JP7474122B2 - Silver nanoparticles and their manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、銀ナノ粒子及びその製造方法に関する。また、本発明は、銀以外の金属を含む金属ナノ粒子及びその製造方法にも適用される。 The present invention relates to silver nanoparticles and a method for producing the same. The present invention is also applicable to metal nanoparticles containing metals other than silver and a method for producing the same.

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. Taking advantage of this property, silver paint compositions containing silver nanoparticles are used to form electrodes and conductive circuit patterns on substrates in the manufacture of various electronic devices. Silver nanoparticles are usually dispersed in an organic solvent. Silver nanoparticles have an average primary particle size of several nm to several tens of nm, and their surfaces are 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 (e.g., 200°C or lower) that is 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 particular, in recent years, attempts have been made to form fine metal wiring (e.g., silver wiring) not only on heat-resistant polyimide, which is already used as a flexible printed wiring board, but also on various plastic substrates such as PET (polyethylene terephthalate) and polypropylene, which are less heat-resistant than polyimide but are easy to process and inexpensive. When using a plastic substrate with low heat resistance, it is necessary to sinter the metal nanoparticles (e.g., silver nanoparticles) at an even lower temperature.

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])。錯化合物の加熱分解は100℃~180℃程度の温度で行うことが好ましく、特に120℃~160℃程度の温度で行うことが好ましいことが開示されている(段落[0018])。 For example, JP 2008-214695 A discloses a method for producing ultrafine silver particles, which comprises reacting silver oxalate with oleylamine to produce a complex compound containing at least silver, oleylamine, and oxalate ions, and then thermally decomposing the complex compound to produce ultrafine silver particles (claim 1). It also discloses that, in the method, a saturated aliphatic amine having a total carbon number of 1 to 18 is reacted with the silver oxalate and the oleylamine in addition to the complex compound (claims 2 and 3), which makes it possible to easily produce the complex compound, shorten the time required to produce ultrafine silver particles, and produce ultrafine silver particles protected by these amines in a higher yield (paragraph [0011]). It also discloses that the thermal decomposition of the complex compound is preferably carried out at a temperature of about 100°C to 180°C, and particularly preferably at a temperature of about 120°C to 160°C (paragraph [0018]).

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])。錯化合物の加熱分解は80℃~120℃程度の温度で行うことが開示されている(段落[0043])。 JP 2010-265543 A discloses a method for producing coated ultrafine silver particles, which includes a first step of mixing a silver compound that decomposes when heated to produce metallic silver with a medium- or short-chain alkylamine having a boiling point of 100°C to 250°C and a medium- or short-chain alkyldiamine having a boiling point of 100°C to 250°C to prepare a complex compound containing the silver compound, the alkylamine, and the alkyldiamine, and a second step of thermally decomposing the complex compound (Claim 3, paragraphs [0061] and [0062]). It is disclosed that the thermal decomposition of the complex compound is carried out at a temperature of about 80°C to 120°C (paragraph [0043]).

特開2012-162767号公報には、炭素数6以上のアルキルアミンと、炭素数5以下のアルキルアミンとを含むアミン混合液と、金属原子を含む金属化合物を混合して、前記金属化合物とアミンを含む錯化合物を生成する第1工程と、前記錯化合物を加熱分解して金属微粒子を生成する第2工程とを含む被覆金属微粒子の製造方法が開示されている(請求項1)。また、被覆銀微粒子をブタノール等のアルコール溶剤、オクタン等の非極性溶剤、又はそれらの混合溶剤等の有機溶剤に分散可能であることが開示されている(段落[0079])。錯化合物の加熱分解は100℃~110℃の温度で行ったことが開示されている(段落[0094])。 JP 2012-162767 A discloses a method for producing coated metal microparticles, which includes a first step of mixing an amine mixture containing an alkylamine having 6 or more carbon atoms and an alkylamine having 5 or less carbon atoms with a metal compound containing a metal atom to produce a complex compound containing the metal compound and the amine, and a second step of thermally decomposing the complex compound to produce metal microparticles (Claim 1). It also discloses that the coated silver microparticles can be dispersed in an organic solvent, such as an alcohol solvent such as butanol, a non-polar solvent such as octane, or a mixture thereof (Paragraph [0079]). It also discloses that the thermal decomposition of the complex compound was carried out at a temperature of 100°C to 110°C (Paragraph [0094]).

特開2013-142172号公報には、銀ナノ粒子の製造方法であって、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)と、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)と、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)とを含むアミン混合液を調製し、銀化合物と、前記アミン混合液とを混合して、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が開示されている(請求項1)。また、得られた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ことが開示され、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; 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が開示されている(段落[0085])。シュウ酸銀の錯化合物の加熱分解は80℃~120℃程度の温度で行うことが開示されている(段落[0080])。 JP 2013-142172 A discloses a method for producing silver nanoparticles, which comprises preparing an amine mixture containing an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 6 or more, an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms of which is 8 or less, mixing a silver compound with the amine mixture to produce a complex compound containing the silver compound and the amine, and heating the complex compound to cause thermal decomposition, thereby forming silver nanoparticles (Claim 1). It is also disclosed that a silver coating composition, known as silver ink, can be prepared by dispersing the obtained silver nanoparticles in a suspended state in a suitable organic solvent (dispersion medium). Examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, and tetradecane; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and mesitylene; and alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, and n-decanol (paragraph [0085]). It is also disclosed that the thermal decomposition of the silver oxalate complex compound is carried out at a temperature of about 80°C to 120°C (paragraph [0080]).

特開2013-142173号公報には、銀ナノ粒子の製造方法であって、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)と、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)とを特定の割合で含むアミン混合液を調製し、銀化合物と、前記アミン混合液とを混合して、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が開示されている(請求項1)。また、上記の特開2013-142172号公報と同様に、得られた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ことが開示され、同様の有機溶剤が開示されている(段落[0076])。シュウ酸銀の錯化合物の加熱分解は80℃~120℃程度の温度で行うことが開示されている(段落[0071])。 JP 2013-142173 A discloses a method for producing silver nanoparticles, which comprises preparing an amine mixture containing a specific ratio of an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group being 6 or more, and an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, mixing a silver compound with the amine mixture to generate a complex compound containing the silver compound and the amine, and heating the complex compound to cause thermal decomposition to form silver nanoparticles (Claim 1). In addition, as in the above JP 2013-142172 A, it is disclosed that a silver coating composition called a silver ink can be produced by dispersing the obtained silver nanoparticles in a suspension state in an appropriate organic solvent (dispersion medium), and a similar organic solvent is disclosed (paragraph [0076]). It is disclosed that the thermal decomposition of silver oxalate complex compounds is carried out at temperatures of approximately 80°C to 120°C (paragraph [0071]).

特開2014-034690号公報には、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が開示されている。 JP 2014-034690 A discloses a method for producing silver nanoparticles, which includes: mixing a silver compound with an alcohol-based solvent to obtain a silver compound-alcohol slurry; adding an aliphatic hydrocarbon amine to the obtained silver compound-alcohol slurry to generate a complex compound containing the silver compound and the amine; and heating the complex compound to cause thermal decomposition to form silver nanoparticles.

特開2015-131991号公報には、脂肪族炭化水素アミンと、銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と; 前記錯化合物を、2℃/minよりも大きい昇温速度で80~120℃の熱分解温度に加熱昇温して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と; を含む銀ナノ粒子の製造方法が開示されている。 JP 2015-131991 A discloses a method for producing silver nanoparticles, which includes a complex compound production step of mixing an aliphatic hydrocarbon amine and a silver compound at room temperature to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbon amine; and a complex compound thermal decomposition step of heating the complex compound to a thermal decomposition temperature of 80 to 120°C at a temperature increase rate of more than 2°C/min to thermally decompose the complex compound, thereby forming silver nanoparticles.

特開2008-214695号公報JP 2008-214695 A 特開2010-265543号公報JP 2010-265543 A 特開2012-162767号公報JP 2012-162767 A 特開2013-142172号公報JP 2013-142172 A 特開2013-142173号公報JP 2013-142173 A 特開2014-034690号公報JP 2014-034690 A 特開2015-131991号公報JP 2015-131991 A

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(上記特許文献における熱分解反応)は有機安定剤の存在下で行われる。 Silver nanoparticles have an average primary particle size of several nm to several tens of nm, and are more prone to aggregation than micron (μm) sized particles. Therefore, the reduction reaction of the silver compound (thermal decomposition reaction in the above patent document) is carried out in the presence of an organic stabilizer (a protective agent such as an aliphatic amine or an aliphatic carboxylic acid) so that the surface of the resulting silver nanoparticles is covered with the 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, silver nanoparticles are considered to be a silver paint composition (silver ink, silver paste) containing the particles in an organic solvent. In order to exhibit electrical conductivity, it is necessary that the organic stabilizer covering the silver nanoparticles is removed and the silver particles are sintered during baking after application to a substrate. If the baking temperature is low, the organic stabilizer is difficult to remove. If the silver particles are not sintered to a sufficient degree, a low resistance value cannot be obtained. In other words, the organic stabilizer present on the surface of the silver nanoparticles contributes to the stabilization of the silver nanoparticles, but on the other hand, it hinders the sintering of the silver nanoparticles (especially sintering at low temperatures).

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 a relatively long-chain (e.g., carbon number 8 or more) aliphatic amine compounds and/or aliphatic carboxylic acid compounds are used as the organic stabilizer, the silver nanoparticles are more likely to be stabilized because the spacing between the individual silver nanoparticles is more likely to be secured. On the other hand, long-chain aliphatic amine compounds and/or aliphatic carboxylic acid compounds are less likely to be removed 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, there is a trade-off between stabilizing silver nanoparticles and achieving low resistance values when fired at low temperatures.

ところで、上記各特許文献においては、銀の錯化合物の生成反応工程と該錯化合物の熱分解反応工程とが同一の反応槽中で行われている。すなわち、生成反応工程で得られた銀の錯化合物を含む反応混合物全てをそのまま昇温して、同一の反応槽中で該錯化合物が熱分解反応工程に付されている。上記の熱分解反応は発熱反応であり、銀の錯化合物を含む反応混合物全てをそのまま昇温すると、熱分解反応が一気に進行して、発熱コントロールが困難になるという欠点がある。特にスケールアップされた工業的製造においては、安全面に大きなリスクがある。 In the above-mentioned patent documents, the silver complex compound production reaction process and the complex compound thermal decomposition reaction process are carried out in the same reaction tank. In other words, the entire reaction mixture containing the silver complex compound obtained in the production reaction process is heated as is, and the complex compound is subjected to the thermal decomposition reaction process in the same reaction tank. The above-mentioned thermal decomposition reaction is an exothermic reaction, and if the entire reaction mixture containing the silver complex compound is heated as is, there is a drawback in that the thermal decomposition reaction proceeds all at once, making it difficult to control the heat generation. This poses a significant safety risk, especially in scaled-up industrial production.

