from the end. The nanowire satisfies the following formula (1),
The nanowire is a metal nanowire;
The nanowire characterized by not having a polymer layer substantially.
1.5 ≦ A / B ≦ 2.5 (1)
Aが50〜500nmであり、
Bが10〜200nmである、請求項1に記載のナノワイヤー。
A is 50 to 500 nm,
The nanowire according to claim 1, wherein B is 10 to 200 nm.
前記ナノワイヤーが下記式(2)を満たす、請求項1または2に記載のナノワイヤー。
A+B≦350nm (2)
The nanowire according to claim 1 or 2, wherein the nanowire satisfies the following formula (2).
A + B ≦ 350nm (2)
前記ナノワイヤーが10μm以上40μm以下の長さを有する、請求項1〜3のいずれかに記載のナノワイヤー。   The nanowire according to claim 1, wherein the nanowire has a length of 10 μm or more and 40 μm or less. 前記ナノワイヤーがニッケルから構成される、請求項1〜のいずれかに記載のナノワイヤー。 The nanowire according to any one of claims 1 to 4 , wherein the nanowire is made of nickel. 複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する複数のナノワイヤーであって、
前記複数のナノワイヤーが金属ナノワイヤーであり、
請求項1〜のいずれかに記載のナノワイヤーを含む複数のナノワイヤー。
A plurality of nanowires having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
The plurality of nanowires are metal nanowires;
The some nanowire containing the nanowire in any one of Claims 1-5 .
複数の粒子が一次元的に繋がった粒子連結形状を有する複数のナノワイヤーであって、
ナノワイヤー1本における直径の最大値をA(nm)、最小値をB(nm)とし、前記直径の最大値Aが前記1本のナノワイヤーにおいて端から100nm以内の端部ではないところでの直径の最大値である場合に、前記複数のナノワイヤーが下記式(1−1)を満たし、
前記複数のナノワイヤーが金属ナノワイヤーであり、
前記ナノワイヤーが実質的に高分子の層を有さない、複数のナノワイヤー。
1.5≦A/Bの平均値≦2.5 (1−1)
A plurality of nanowires having a particle connection shape in which a plurality of particles are connected one-dimensionally,
The maximum value of the diameter of one nanowire is A (nm), the minimum value is B (nm), and the maximum value A of the diameter is a diameter where the one nanowire is not within 100 nm from the end. When the plurality of nanowires satisfy the following formula (1-1),
The plurality of nanowires are metal nanowires;
A plurality of nanowires, wherein the nanowires have substantially no polymer layer.
1.5 ≦ A / B average value ≦ 2.5 (1-1)
Aの平均値が50〜500nmであり、
Bの平均値が10〜200nmである、請求項またはに記載のナノワイヤー。
The average value of A is 50 to 500 nm,
The nanowire according to claim 6 or 7 , wherein an average value of B is 10 to 200 nm.
前記複数のナノワイヤーが下記式(1−2)および(1−3)を満たす、請求項のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
1.5≦A/Bの最大値≦2.5 (1−2)
1.5≦A/Bの最小値≦2.5 (1−3)
The plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 8 , wherein the plurality of nanowires satisfy the following formulas (1-2) and (1-3).
1.5 ≦ maximum value of A / B ≦ 2.5 (1-2)
1.5 ≦ A / B minimum value ≦ 2.5 (1-3)
前記複数のナノワイヤーが下記式(2−1)を満たす、請求項のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
A+Bの平均値≦350nm (2−1)
The plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 9 , wherein the plurality of nanowires satisfy the following formula (2-1).
Average value of A + B ≦ 350 nm (2-1)
前記複数のナノワイヤーが下記式(2−2)および(2−3)を満たす、請求項10のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。
A+Bの最大値≦350nm (2−2)
A+Bの最小値≦350nm (2−3)
The plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 10 , wherein the plurality of nanowires satisfy the following formulas (2-2) and (2-3).
Maximum value of A + B ≦ 350 nm (2-2)
Minimum value of A + B ≦ 350 nm (2-3)
前記複数のナノワイヤーが10μm以上40μm以下の平均長を有する、請求項11のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。 The plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 11 , wherein the plurality of nanowires has an average length of 10 µm or more and 40 µm or less. 前記複数のナノワイヤーがニッケルから構成される、請求項12のいずれかに記載の複数のナノワイヤー。 The plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 12 , wherein the plurality of nanowires is made of nickel. 請求項6〜13のいずれかに記載の複数のナノワイヤーの製造方法であって、
磁場中で金属イオンを還元することを含む、複数のナノワイヤーの製造方法。
A method for producing a plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 13 ,
A method for producing a plurality of nanowires, comprising reducing metal ions in a magnetic field.
前記還元に還元剤を使用し、  Using a reducing agent for the reduction,
前記還元剤の反応溶液に対する濃度が0.05〜1.0質量%である、請求項14に記載の複数のナノワイヤーの製造方法。  The manufacturing method of several nanowire of Claim 14 whose density | concentration with respect to the reaction solution of the said reducing agent is 0.05-1.0 mass%.
請求項13のいずれかに記載の複数のナノワイヤーが分散されたナノワイヤー分散液。 A nanowire dispersion liquid in which a plurality of nanowires according to any one of claims 6 to 13 are dispersed. 請求項13のいずれかに記載の複数のナノワイヤーを含む透明導電膜。 Transparent conductive film including a plurality of nano wire according to any one of claims 6 to 13.
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