銀ナノ粒子を含有する分散液は、その分散液が各種基材上に塗布されるに際して、フィルターを用いた濾過工程に付される。この濾過工程において、フィルターの目詰まりが起こることのないように、分散液中の銀ナノ粒子は、小さい平均粒子径、例えば100nm以下の平均粒子径を有することは重要である。また、焼成後の銀塗膜の均質性の観点からも、分散液中の銀ナノ粒子は小さい平均粒子径、例えば100nm以下の平均粒子径を有することは重要である。 When the dispersion containing silver nanoparticles is applied to various substrates, it is subjected to a filtration process using a filter. In this filtration process, it is important that the silver nanoparticles in the dispersion have a small average particle diameter, for example, an average particle diameter of 100 nm or less, so that the filter does not become clogged. In addition, from the viewpoint of the homogeneity of the silver coating film after firing, it is also important that the silver nanoparticles in the dispersion have a small average particle diameter, for example, an average particle diameter of 100 nm or less.

さらに、インクジェット印刷を考慮すると、銀ナノ粒子含有分散液(銀ナノ粒子含有インク)はインクジェットヘッドの目詰まりを起こさないものである必要がある。 Furthermore, when considering inkjet printing, the silver nanoparticle-containing dispersion (silver nanoparticle-containing ink) needs to be one that does not clog the inkjet head.

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、小さい平均粒子径を有する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。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、低温での焼結が可能な且つ小さい平均粒子径を有する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。さらに、本発明の目的は、スケールアップされた工業的な製造においても、前記小さい平均粒子径を有する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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing silver nanoparticles, which produces silver nanoparticles having a small average particle size, using the so-called thermal decomposition method of producing silver nanoparticles by thermal decomposition of a silver-amine complex compound. A further object of the present invention is to provide a method for producing silver nanoparticles, which produces silver nanoparticles that can be sintered at low temperatures and have a small average particle size, using the so-called thermal decomposition method of producing silver nanoparticles by thermal decomposition of a silver-amine complex compound. A further object of the present invention is to provide a method for producing silver nanoparticles, which produces silver nanoparticles having the small average particle size, even in scaled-up industrial production.

さらに、本発明の目的は、小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を提供することにある。さらに、本発明の目的は、低温での焼結が可能な且つ小さい平均粒子径を有する均質な銀ナノ粒子を提供することにある。これら銀ナノ粒子は、上記の製造方法により得られ得る。 A further object of the present invention is to provide silver nanoparticles having a small average particle size. A further object of the present invention is to provide uniform silver nanoparticles that can be sintered at low temperatures and have a small average particle size. These silver nanoparticles can be obtained by the above-mentioned manufacturing method.

本発明者らは、検討した結果、銀の錯化合物の生成反応工程で得られた錯化合物を含む反応混合物を熱分解反応工程に逐次的に導入して、逐次的に錯化合物を熱分解反応させることにより、反応熱の発生をコントロールでき、スケールアップが容易となることを見出した。 As a result of their investigations, the inventors have found that by sequentially introducing the reaction mixture containing the complex compound obtained in the silver complex compound production reaction process into the thermal decomposition reaction process and sequentially thermally decomposing the complex compound, it is possible to control the generation of reaction heat and to facilitate scale-up.

しかしながら、生成反応工程で得られた銀錯化合物を含む室温付近の反応混合物を熱分解槽に逐次添加すると、生成反応工程で得られた銀の錯化合物を含む反応混合物全てをそのまま昇温して、同一の反応槽中で該錯化合物を熱分解反応に付す従来法の場合と比べて、銀ナノ粒子の平均粒子径が大きくなることが判った。 However, it was found that when the reaction mixture containing the silver complex compound obtained in the production reaction process and kept at room temperature was successively added to the thermal decomposition tank, the average particle size of the silver nanoparticles became larger than in the conventional method in which the entire reaction mixture containing the silver complex compound obtained in the production reaction process was heated as is and the complex compound was subjected to a thermal decomposition reaction in the same reaction tank.

本発明者らは、生成した前記錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、熱分解槽に逐次添加して熱分解させると、結晶核の存在により銀ナノ粒子の形成が効率よく進行する可能性があると考えた。 The inventors considered that if the generated complex compound is successively added to a pyrolysis tank in the presence of the crystal nuclei of the desired silver nanoparticles and pyrolyzed, the presence of the crystal nuclei may lead to efficient formation of silver nanoparticles.

そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討した結果、銀の錯化合物の生成反応工程で得られた錯化合物を含む反応混合物を予備加熱して、予備加熱された反応混合物を熱分解反応工程に逐次的に導入して、逐次的に錯化合物を熱分解反応させることにより、生成する銀ナノ粒子の平均粒子径が、予備加熱しない場合よりもより小さくなることを見出した。またこの際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布において2つ以上のピークを有することを見出した。 The inventors have further studied the matter and found that by preheating the reaction mixture containing the complex compound obtained in the silver complex compound production reaction step, and then sequentially introducing the preheated reaction mixture into the thermal decomposition reaction step to sequentially thermally decompose the complex compound, the average particle size of the silver nanoparticles produced becomes smaller than when preheating is not performed. They also found that the silver nanoparticles obtained in this way have two or more peaks in the particle size distribution.

本発明者らは、さらに鋭意検討した結果、熱分解反応槽に予め調製した銀ナノ粒子を存在させておき、銀の錯化合物の生成反応工程で得られた錯化合物を含む反応混合物を、予め調製した銀ナノ粒子が存在している熱分解反応槽に逐次的に導入して、逐次的に錯化合物を熱分解反応させることにより、生成する銀ナノ粒子の平均粒子径が、熱分解反応槽に銀ナノ粒子が存在していない場合よりもより小さくなることを見出した。またこの際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布において2つ以上のピークを有することを見出した。 After further intensive research, the inventors have found that by placing pre-prepared silver nanoparticles in a thermal decomposition reaction vessel, sequentially introducing a reaction mixture containing a complex compound obtained in a silver complex compound production reaction step into the thermal decomposition reaction vessel in which the pre-prepared silver nanoparticles are present, and sequentially thermally decomposing the complex compound, the average particle size of the silver nanoparticles produced becomes smaller than when no silver nanoparticles are present in the thermal decomposition reaction vessel. They have also found that the silver nanoparticles obtained in this way have two or more peaks in the particle size distribution.

本発明には、以下の発明が含まれる。
(1) 脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有する銀ナノ粒子。
The present invention includes the following inventions.
(1) Silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, and which have two or more peaks in their particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but less than 100 nm.

(2) 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) に記載の銀ナノ粒子。
(2) The aliphatic hydrocarbon amine comprises an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which comprises an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more,
The silver nanoparticles according to (1) above further contain at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 8 or less.

(3) 前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)は、炭素数6以上12以下の直鎖状アルキル基を有する直鎖状アルキルモノアミン、及び炭素数6以上16以下の分枝状アルキル基を有する分枝状アルキルモノアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、上記(2) に記載の銀ナノ粒子。 (3) The silver nanoparticles described in (2) above, in which the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) is at least one selected from the group consisting of linear alkyl monoamines having a linear alkyl group with 6 to 12 carbon atoms and branched alkyl monoamines having a branched alkyl group with 6 to 16 carbon atoms.

(4) 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(2) 又は(3) に記載の銀ナノ粒子。 (4) The silver nanoparticles according to (2) or (3) above, in which the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) is an alkyl monoamine having 2 to 5 carbon atoms.

(5) 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(2) ~(4) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子。 (5) Silver nanoparticles according to any one of (2) to (4) above, in which the aliphatic hydrocarbon diamine (C) is an alkylenediamine in which one of the two amino groups is a primary amino group and the other is a tertiary amino group.

(6) 前記銀ナノ粒子の銀原子1モルに対して、前記脂肪族炭化水素アミンはその合計として1~50モル用いられている、上記(1) ~(5) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子。 (6) Silver nanoparticles according to any one of (1) to (5) above, in which the aliphatic hydrocarbon amine is used in a total amount of 1 to 50 moles per mole of silver atoms in the silver nanoparticles.

(7) 100nm以下の平均粒子径を有する、上記(1) ~(6) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子。 (7) Silver nanoparticles according to any one of (1) to (6) above, having an average particle diameter of 100 nm or less.

(8) 脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を60~90℃の予備加熱温度に予備加熱する、予備加熱工程と、
予備加熱された前記錯化合物を前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含む銀ナノ粒子の製造方法。
(8) a complex compound generating step of mixing an aliphatic hydrocarbyl amine with a silver compound at room temperature to generate a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
A preheating step of preheating the produced complex compound to a preheating temperature of 60 to 90° C.;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the preheated complex compound is successively added to a thermal decomposition tank having a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C., which is higher than the preheating temperature, and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
A method for producing silver nanoparticles comprising the steps of:

(9) 前記銀化合物は、シュウ酸銀である、上記(8) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (9) The method for producing silver nanoparticles described in (8) above, wherein the silver compound is silver oxalate.

(10) 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(8) 又は(9) に記載の銀ナノ粒子の製造方法。
(10) The aliphatic hydrocarbon amine comprises an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which comprises an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more, and further comprises
The method for producing silver nanoparticles according to (8) or (9) above, comprising at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 8 or less.

(11) 前記錯化合物の生成工程において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを、炭素数3以上のアルコール溶剤下で混合する、上記(8) ~(10) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (11) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (8) to (10) above, wherein in the step of producing the complex compound, the aliphatic hydrocarbon amine and the silver compound are mixed in an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms.

(12) 前記錯化合物の予備加熱工程において、前記錯化合物を管状加熱装置によって加熱する、上記(8) ~(11)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (12) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (8) to (11) above, wherein the complex compound is heated by a tubular heating device in the preheating step of the complex compound.

(13) 前記錯化合物の熱分解工程において、前記錯化合物の添加終了後に熱分解温度にて10~120分間維持する、上記(8) ~(12)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (13) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (8) to (12) above, wherein in the thermal decomposition step of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for 10 to 120 minutes after the addition of the complex compound is completed.

(14) 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(8) ~(13)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (14) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (8) to (13) above, wherein a total of 1 to 50 moles of the aliphatic hydrocarbon amine are used per mole of silver atoms of the silver compound.

(15) 脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を熱分解させるための熱分解槽に、予め調製された銀ナノ粒子を存在させておく、熱分解槽の準備工程と、
生成した前記錯化合物を80~120℃の熱分解温度とされた前記熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含む銀ナノ粒子の製造方法。
(15) a process for producing a complex compound, comprising mixing an aliphatic hydrocarbyl amine with a silver compound at room temperature to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
A thermal decomposition tank preparation step in which silver nanoparticles prepared in advance are present in a thermal decomposition tank for thermally decomposing the generated complex compound;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the generated complex compound is successively added to the thermal decomposition tank having a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C. and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
A method for producing silver nanoparticles comprising the steps of:

(16) 熱分解槽の準備工程において、前記予め調製された銀ナノ粒子は、脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆されたものである、上記(15)に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (16) In the method for producing silver nanoparticles described in (15) above, in the step of preparing the pyrolysis tank, the surfaces of the previously prepared silver nanoparticles are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine.

(17) 前記銀化合物は、シュウ酸銀である、上記(15)又は(16)に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (17) The method for producing silver nanoparticles according to (15) or (16) above, wherein the silver compound is silver oxalate.

(18) 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(15)~(17)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。
(18) The aliphatic hydrocarbon amine comprises an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which comprises an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more,
The method for producing silver nanoparticles according to any one of (15) to (17) above further comprises at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 8 or less.

(19) 前記錯化合物の生成工程において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを、炭素数3以上のアルコール溶剤下で混合する、上記(15)~(18)うちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (19) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (15) to (18) above, wherein in the step of producing the complex compound, the aliphatic hydrocarbon amine and the silver compound are mixed in an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms.

(20) 前記錯化合物の熱分解工程において、前記錯化合物の添加終了後に熱分解温度にて10~120分間維持する、上記(15)~(19)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (20) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (15) to (19) above, wherein in the thermal decomposition step of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for 10 to 120 minutes after the addition of the complex compound is completed.

(21) 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(15)~(20)のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子の製造方法。 (21) The method for producing silver nanoparticles according to any one of (15) to (20) above, wherein a total of 1 to 50 moles of the aliphatic hydrocarbon amine are used per mole of silver atoms of the silver compound.

(22) 上記(1) ~(7) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子又は上記(8) ~(21)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粒子塗料組成物。 (22) A silver particle coating composition comprising the silver nanoparticles described in any one of (1) to (7) above or the silver nanoparticles produced by the method described in any one of (8) to (21) above, and an organic solvent.

・ 凹版オフセット印刷、スクリーン印刷、スピンコート、又はインクジェット印刷に用いられる、上記(22)に記載の銀粒子塗料組成物。前記凹版オフセット印刷には、グラビアオフセット印刷などが含まれる。 The silver particle coating composition according to (22) above, which is used for intaglio offset printing, screen printing, spin coating, or inkjet printing. The intaglio offset printing includes gravure offset printing, etc.

(23) 基板と、
前記基板上に、上記(1) ~(7) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子又は上記(8) ~(21)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粒子塗料組成物が塗布され、焼成されてなる銀導電層と、
を有する電子デバイス。
電子デバイスとしては、各種の配線基板、モジュール等が含まれる。
(23) a substrate;
a silver conductive layer formed by coating a silver particle coating composition containing the silver nanoparticles according to any one of (1) to (7) above or the silver nanoparticles produced by the method according to any one of (8) to (21) above and an organic solvent on the substrate, and then baking the composition;
An electronic device having:
The electronic devices include various wiring boards, modules, and the like.

・ 基板上に、上記(1) ~(7) のうちのいずれかに記載の銀ナノ粒子又は上記(8) ~(21)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粒子塗料組成物を塗布し、銀粒子含有塗布層を形成し、その後、前記塗布層を焼成して銀導電層を形成することを含む電子デバイスの製造方法。
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われ得る。より具体的には、90℃~120℃程度、10分~15分間程度の条件、例えば、120℃、15分間の条件で行われ得る。
A method for producing an electronic device, comprising: applying a silver particle coating composition containing the silver nanoparticles described in any one of (1) to (7) above or the silver nanoparticles produced by the method described in any one of (8) to (21) above and an organic solvent onto a substrate to form a silver particle-containing coating layer, and then baking the coating layer to form a silver conductive layer.
The firing may be performed at a temperature of 200° C. or less, for example, 150° C. or less, and preferably 120° C. or less, for a time of 2 hours or less, for example, 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and more preferably 15 minutes or less. More specifically, the firing may be performed under conditions of about 90° C. to 120° C., and about 10 minutes to 15 minutes, for example, 120° C., 15 minutes.

基板は、プラスチック製基板、セラミック製基板、ガラス製基板、及び金属製基板から選ばれ得る。 The substrate may be selected from a plastic substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, and a metal substrate.

(24) 銀ナノ粒子の製造装置であって、
脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を生成させるための錯化合物の生成反応槽と、
前記錯化合物を熱分解させて、銀ナノ粒子を形成するための錯化合物の熱分解反応槽と、
前記生成反応槽で生成した前記錯化合物を含む反応混合物を前記熱分解反応槽へと逐次的に移送する管状路とを含む、銀ナノ粒子の製造装置。
(24) An apparatus for producing silver nanoparticles, comprising:
a reaction tank for generating a complex compound for mixing an aliphatic hydrocarbyl amine with a silver compound to generate a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
a thermal decomposition reaction tank for thermally decomposing the complex compound to form silver nanoparticles;
and a tubular passage for sequentially transporting a reaction mixture containing the complex compound produced in the production reaction tank to the pyrolysis reaction tank.

(25) 前記管状路の一部に、予備加熱装置が設けられている、上記(24)に記載の製造装置。 (25) The manufacturing apparatus described in (24) above, in which a preheating device is provided in a portion of the tubular passage.

(26) 前記熱分解反応槽は、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を生成させる機能をも備えている、上記(24)に記載の製造装置。 (26) The manufacturing apparatus according to (24) above, in which the thermal decomposition reaction tank also has a function of mixing an aliphatic hydrocarbon amine with a silver compound to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbon amine.

(27) 脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含む銀ナノ粒子の製造方法。
(27) a process for producing a complex compound, comprising mixing an aliphatic hydrocarbyl amine with a silver compound at room temperature to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the generated complex compound is successively added to a thermal decomposition tank set at a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C. in a state in which the crystal nuclei of the target silver nanoparticles are present, and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
A method for producing silver nanoparticles comprising the steps of:

(28) 脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有する銀ナノ粒子を製造する、上記(27)に記載の方法。 (28) The method according to (27) above, which produces silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, and which have two or more peaks in the particle size distribution, including a peak between 1 nm and less than 20 nm and a peak between 20 nm and 100 nm.

(29) 脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含み、
脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有する銀ナノ粒子を調整する、銀ナノ粒子の粒子径制御方法。
(29) a process for producing a complex compound, comprising mixing an aliphatic hydrocarbyl amine with a silver compound at room temperature to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the generated complex compound is successively added to a thermal decomposition tank set at a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C. in a state in which the crystal nuclei of the target silver nanoparticles are present, and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
Including,
A method for controlling the particle size of silver nanoparticles, comprising adjusting silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, the silver nanoparticles having two or more peaks in their particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but less than 100 nm.

本明細書において、逐次添加(consecutive addition)とは、連続添加(continuous addition)及び間欠添加(intermittent addition)の両方の場合を含んでいる。 As used herein, "sequential addition" includes both continuous addition and intermittent addition.

本発明の銀ナノ粒子は、脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有している。本発明の銀ナノ粒子は、小さい平均粒子径、例えば100nm以下の平均粒子径を有するものである。小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を含有する分散液(銀ナノ粒子含有インク)は、フィルターを用いた濾過工程においてフィルターの目詰まりを起こすことがない。そのため、銀ナノ粒子含有分散液の各種基材上への塗布工程を、工業的な製造においても問題なく行うことができる。さらに、インクジェット印刷を考慮すると、小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を含有する分散液(銀ナノ粒子含有インク)はインクジェットヘッドの目詰まりを起こすことがない。また、分散液中の銀ナノ粒子が小さい平均粒子径を有するものであると、その銀ナノ粒子含有分散液から、均質性に優れる銀焼成膜が得られる。 The silver nanoparticles of the present invention are silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, and have two or more peaks in the particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more and 100 nm or less. The silver nanoparticles of the present invention have a small average particle size, for example, an average particle size of 100 nm or less. A dispersion containing silver nanoparticles having a small average particle size (silver nanoparticle-containing ink) does not cause clogging of a filter in a filtration process using a filter. Therefore, the coating process of the silver nanoparticle-containing dispersion on various substrates can be carried out without problems even in industrial production. Furthermore, in consideration of inkjet printing, a dispersion containing silver nanoparticles having a small average particle size (silver nanoparticle-containing ink) does not cause clogging of an inkjet head. In addition, if the silver nanoparticles in the dispersion have a small average particle size, a silver baked film with excellent homogeneity can be obtained from the silver nanoparticle-containing dispersion.

本発明の銀ナノ粒子は、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有していることにより、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の間に、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が移動しやすい状態で入り込みやすい。より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の流動状態をよくして、銀ナノ粒子を含有する分散液(銀粒子塗料組成物)の良好な流動状態が保たれ易いと考えられる。そのため、銀粒子塗料組成物の塗布適性が向上する。さらに、銀粒子塗料組成物を焼成した時に、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の間に、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が入り込み、緻密な銀焼結膜が得られることが期待される。そのため、銀焼結膜の導電性が向上する。 The silver nanoparticles of the present invention have two or more peaks, including a peak of 1 nm or more and less than 20 nm and a peak of 20 nm or more and less than 100 nm, so that particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) can easily move between particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm). It is considered that particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) improve the flow state of particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm), and the good flow state of the dispersion liquid containing silver nanoparticles (silver particle coating composition) is easily maintained. Therefore, the coating suitability of the silver particle coating composition is improved. Furthermore, when the silver particle coating composition is baked, particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) can move between particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm), and it is expected that a dense silver sintered film can be obtained. Therefore, the conductivity of the silver sintered film is improved.

さらに、異なる粒子径の金属ナノ粒子を別々に製造すると、一般的にそれらの表面被覆剤の組成は異なるものとなってしまう。被覆剤が異なると金属ナノ粒子の溶剤への分散性も変わってしまう。そのため、異なる2種の粒子径の粒子を同じ溶剤に均一に分散させることは容易ではない。本発明の銀ナノ粒子は、本明細書に示される方法により同一反応系から製造され得るので、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有しているにも係わらず、それらの表面被覆剤の組成が異なることなく、溶剤への均一分散性に優れている。 Furthermore, when metal nanoparticles of different particle sizes are produced separately, the compositions of their surface coating agents generally differ. Different coating agents also change the dispersibility of the metal nanoparticles in a solvent. Therefore, it is not easy to uniformly disperse particles of two different particle sizes in the same solvent. The silver nanoparticles of the present invention can be produced from the same reaction system by the method shown in this specification, and therefore have excellent uniform dispersibility in a solvent despite having two or more peaks in the particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but less than 100 nm. The compositions of their surface coating agents do not differ, and the nanoparticles have excellent uniform dispersibility in a solvent.

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, when an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having a total carbon number of 6 or more, and at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) having a total carbon number of 5 or less and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) having a total carbon number of 8 or less are used as the aliphatic hydrocarbon amine compound that functions as a complexing agent and/or a protective agent, the surface of the formed silver nanoparticles is coated 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。 The aliphatic hydrocarbon monoamine (B) and the aliphatic hydrocarbon diamine (C) have short carbon chain lengths, and therefore are easily removed from the silver particle surface in a short time of 2 hours or less, for example 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, even when fired at a low temperature of 200°C or less, for example 150°C or less, and preferably 120°C or less. Furthermore, due to the presence of the monoamine (B) and/or the diamine (C), the amount of the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) adhering to the silver particle surface is small. Therefore, even when fired at the low temperature, these aliphatic amine compounds are easily removed from the silver particle surface in the short time, and the sintering of the silver particles proceeds sufficiently.

本発明の製造方法において、錯化合物の生成工程で生成した銀化合物及び脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、熱分解槽に逐次添加して熱分解させて銀ナノ粒子を形成する。この製造方法により、脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有しており、且つ小さい平均粒子径、例えば100nm以下の平均粒子径を有する銀ナノ粒子を得ることができる。また、生成した前記錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、熱分解槽に逐次添加して熱分解させると、結晶核の存在により、結晶核の成長が進み、銀ナノ粒子のより小さな粒子径(1nm以上20nm以下)の粒子が生成する。 In the manufacturing method of the present invention, the silver compound and the complex compound containing an aliphatic hydrocarbon amine generated in the complex compound generation step are successively added to a pyrolysis tank in the presence of the crystal nuclei of the target silver nanoparticles, and pyrolyzed to form silver nanoparticles. This manufacturing method makes it possible to obtain silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, which have two or more peaks in the particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but 100 nm, and which have a small average particle size, for example, an average particle size of 100 nm or less. In addition, when the generated complex compound is successively added to a pyrolysis tank in the presence of the crystal nuclei of the target silver nanoparticles, and pyrolyzed, the growth of the crystal nuclei advances due to the presence of the crystal nuclei, and silver nanoparticles with a smaller particle size (1 nm or more but 20 nm or less) are generated.

さらに、本発明の製造方法によれば、得られたより大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子と、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子とは、いずれも、同じ脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆されているので、これら粒子相互間の親和性にも優れ、前記より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が、前記より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の流動状態をよくして、銀ナノ粒子を含有する分散液の良好な流動状態が保たれ易いと考えられる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, the particles having a larger particle size (20 nm or more and 100 nm or less) and the particles having a smaller particle size (1 nm or more and less than 20 nm) are both surface-coated with a protective agent containing the same aliphatic hydrocarbon amine, so that the particles have excellent affinity with each other, and it is believed that the particles having a smaller particle size (1 nm or more and less than 20 nm) improve the flow state of the particles having a larger particle size (20 nm or more and 100 nm or less), making it easier to maintain a good flow state of the dispersion liquid containing silver nanoparticles.

本発明の製造方法によれば、錯化合物の生成工程で生成した前記錯化合物を、熱分解槽に逐次添加して熱分解させて銀ナノ粒子を形成するので、熱分解反応の発熱をコントロールすることができ、スケールアップされた工業的製造においても安全性を確保できる。 According to the manufacturing method of the present invention, the complex compound produced in the complex compound production process is successively added to a pyrolysis tank and pyrolyzed to form silver nanoparticles, so that the heat generated by the pyrolysis reaction can be controlled and safety can be ensured even in scaled-up industrial production.

さらに、本発明の製造方法において、銀化合物及び脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物の生成工程において、粉末状の銀化合物と脂肪族炭化水素アミンとを炭素数3以上のアルコール溶剤存在下で混合して、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と、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。 Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, in the step of generating a complex compound containing a silver compound and an aliphatic hydrocarbon amine, a powdered silver compound and an aliphatic hydrocarbon amine are mixed in the presence of an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms to generate a complex compound containing the silver compound and the amine. In the step of generating the complex compound, a sufficient stirring operation can be performed, and the reaction heat accompanying the formation of the complex compound can be released outside the system. Therefore, a safe and simple method for manufacturing silver nanoparticles is provided, even in scaled-up industrial production.

このようにして、本発明によれば、低温且つ短い時間での焼成によって、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ナノ粒含有塗料組成物(銀インク、銀ペースト)が提供される。本発明の銀ナノ粒子含有インクは、インクジェット用途に好適である。 In this way, the present invention provides silver nanoparticles that exhibit excellent conductivity (low resistance value) by firing at a low temperature for a short time, and a method for producing the same. The present invention also provides a silver nanoparticle-containing coating composition (silver ink, silver paste) that contains the silver nanoparticles in a stable dispersion state in an organic solvent. The silver nanoparticle-containing ink of the present invention is suitable for inkjet applications.

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。 Furthermore, the present invention is also applicable to a method for producing metal nanoparticles containing metals other than silver and to the production of said metal nanoparticles.

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。本発明の銀ナノ粒子含有塗料組成物は、最近の種々の電子機器の素子用途に好適である。 According to the present invention, it is possible to form conductive films and conductive wiring even on various plastic substrates with low heat resistance, such as PET and polypropylene. The silver nanoparticle-containing coating composition of the present invention is suitable for use as elements in various recent electronic devices.

本発明において用い得る銀ナノ粒子製造装置の一例の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a silver nanoparticle production apparatus that can be used in the present invention. 実施例1における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。横軸は粒子径(nm)を表し、縦軸は強度(%)を表す。以下の粒子径分布グラフにおいて同じである。1 is a graph showing the measurement results of the particle size distribution of silver nanoparticles in Example 1. The horizontal axis represents particle size (nm) and the vertical axis represents intensity (%). The same applies to the following particle size distribution graphs. 実施例2における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。1 is a graph showing the measurement results of the particle size distribution of silver nanoparticles in Example 2. 比較例1における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。1 is a graph showing the measurement results of particle size distribution of silver nanoparticles in Comparative Example 1. 比較例2における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。1 is a graph showing the measurement results of particle size distribution of silver nanoparticles in Comparative Example 2. 実施例3における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。1 is a graph showing the measurement results of particle size distribution of silver nanoparticles in Example 3. 比較例3における銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示すグラフである。13 is a graph showing the measurement results of particle size distribution of silver nanoparticles in Comparative Example 3.

[銀ナノ粒子]
本発明において、銀ナノ粒子は、脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆された銀ナノ粒子であって、粒子径分布において、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有している。本発明の銀ナノ粒子は、小さい平均粒子径、例えば100nm以下の平均粒子径を有するものである。
[Silver nanoparticles]
In the present invention, the silver nanoparticles are silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine, and have two or more peaks in the particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but 100 nm or less. The silver nanoparticles of the present invention have a small average particle size, for example, an average particle size of 100 nm or less.

本明細書において、ナノ粒子の平均粒子径は、動的光散乱法(DLS;Dynamic light scattering)による粒子径分布から求められた一次粒子の大きさ(平均一次粒子径)である。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~70nm、より好ましくは0.5nm~60nm、さらに好ましくは0.5nm~40nm又は0.5nm~26nmの平均一次粒子径を有している。 In this specification, the average particle size of nanoparticles is the size of primary particles (average primary particle size) determined from the particle size distribution by dynamic light scattering (DLS). The particle size is intended to be the size excluding the protective agent (stabilizer) present (coating) on the surface (i.e., the size of silver itself). In the present invention, the silver nanoparticles have an average primary particle size of, for example, 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 70 nm, more preferably 0.5 nm to 60 nm, and even more preferably 0.5 nm to 40 nm or 0.5 nm to 26 nm.

小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を含有する分散液(銀ナノ粒子含有インク)は、フィルターを用いた濾過工程においてフィルターの目詰まりを起こすことがない。そのため、銀ナノ粒子含有分散液の各種基材上への塗布工程を、工業的な製造においても問題なく行うことができる。さらに、インクジェット印刷を考慮すると、小さい平均粒子径を有する均質な銀ナノ粒子を含有する分散液(銀ナノ粒子含有インク)はインクジェットヘッドの目詰まりを起こすことがない。また、分散液中の銀ナノ粒子が小さい平均粒子径を有するものであると、その銀ナノ粒子含有分散液から、均質性に優れる銀焼成膜が得られる。 A dispersion containing silver nanoparticles with a small average particle size (silver nanoparticle-containing ink) does not clog the filter during the filtration process using a filter. Therefore, the coating process of the silver nanoparticle-containing dispersion onto various substrates can be carried out without problems even in industrial production. Furthermore, in consideration of inkjet printing, a dispersion containing uniform silver nanoparticles with a small average particle size (silver nanoparticle-containing ink) does not clog the inkjet head. Furthermore, if the silver nanoparticles in the dispersion have a small average particle size, a silver fired film with excellent homogeneity can be obtained from the silver nanoparticle-containing dispersion.

本発明の銀ナノ粒子は、1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有していることにより、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の間に、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が移動しやすい状態で入り込みやすい。より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の流動状態をよくして、銀ナノ粒子を含有する分散液(銀粒子塗料組成物)の良好な流動状態が保たれ易いと考えられる。そのため、銀粒子塗料組成物の塗布適性が向上する。さらに、銀粒子塗料組成物を焼成した時に、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子の間に、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子が入り込み、緻密な銀焼結膜が得られることが期待される。そのため、銀焼結膜の導電性が向上する。 The silver nanoparticles of the present invention have two or more peaks, including a peak of 1 nm or more and less than 20 nm and a peak of 20 nm or more and less than 100 nm, so that particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) can easily move between particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm). It is considered that particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) improve the flow state of particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm), and the good flow state of the dispersion liquid containing silver nanoparticles (silver particle coating composition) is easily maintained. Therefore, the coating suitability of the silver particle coating composition is improved. Furthermore, when the silver particle coating composition is baked, particles with a smaller particle diameter (1 nm or more and less than 20 nm) can move between particles with a larger particle diameter (20 nm or more and less than 100 nm), and it is expected that a dense silver sintered film can be obtained. Therefore, the conductivity of the silver sintered film is improved.

このような観点から、より小さな粒子径(1nm以上20nm未満)の粒子と、より大きな粒子径(20nm以上100nm以下)の粒子との比率については、特に限定されないが、例えば、1nm以上20nm未満の領域のピークの強度が5~25%であり、20nm以上100nm以下の領域のピークの強度が75~95%であってもよい。 From this perspective, the ratio of particles with smaller particle diameters (1 nm or more and less than 20 nm) to particles with larger particle diameters (20 nm or more and less than 100 nm) is not particularly limited, but for example, the peak intensity in the region of 1 nm or more and less than 20 nm may be 5 to 25%, and the peak intensity in the region of 20 nm or more and less than 100 nm may be 75 to 95%.

本発明において、銀ナノ粒子は、1nm以上20nm未満の領域に2つ以上のピークを有していてもよいし、また、20nm以上100nm以下の領域に2つ以上のピークを有していてもよい。 In the present invention, the silver nanoparticles may have two or more peaks in the region of 1 nm or more and less than 20 nm, or may have two or more peaks in the region of 20 nm or more and 100 nm or less.

本発明の銀ナノ粒子において、前記脂肪族炭化水素アミンは、例えば、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ことができる。
In the silver nanoparticles of the present invention, the aliphatic hydrocarbon amine includes, for example, an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which is composed of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group and in which the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more;
Furthermore, the compound may contain at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) which is composed of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) which is composed of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 8 or less.

以下に、本発明の銀ナノ粒子の製造方法を、錯形成剤及び/又は保護剤として機能する前記脂肪族炭化水素アミンの説明と共に述べる。 The method for producing silver nanoparticles of the present invention will be described below together with an explanation of the aliphatic hydrocarbon amine that functions as a complexing agent and/or a protective agent.

[銀ナノ粒子の製造方法]
本発明の銀ナノ粒子の製造方法は、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態で、80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、を含んでいる。
[Method of manufacturing silver nanoparticles]
The method for producing silver nanoparticles of the present invention includes the steps of: mixing an aliphatic hydrocarbyl amine and a silver compound at room temperature to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
and a thermal decomposition step of the complex compound, in which the produced complex compound is successively added to a thermal decomposition tank set at a thermal decomposition temperature of 80 to 120°C in the presence of crystal nuclei of the target silver nanoparticles, and thermally decomposed to form silver nanoparticles.

図1は、本発明において用い得る銀ナノ粒子製造装置の一例の概略構成を示す図である。 Figure 1 shows a schematic diagram of an example of a silver nanoparticle manufacturing device that can be used in the present invention.

図1を参照すると、銀ナノ粒子製造装置は、錯化合物の生成工程(I) における、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を生成させるための錯化合物の生成反応槽(10)と、
錯化合物の熱分解工程(III) における、前記錯化合物を熱分解させて、銀ナノ粒子を形成するための錯化合物の熱分解反応槽(30)と、
錯化合物含有反応混合物の移送工程(II)における、前記生成反応槽(10)で生成した前記錯化合物を含む反応混合物を前記熱分解反応槽(30)へと逐次的に移送する管状路(20)とを含んでいる。
Referring to FIG. 1, the silver nanoparticle production apparatus includes a complex compound production reaction tank (10) for mixing an aliphatic hydrocarbylamine and a silver compound in a complex compound production step (I) to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbylamine;
A thermal decomposition reaction tank (30) for thermally decomposing the complex compound to form silver nanoparticles in a thermal decomposition step (III) of the complex compound;
and a tubular passage (20) for sequentially transferring the reaction mixture containing the complex compound produced in the production reaction tank (10) to the pyrolysis reaction tank (30) in the transfer step (II) of the reaction mixture containing the complex compound.

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;硫酸銀、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, the silver compound used is one that easily decomposes when heated to produce metallic silver. Examples of such silver compounds include silver carboxylates such as silver formate, silver acetate, silver oxalate, silver malonate, silver benzoate, and silver phthalate; silver halides such as silver fluoride, silver chloride, silver bromide, and silver iodide; and silver sulfate, silver nitrate, and silver carbonate. Silver oxalate is preferably used because it easily produces metallic silver when decomposed and is less likely to produce impurities other than silver. Silver oxalate has the advantage that it has a high silver content, does not require a reducing agent, and metallic silver is obtained directly by thermal decomposition, leaving less impurities derived from the reducing agent.

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 metals other than silver, a metal compound that easily decomposes when heated to produce the desired metal is used instead of the silver compound. Such metal compounds include metal salts that correspond to the silver compounds, such as metal carboxylates; metal halides; metal sulfates, metal nitrates, and metal carbonates. Of these, metal oxalates are preferably used because they easily produce metals when decomposed and are less likely to produce impurities other than metals. 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%、通常は少なくとも50重量%、例えば少なくとも80重量%を占める。 In addition, to obtain a composite with silver, the above silver compound may be used in combination with a compound of a metal other than silver. Examples of the other metal include Al, Au, Pt, Pd, Cu, Co, Cr, In, and Ni. A silver composite is made of silver and one or more other metals, and examples include Au-Ag, Ag-Cu, Au-Ag-Cu, and Au-Ag-Pd. Based on the total metals, silver accounts for at least 20% by weight, usually at least 50% by weight, for example at least 80% by weight.

本発明において、錯化合物の生成工程において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを無溶剤で混合してもよいが、炭素数3以上のアルコール溶剤存在下で混合して、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とが好ましい。 In the present invention, in the step of producing a complex compound, the aliphatic hydrocarbon amine and the silver compound may be mixed without a solvent, but it is preferable to mix them in the presence of an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms to produce a complex compound containing the silver compound and the amine.

前記アルコール溶剤としては、炭素数3~10のアルコール、好ましくは炭素数4~6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 6 carbon atoms, can be used. Examples include 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), and 2-octanol (bp: 174°C). Among these, butanols and hexanols selected from n-butanol, isobutanol, sec-butanol, and tert-butanol are preferred, taking into consideration the ability to increase the temperature of the subsequent thermal decomposition process of the complex compound and the convenience of post-treatment after the formation of silver nanoparticles. In particular, n-butanol and n-hexanol are preferred.

また、前記アルコール溶剤は、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、前記銀化合物100重量部に対して、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。 In order to thoroughly stir the silver compound-alcohol slurry, the alcohol solvent is used in an amount of, for example, 120 parts by weight or more, preferably 130 parts by weight or more, and more preferably 150 parts by weight or more, relative to 100 parts by weight of the silver compound. There is no particular upper limit to the amount of the alcohol solvent, and it is, for example, 1000 parts by weight or less, preferably 800 parts by weight or less, and more preferably 500 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the silver compound.

本発明において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを炭素数3以上のアルコール溶剤存在下で混合するには、いくつかの形態をとり得る。
例えば、まず、固体の銀化合物とアルコール溶剤とを混合して、銀化合物-アルコールスラリーを得て[スラリー形成工程]、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もよい。スラリーとは、固体の銀化合物が、アルコール溶剤中に分散されている混合物を表している。反応容器に、固体の銀化合物を仕込み、それにアルコール溶剤を添加しスラリーを得るとよい。
あるいは、脂肪族炭化水素アミンとアルコール溶剤とを反応容器に仕込み、それに銀化合物-アルコールスラリーを添加してもよい。
In the present invention, the mixing of the aliphatic hydrocarbyl amine and the silver compound in the presence of an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms can take several forms.
For example, first, a solid silver compound and an alcohol solvent are mixed to obtain a silver compound-alcohol slurry [slurry formation step], and then an aliphatic hydrocarbon amine may be added to the obtained silver compound-alcohol slurry. The term "slurry" refers to a mixture in which a solid silver compound is dispersed in an alcohol solvent. The solid silver compound may be charged into a reaction vessel, and the alcohol solvent may be added thereto to obtain a slurry.
Alternatively, the aliphatic hydrocarbyl amine and the alcohol solvent may be charged to a reaction vessel, and the silver compound-alcohol slurry may be added thereto.

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てもよい。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(又はその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(又はその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 may include, for example, an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having a total number of carbon atoms in the hydrocarbon group of 6 or more, and may further include at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group being 8 or less. These components are usually used as an amine mixture, but the mixing of the amine with the silver compound (or its alcohol slurry) does not necessarily need to be performed using the amines in a mixed state. The amines may be added sequentially to the silver compound (or its 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 this specification, the term "aliphatic hydrocarbon monoamine" is an established term, but it is a compound consisting of one to three 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) may have a substituent containing a heteroatom (an atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom in the hydrocarbon group as necessary. 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。 Furthermore, an "aliphatic hydrocarbon diamine" is a compound consisting of a divalent aliphatic hydrocarbon group (alkylene group), two amino groups interposed between the aliphatic hydrocarbon group, and, in some cases, an aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) that replaces the hydrogen atom of the amino group. However, the aliphatic hydrocarbon diamine (C) may have a substituent in the hydrocarbon group that contains a heteroatom (an atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom, as necessary. The 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。 Aliphatic hydrocarbon monoamines (A) with a total of 6 or more carbon atoms have a high functionality as a protective agent (stabilizer) for the surface of the resulting silver particles due to their 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炭素数6~18の直鎖状脂肪族炭化水素基を有する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炭素数6~16、好ましくは炭素数6~8の分枝状脂肪族炭化水素基を有する分枝脂肪族炭化水素モノ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。 The aliphatic hydrocarbon monoamine (A) includes primary amines, secondary amines, and tertiary amines. Examples of primary amines include saturated aliphatic hydrocarbon monoamines (i.e., alkyl monoamines) having a linear aliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, such as hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, and octadecylamine. In addition to the linear aliphatic monoamines described above, examples of saturated aliphatic hydrocarbon monoamines include branched aliphatic hydrocarbon monoamines having a branched aliphatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms, preferably 6 to 8 carbon atoms, such as isohexylamine, 2-ethylhexylamine, and tert-octylamine. Cyclohexylamine is also included. Furthermore, unsaturated aliphatic hydrocarbon monoamines (i.e., alkenyl monoamines) such as oleylamine are included.

第二級アミンとしては、直鎖状のものとして、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-ジヘプチルアミン、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。 Examples of secondary amines that are linear include dialkyl monoamines such as N,N-dipropylamine, N,N-dibutylamine, N,N-dipentylamine, N,N-dihexylamine, N,N-diheptylamine, N,N-dioctylamine, N,N-dinonylamine, N,N-didecylamine, N,N-diundecylamine, N,N-didodecylamine, N-methyl-N-propylamine, N-ethyl-N-propylamine, and N-propyl-N-butylamine. Examples of tertiary amines include tributylamine and trihexylamine.

また、分枝状のものとして、N,N-ジイソヘキシルアミン、N,N-ジ(2-エチルヘキシル)アミン等の第二級アミンが挙げられる。また、トリイソヘキシルアミン、トリ(2-エチルヘキシル)アミン等の第三級アミンが挙げられる。N,N-ジ(2-エチルヘキシル)アミンの場合、2-エチルヘキシル基の炭素数は8であるが、前記アミン化合物に含まれる炭素の総数は16となる。トリ(2-エチルヘキシル)アミンの場合、前記アミン化合物に含まれる炭素の総数は24となる。 Examples of branched amines include secondary amines such as N,N-diisohexylamine and N,N-di(2-ethylhexyl)amine. Examples of branched amines include tertiary amines such as triisohexylamine and tri(2-ethylhexyl)amine. In the case of N,N-di(2-ethylhexyl)amine, the 2-ethylhexyl group has 8 carbon atoms, but the total number of carbon atoms contained in the amine compound is 16. In the case of tri(2-ethylhexyl)amine, the total number of carbon atoms contained in the amine compound is 24.

上記モノアミン(A)の内でも、直鎖状の場合には、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。前記直鎖脂肪族炭化水素モノアミンのうち、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 the monoamines (A), saturated aliphatic hydrocarbon monoamines having 6 or more carbon atoms are preferred in the case of linear monoamines. By making the number of carbon atoms 6 or more, it is possible to secure a distance between the silver particles when the amino group is adsorbed on the surface of the silver particles, improving the effect of preventing aggregation between the silver particles. There is no particular upper limit on the number of carbon atoms, but in consideration of ease of availability and ease of removal during firing, saturated aliphatic monoamines having up to 18 carbon atoms are usually preferred. In particular, alkyl monoamines having 6 to 12 carbon atoms such as hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, and dodecylamine are preferably used. Only one of the linear aliphatic hydrocarbon monoamines may be used, or two or more may be used in combination.

また、分枝脂肪族炭化水素モノアミン化合物を用いると、同じ炭素数の直鎖脂肪族炭化水素モノアミン化合物を用いた場合と比べ、分枝脂肪族炭化水素基の立体的因子により銀粒子表面上へのより少ない付着量で銀粒子表面のより大きな面積を被覆することができる。そのため、銀粒子表面上へのより少ない付着量で、銀ナノ粒子の適度な安定化が得られる。焼成時において除去すべき保護剤(有機安定剤)の量が少ないので、200℃以下の低温での焼成の場合にも、有機安定剤を効率よく除去でき、銀粒子の焼結が十分に進行する。 In addition, when a branched aliphatic hydrocarbon monoamine compound is used, a larger area of the silver particle surface can be covered with a smaller amount of adhesion due to the steric factor of the branched aliphatic hydrocarbon group compared to when a straight-chain aliphatic hydrocarbon monoamine compound with the same number of carbon atoms is used. Therefore, appropriate stabilization of the silver nanoparticles can be obtained with a smaller amount of adhesion on the silver particle surface. Since the amount of protective agent (organic stabilizer) to be removed during firing is small, the organic stabilizer can be efficiently removed even when firing at a low temperature of 200°C or less, and sintering of the silver particles proceeds sufficiently.

上記分枝脂肪族炭化水素モノアミンの内でも、イソヘキシルアミン、2-エチルヘキシルアミン等の主鎖の炭素数5~6の分枝アルキルモノアミン化合物が好ましい。主鎖の炭素数5~6であると、銀ナノ粒子の適度な安定化が得られやすい。また、分枝脂肪族基の立体的因子の観点からは、2-エチルヘキシルアミンのように、N原子側から2番目の炭素原子において枝分かれしていることが有効である。前記分枝脂肪族モノアミンとして、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 the above branched aliphatic hydrocarbon monoamines, branched alkyl monoamine compounds having 5 to 6 carbon atoms in the main chain, such as isohexylamine and 2-ethylhexylamine, are preferred. When the main chain has 5 to 6 carbon atoms, it is easy to obtain appropriate stabilization of the silver nanoparticles. In addition, from the viewpoint of the steric factor of the branched aliphatic group, it is effective that the branching occurs at the second carbon atom from the N atom side, as in 2-ethylhexylamine. As the branched aliphatic monoamine, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明において、前記脂肪族炭化水素モノアミン(A)として、前記直鎖状脂肪族炭化水素モノアミンと、前記分枝状脂肪族炭化水素モノアミンとをそれぞれの利点を得るために併用してもよい。 In the present invention, the linear aliphatic hydrocarbon monoamine and the branched aliphatic hydrocarbon monoamine may be used in combination as the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) to obtain the respective advantages.

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。 Aliphatic hydrocarbon monoamines (B) with a total of 5 or less carbon atoms have a shorter carbon chain length than aliphatic monoamines (A) with a total of 6 or more carbon atoms, and therefore are considered to have a low function as a protective agent (stabilizer) in themselves. However, compared to the aliphatic monoamines (A), they have a higher polarity and a higher coordination ability with the silver of the silver compound, and are therefore considered to be effective in promoting complex formation. In addition, because the carbon chain length is short, they can be removed from the silver particle surface in a short time of 30 minutes or less or 20 minutes or less, even at low-temperature firing at, for example, 120°C or less or about 100°C or less, and are therefore effective in low-temperature firing of the obtained 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 saturated aliphatic hydrocarbon monoamines having 2 to 5 carbon atoms (i.e., alkyl monoamines), such as ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, isopentylamine, and tert-pentylamine. In addition, examples include dialkyl monoamines, such as N,N-dimethylamine and N,N-diethylamine.

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, etc. are preferred, and the above-mentioned butylamines are particularly preferred. Only one of the aliphatic hydrocarbon monoamines (B) may be used, or two or more of them 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。 Aliphatic hydrocarbon diamines (C) having a total carbon number of 8 or less have a high coordination ability to silver compounds and are effective in promoting the formation of complexes. Aliphatic hydrocarbon diamines generally have a higher polarity than aliphatic hydrocarbon monoamines, and have a higher coordination ability to silver compounds. In addition, the aliphatic hydrocarbon diamines (C) have the effect of promoting thermal decomposition at a lower temperature and in a shorter time in the thermal decomposition process of the complex compound, and can produce silver nanoparticles more efficiently. Furthermore, since the protective coating of the silver particles containing the aliphatic diamines (C) is highly polar, the dispersion stability of the silver particles in a dispersion medium containing a highly polar solvent is improved. Furthermore, since the aliphatic diamines (C) have a short carbon chain length, they can be removed from the silver particle surface in a short time of 30 minutes or less or 20 minutes or less even in low-temperature firing at, for example, 120°C or less or about 100°C or less, and are therefore effective in 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。 The aliphatic hydrocarbon diamine (C) is not particularly limited, but may be 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, Examples include panediamine, 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, 1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane, 1,6-hexanediamine, N,N-dimethyl-1,6-hexanediamine, N,N'-dimethyl-1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, and 1,8-octanediamine. All of these are alkylenediamines with a total of 8 carbon atoms or less, in which at least one of the two amino groups is a primary amino group or a secondary amino group, and have a high coordination ability with silver compounds and are 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, preferred are alkylenediamines having a total of 8 or less carbon atoms in which one of the two amino groups is a primary amino group (-NH2) and the other is a tertiary amino group (-NR1R2), such as N,N-dimethylethylenediamine, N,N-diethylethylenediamine, N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, N,N-diethyl- 1,3 -propanediamine, N,N-dimethyl-1,4-butanediamine, N,N-diethyl-1,4-butanediamine, and N, N -dimethyl- 1,6 -hexanediamine. Preferred alkylenediamines are 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。
R1R2N - R- NH2
Here, R represents a divalent alkylene group, R1 and R2 may be the same or different, and represent an alkyl group, provided that the total number of carbon atoms in R, R1 and R2 is 8 or less. The alkylene group usually does not contain a heteroatom (atom other than carbon and hydrogen) such as an oxygen atom or a nitrogen atom, but may have a substituent containing the heteroatom as necessary. In addition, the alkyl group usually does not contain a heteroatom such as an oxygen atom or a nitrogen atom, but may have a substituent containing the heteroatom as necessary.

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 silver compound has a high coordination ability with silver, which is advantageous for complex formation, and when the other is a tertiary amino group, the tertiary amino group has poor coordination ability with silver atoms, which prevents the complex formed from having a complex network structure. If the complex has a complex network structure, a high temperature may be required for the thermal decomposition process of the complex. Furthermore, among these, diamines with a total carbon number of 6 or less are preferred, and diamines with a total carbon number of 5 or less are more preferred, from the viewpoint that they can be removed from the silver particle surface in a short time even in low-temperature firing. Of the aliphatic hydrocarbon diamines (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。該(A)成分として、前記分枝状脂肪族モノアミンを用いる場合には、前記脂肪族モノアミン(A):5モル%~65モル%を満たすように、
前記分枝状脂肪族モノアミン:10モル%~50モル%
とするとよい。
In the present invention, the ratio of the aliphatic hydrocarbon monoamine (A) having a total of 6 or more carbon atoms to either or both of the aliphatic hydrocarbon monoamine (B) having a total of 5 or less carbon atoms and the aliphatic hydrocarbon diamine (C) having a total of 8 or less carbon atoms is not particularly limited. For example, based on the total amines [(A)+(B)+(C)],
The 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 preferable to set the content of the aliphatic monoamine (A) to 5 mol % to 65 mol %, so that the carbon chain of the component (A) can easily provide a protective and stabilizing function for the surface of the resulting silver particles. If the content of the component (A) is less than 5 mol %, the protective and stabilizing function may be weakly exerted. On the other hand, if the content of the component (A) exceeds 65 mol %, the protective and stabilizing function is sufficient, but the component (A) is difficult to remove by low-temperature firing. When the branched aliphatic monoamine is used as the component (A), it is preferable to set the content of the aliphatic monoamine (A) to 5 mol % to 65 mol %, so as to satisfy the condition of the aliphatic monoamine (A): 5 mol % to 65 mol %.
The branched aliphatic monoamine: 10 mol % to 50 mol %
It would be better to write it as follows.

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。該(A)成分として、前記分枝状脂肪族モノアミンを用いる場合には、前記脂肪族モノアミン(A):5モル%~65モル%を満たすように、
前記分枝状脂肪族モノアミン:10モル%~50モル%
とするとよい。
When the aliphatic monoamine (A) and further both the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C) are used, the ratio of use thereof is not particularly limited, but may be, for example, based on the total amines [(A)+(B)+(C)],
The aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
The aliphatic monoamine (B): 5 mol% to 70 mol%
The aliphatic diamine (C): 5 mol% to 50 mol%
In the case where the branched aliphatic monoamine is used as the component (A), the content of the aliphatic monoamine (A): is preferably 5 mol % to 65 mol %.
The branched aliphatic monoamine: 10 mol % to 50 mol %
It would be better to write it as follows.

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, the lower limit of the content of the (A) component is preferably 10 mol% or more, and more preferably 20 mol% or more. The upper limit of the content of the (A) component is preferably 65 mol% or less, and more preferably 60 mol% or less.

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 setting the content of the aliphatic monoamine (B) to 5 mol% to 70 mol%, the complex formation promoting effect is easily obtained, and it can contribute to low-temperature and short-time firing by itself, and furthermore, the action of assisting the removal of the aliphatic diamine (C) from the silver particle surface during firing is easily obtained. If the content of the (B) component is less than 5 mol%, the complex formation promoting effect may be weak, or the (C) component may be difficult to remove from the silver particle surface during firing. On the other hand, if the content of the (B) component exceeds 70 mol%, the complex formation promoting effect is obtained, but the content of the aliphatic monoamine (A) is relatively small, and it is difficult to protect and stabilize the surface of the silver particles produced. The lower limit of the content of the (B) component is preferably 10 mol% or more, and more preferably 15 mol% or more. The upper limit of the content of the (B) component is preferably 65 mol% or less, and more preferably 60 mol% or less.

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 setting the content of the aliphatic diamine (C) to 5 mol% to 50 mol%, the complex formation promoting effect and the thermal decomposition promoting effect of the complex are easily obtained, and since the protective coating of the silver particles containing the aliphatic diamine (C) has high polarity, the dispersion stability of the silver particles in a dispersion medium containing a highly polar solvent is improved. If the content of the (C) component 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 (C) component 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 small, and it is difficult to obtain protection and stabilization of the surface of the generated silver particles. The lower limit of the content of the (C) component is preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. The upper limit of the content of the (C) component is preferably 45 mol% or less, and more preferably 40 mol% or less.

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。該(A)成分として、前記分枝状脂肪族モノアミンを用いる場合には、前記脂肪族モノアミン(A):5モル%~65モル%を満たすように、
前記分枝状脂肪族モノアミン:10モル%~50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. Taking into consideration the action of each component, the ratio based on the total amines [(A)+(B)] can be, for example,
The aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
The aliphatic monoamine (B): 35 mol% to 95 mol%
In the case where the branched aliphatic monoamine is used as the component (A), the content of the aliphatic monoamine (A): is preferably 5 mol % to 65 mol %.
The branched aliphatic monoamine: 10 mol % to 50 mol %
It would be better to write it as follows.

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。該(A)成分として、前記分枝状脂肪族モノアミンを用いる場合には、前記脂肪族モノアミン(A):5モル%~65モル%を満たすように、
前記分枝状脂肪族モノアミン:10モル%~50モル%
とするとよい。
When the aliphatic monoamine (A) and the aliphatic diamine (C) are used (without using the aliphatic monoamine (B)), their use ratio is not particularly limited. Taking into consideration the action of each component, the ratio may be, for example, based on the total amines [(A)+(C)], as follows:
The aliphatic monoamine (A): 5 mol% to 65 mol%
The aliphatic diamine (C): 35 mol% to 95 mol%
In the case where the branched aliphatic monoamine is used as the component (A), the content of the aliphatic monoamine (A): is preferably 5 mol % to 65 mol %.
The branched aliphatic monoamine: 10 mol % to 50 mol %
It would be better to write it as follows.

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 proportions of the aliphatic monoamine (A), the aliphatic monoamine (B) and/or the aliphatic diamine (C) are all examples and may be changed in various ways.

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 the silver compound are used, the amount of the aliphatic monoamine (A) having a total carbon number of 6 or more that adheres to the silver particle surface can be reduced depending on the ratio of their use. Therefore, even in the case of firing at a low temperature for a short time, these aliphatic amine compounds are easily removed from the silver particle surface, and the sintering of the silver particles proceeds sufficiently.

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 amines [e.g., (A), (B) and/or (C)] is not particularly limited, but may be about 1 to 50 moles per mole of silver atoms in the raw silver compound. If the total amount of the amine components [(A), (B) and/or (C)] is less than 1 mole per mole of silver atoms, there is a possibility that silver compounds that are not converted to complex compounds will remain in the complex compound production process, and in the subsequent thermal decomposition process, the uniformity of the silver particles will be impaired, causing particle enlargement, or silver compounds will remain without thermal decomposition. On the other hand, there is thought to be little benefit even if the total amount of the amine components [(A), (B) and/or (C)] exceeds about 50 moles per mole of the silver atoms. In order to prepare a dispersion of silver nanoparticles substantially in a solvent-free environment, the total amount of the amine components may be, for example, about 2 moles or more. By setting the total amount of the amine components to about 2 to 50 moles, the complex compound production process and the thermal decomposition process can be carried out smoothly. The lower limit of the total amount of the amine components is preferably 2 moles or more, more preferably 6 moles or more, per mole of silver atoms of the silver compound. Note that a 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, in order to further improve the dispersibility of the silver nanoparticles in the dispersion medium, an aliphatic carboxylic acid (D) may be further used as a stabilizer. The aliphatic carboxylic acid (D) may be used together with the amines, and may be used by being included in the amine mixture. By using the aliphatic carboxylic acid (D), the stability of the silver nanoparticles, particularly the stability in the 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. Examples include saturated aliphatic monocarboxylic acids having 4 or more carbon atoms, such as 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, icosanoic acid, and eicosenoic acid; and 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酸が好ましい。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, saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 18 carbon atoms are preferred. By making the number of carbon atoms 8 or more, it is possible to ensure a distance between the silver particles when the carboxylic acid group is adsorbed on the surface of the silver particles, improving the effect of preventing aggregation between the silver particles. In consideration of ease of availability, ease 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, etc. are preferably used. Only one of the aliphatic carboxylic acids (D) may be used, or two or more 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、低温焼成での該(D)成分の除去を考慮すると、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 is preferable to use, for example, about 0.05 to 10 moles, preferably 0.1 to 5 moles, and more preferably 0.5 to 2 moles, per mole of silver atoms in the raw silver compound. If the amount of the (D) component is less than 0.05 moles per mole of silver atoms, the effect of improving the stability in the dispersed state by adding the (D) component is weak. On the other hand, if the amount of the (D) component reaches 10 moles, the effect of improving the stability in the dispersed state becomes saturated, and the (D) component becomes difficult to remove by low-temperature firing. However, when the removal of the (D) component by low-temperature firing is taken into consideration, the aliphatic carboxylic acid (D) may not be used.

本発明において、通常は、用いる各脂肪族炭化水素アミン成分を含む混合液;例えば、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, a mixed solution containing each of the aliphatic hydrocarbon amine components to be used is usually prepared; for example, an amine mixed solution containing the aliphatic monoamine (A) and either or both of the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C) is prepared [Amine mixed solution preparation process].

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 mixture can be prepared by stirring the amine (A), (B) and/or (C) components, and the carboxylic acid (D) component, if used, in a predetermined ratio at room temperature.

上記銀化合物(又はその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、混合液としないで、逐次に銀化合物(又はそのアルコールスラリー)に添加してもよい。 An aliphatic hydrocarbon amine mixture containing each amine component is added to the silver compound (or its alcohol slurry) to generate a complex compound containing the silver compound and the amine [complex compound generation process]. Each amine component may be added successively to the silver compound (or its alcohol slurry) without forming a mixture.

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(又はその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(又はそのアルコールスラリー)を用いる。 When producing metal nanoparticles containing a metal other than silver, a metal compound (or an alcohol slurry thereof) containing the desired metal is used instead of the above silver compound (or an alcohol slurry thereof).

銀化合物(又はそのアルコールスラリー)、あるいは金属化合物(又はその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。混合は、常温にて行うとよい。「常温」とは周囲温度に応じて5~40℃を意図する。例えば、5~35℃(JIS Z 8703)、10~35℃、20~30℃を意図する。通常の室温(例えば、15~30℃の範囲)であってもよい。この際の混合は、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、上記温度範囲となるように、例えば5~15℃程度になるように適宜冷却して攪拌しながら行ってもよい。銀化合物とアミン混合液との混合を、炭素数3以上のアルコール存在下にて行うと、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。 Mix the silver compound (or its alcohol slurry) or metal compound (or its alcohol slurry) with a predetermined amount of the amine mixture. Mixing should be done at room temperature. "Room temperature" refers to 5 to 40°C depending on the ambient temperature. For example, 5 to 35°C (JIS Z 8703), 10 to 35°C, or 20 to 30°C. Ordinary room temperature (for example, in the range of 15 to 30°C) may also be used. Mixing at this time may be done with stirring, or, since the coordination reaction of amines with the silver compound (or metal compound) is exothermic, it may be done with stirring after cooling appropriately to the above temperature range, for example, about 5 to 15°C. If the silver compound and the amine mixture are mixed in the presence of an alcohol with 3 or more carbon atoms, stirring and cooling can be performed well. The excess of the alcohol and amines play the role of the reaction medium.

銀アミン錯体の熱分解法においては、従来、反応容器中に液体の脂肪族アミン成分をまず仕込み、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る。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る。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る。銀化合物とアミン混合液との混合を、前記アルコール存在下にて行うと、このような危険を回避できる。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である。 In the conventional thermal decomposition method of silver amine complexes, a liquid aliphatic amine component is first charged into a reaction vessel, and then a powdered silver compound (silver oxalate) is added to it. Liquid aliphatic amine components are flammable substances, and adding a powdered silver compound to them is dangerous. That is, there is a risk of ignition due to static electricity caused by adding the powdered silver compound. In addition, there is a risk that the addition of the powdered silver compound will cause a complex formation reaction to proceed locally, resulting in an explosive exothermic reaction. If the silver compound and the amine mixture are mixed in the presence of the alcohol, such dangers can be avoided. Therefore, it is safe even in scaled-up industrial production.

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。例えば、錯化合物の生成反応の時間は、30分~3時間程度である。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 formed generally exhibits a color according to its constituent components, the end point of the complex compound formation reaction can be detected by detecting the completion of the color change of the reaction mixture by an appropriate spectroscopy method or the like. In addition, the complex compound formed by silver oxalate is generally colorless (visually observed as white), but even in such cases, the state of formation of the complex compound can be detected based on morphological changes such as changes in the viscosity of the reaction mixture. For example, the time for the complex compound formation reaction is about 30 minutes to 3 hours. In this way, a silver-amine complex (or a metal-amine complex) is obtained in a medium mainly composed of alcohol and amines.

本発明において、錯化合物の生成工程で得られた前記錯化合物を含む反応混合物を熱分解工程へと逐次的に移送する。 In the present invention, the reaction mixture containing the complex compound obtained in the complex compound production process is sequentially transferred to the thermal decomposition process.

前記錯化合物を含む反応混合物が熱分解工程へと逐次的に移送された際に、目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態とする。すなわち、第1の形態として、前記錯化合物を含む反応混合物それ自体に目的とする銀ナノ粒子の結晶核が存在した状態とするか、あるいは、第2の形態として、熱分解槽に予め調製された目的とする銀ナノ粒子を存在させておくことが考えられる。 When the reaction mixture containing the complex compound is sequentially transferred to the pyrolysis step, the crystal nuclei of the target silver nanoparticles are present. That is, in the first form, the crystal nuclei of the target silver nanoparticles are present in the reaction mixture containing the complex compound itself, or in the second form, the target silver nanoparticles that have been prepared in advance are present in the pyrolysis tank.

第1の形態:
第1の形態の製造方法は、上述の錯化合物の生成工程と、
錯化合物の生成工程で得られた前記錯化合物を含む反応混合物を60~90℃の予備加熱温度に予備加熱する、予備加熱工程と、
予備加熱された前記錯化合物を前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、を含んでいる。
First form:
The production method of the first embodiment includes the steps of producing the above-mentioned complex compound,
a preheating step of preheating the reaction mixture containing the complex compound obtained in the complex compound production step to a preheating temperature of 60 to 90°C;
and a thermal decomposition step of the complex compound, in which the preheated complex compound is successively added to a thermal decomposition tank having a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C., which is higher than the preheating temperature, and thermally decomposed to form silver nanoparticles.

図1には、銀ナノ粒子製造装置の一例が示されている。この例の製造装置は、錯化合物の生成工程(I) における、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを混合して前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を生成させるための、撹拌装置(M:モータ,11:撹拌羽根)を備えた錯化合物の生成反応槽(10)と、
錯化合物の熱分解工程(III) における、前記錯化合物を熱分解させて銀ナノ粒子を形成するための、撹拌装置(M:モータ,31:撹拌羽根)を備えた錯化合物の熱分解反応槽(30)と、
錯化合物含有反応混合物の移送工程(II)における、前記生成反応槽(10)で生成した前記錯化合物を含む反応混合物を前記熱分解反応槽(30)へと逐次的に移送する管状路(20)とを含んでいる。生成反応槽(10)から熱分解反応槽(30)まで伸びた管状路(20)上には、上流側にチューブポンプ(21)[例えば、PTFE(polytetrafluoroethylene)チューブポンプ]が設けられ、チューブポンプ(21)の下流側に予備加熱装置(22)が設けられ、管状路(20)は、前記生成反応槽(10)とチューブポンプ(21)を連結する管状路(20a) と、チューブポンプ(21)と予備加熱装置(22)を連結する管状路(20b) と、予備加熱装置(22)中に位置する管状路(20c) と、予備加熱装置(22)と熱分解反応槽(30)を連結する管状路(20d) とから成る。なお、上流及び下流は、生成反応槽(10) から熱分解反応槽(30)へと移送される錯化合物含有反応混合物の流れ方向に基づいている。
An example of a silver nanoparticle production apparatus is shown in Fig. 1. The production apparatus of this example includes a complex compound production reaction tank (10) equipped with a stirring device (M: motor, 11: stirring blade) for mixing an aliphatic hydrocarbylamine and a silver compound in the complex compound production step (I) to produce a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbylamine;
A thermal decomposition reaction tank (30) for thermally decomposing the complex compound to form silver nanoparticles in the thermal decomposition step (III) of the complex compound, the tank being equipped with an agitation device (M: motor, 31: agitation blade);
and a tubular passage (20) for sequentially transferring the reaction mixture containing the complex compound produced in the production reaction tank (10) to the pyrolysis reaction tank (30) in the transfer step (II) of the complex compound-containing reaction mixture. A tube pump (21) [e.g., a PTFE (polytetrafluoroethylene) tube pump] is provided on the upstream side of the tubular passage (20) extending from the production reaction tank (10) to the pyrolysis reaction tank (30), and a preheating device (22) is provided on the downstream side of the tube pump (21). The tubular passage (20) is composed of a tubular passage (20a) connecting the production reaction tank (10) and the tube pump (21), a tubular passage (20b) connecting the tube pump (21) and the preheating device (22), a tubular passage (20c) located in the preheating device (22), and a tubular passage (20d) connecting the preheating device (22) and the pyrolysis reaction tank (30). The terms "upstream" and "downstream" refer to the flow direction of the complex compound-containing reaction mixture transferred from the production reaction tank (10) to the thermal decomposition reaction tank (30).

第1の形態において、生成反応槽(10)中の錯化合物を含む常温の反応混合物をチューブポンプ(21)にて管状路(20)内を下流側へと移送して、予備加熱装置(22)により該反応混合物が管状路(20c) を通過する際に60~90℃の予備加熱温度に予備加熱する。予備加熱された前記錯化合物を含む反応混合物を前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽(30)に逐次添加して前記錯化合物を熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する。図1に示した製造装置の構成は一例であり、この例以外の装置を用い得ることは言うまでもない。 In the first embodiment, the reaction mixture containing the complex compound at room temperature in the production reaction tank (10) is transferred downstream through the tubular passage (20) by the tube pump (21), and is preheated to a preheating temperature of 60 to 90°C by the preheating device (22) as the reaction mixture passes through the tubular passage (20c). The preheated reaction mixture containing the complex compound is sequentially added to a pyrolysis tank (30) whose pyrolysis temperature is higher than the preheating temperature and is 80 to 120°C, whereby the complex compound is pyrolyzed to form silver nanoparticles. The configuration of the production apparatus shown in FIG. 1 is one example, and it goes without saying that apparatuses other than this example can be used.

予備加熱の温度は、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化合物及び/又は脂肪族カルボン酸の種類や量によっても異なり得るが、60~90℃とする。熱分解の温度も錯形成している前記脂肪族炭化水素アミン化合物及び/又は前記脂肪族カルボン酸の種類や量によっても異なり得るが、前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とする。すなわち、予備加熱温度では、その対象の銀アミン錯体はゆっくりと分解し目的とする結晶核が生成する。予備加熱温度が90℃を超えると、銀アミン錯体が急激に熱分解を起こすであろう。 The preheating temperature may vary depending on the type and amount of the aliphatic hydrocarbon amine compound and/or aliphatic carboxylic acid that function as a complexing agent and/or a protective agent, but is set to 60 to 90°C. The thermal decomposition temperature may also vary depending on the type and amount of the aliphatic hydrocarbon amine compound and/or the aliphatic carboxylic acid that form the complex, but is set to a thermal decomposition temperature that is higher than the preheating temperature and is 80 to 120°C. In other words, at the preheating temperature, the target silver amine complex slowly decomposes and the desired crystal nuclei are generated. If the preheating temperature exceeds 90°C, the silver amine complex will rapidly undergo thermal decomposition.

予備加熱温度を例えば60~90℃とすることにより、次工程の熱分解において小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を得ることができる。またこの際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布で1nm以上20nm未満のピークと20nm以上100nm以下のピークを含む2つ以上のピークを有している。 By setting the preheating temperature to, for example, 60 to 90°C, silver nanoparticles with a small average particle size can be obtained in the next thermal decomposition process. Furthermore, the silver nanoparticles obtained in this case have two or more peaks in the particle size distribution, including a peak of 1 nm or more but less than 20 nm and a peak of 20 nm or more but less than 100 nm.

次工程の熱分解槽の保持温度は同じであっても、予備加熱温度をより高くすること、及び/又は、予備加熱時間をより長くすることによって、生成する銀ナノ粒子の平均粒子径がより小さくなる傾向にある。予備加熱温度を60~90℃とすることにより、小さい平均粒子径、例えば0.5nm~100nm、好ましくは0.5nm~70nm、より好ましくは0.5nm~60nm、さらに好ましくは0.5nm~40nm又は0.5nm~26nmの平均一次粒子径を有する銀ナノ粒子が得られる。平均粒子径の下限については、特に限定されないが、例えば、5nm程度、あるいは7nm程度となりやすい。 Even if the holding temperature of the pyrolysis tank in the next step is the same, by increasing the preheating temperature and/or by increasing the preheating time, the average particle size of the silver nanoparticles produced tends to become smaller. By setting the preheating temperature at 60 to 90°C, silver nanoparticles having a small average particle size, for example, an average primary particle size of 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 70 nm, more preferably 0.5 nm to 60 nm, and even more preferably 0.5 nm to 40 nm or 0.5 nm to 26 nm, can be obtained. There is no particular limit to the lower limit of the average particle size, but it is likely to be, for example, about 5 nm or about 7 nm.

予備加熱温度をより高くすることや、予備加熱時間をより長くすることによって、生成する銀ナノ粒子の平均粒子径がより小さくなる理由は、次のように考えられる。銀ナノ粒子の生成過程において、銀塩(錯化合物)の低分子量化や溶解が熱分解反応の前にまたは同時に進行する。予備加熱温度をより高くすることや、予備加熱時間をより長くすることによって、銀塩(錯化合物)の低分子量化や溶解がより進行し、その結果、最終的に生成する銀ナノ粒子としての粒径がより小さくなるものと考えられる。また、次のようにも考えられる。銀ナノ粒子の生成過程において、銀塩(錯化合物)の分解と共に発生する銀原子が結晶核を形成する条件(過飽和状態)と、該結晶核に銀原子が堆積して粒子が成長する条件(飽和濃度以下状態)がある。予備加熱温度をより高くすることや、予備加熱時間をより長くすることによって、過飽和状態における銀塩の分解をより積極的に起こす。そのことによって、結晶核の発生数が大きくなり、その後の粒子成長に消費される銀原子の数が相対的に少なくなる。その結果、最終的に生成する銀ナノ粒子としての粒径がより小さくなるものと考えられる。上記理論は、ラメール則という粒子の生成則と一致した考え方である。 The reason why the average particle size of the silver nanoparticles produced by increasing the preheating temperature or increasing the preheating time is smaller is thought to be as follows. In the process of producing silver nanoparticles, the molecular weight of the silver salt (complex compound) is reduced or dissolved before or simultaneously with the thermal decomposition reaction. By increasing the preheating temperature or increasing the preheating time, the molecular weight of the silver salt (complex compound) is reduced or dissolved more, and as a result, the particle size of the silver nanoparticles produced in the end is smaller. It can also be thought of as follows. In the process of producing silver nanoparticles, there are conditions under which the silver atoms generated with the decomposition of the silver salt (complex compound) form crystal nuclei (supersaturated state), and conditions under which silver atoms accumulate on the crystal nuclei and particles grow (state below saturation concentration). By increasing the preheating temperature or increasing the preheating time, the decomposition of the silver salt in the supersaturated state is more actively caused. As a result, the number of crystal nuclei generated increases, and the number of silver atoms consumed for the subsequent particle growth becomes relatively small. As a result, it is thought that the particle size of the silver nanoparticles produced in the end is smaller. The above theory is consistent with Lamer's rule, which describes the formation of particles.

予備加熱温度は、例えば、60~90℃とするが、70~90℃とすることが好ましく、75~85℃とすることがより好ましい。予備加熱時間については、特に限定されないが、製造上の経済性から、30秒~2時間とすることが好ましく、1分~1時間とすることがより好ましく、1分~30分とすることがさらに好ましい。予備加熱する方法については、特に限定されないが、銀の錯化合物を管状路内を通してから熱分解槽に添加し、前記管状路内を所定の温度に加熱する方法や、熱分解槽に移送する前に内部を攪拌できる予備加熱のための反応器を用意し、銀の錯化合物を前記反応器に添加しながら、前記反応器内の内容物の一部を熱分解槽に逐次添加する方法等が考えられる。いずれも、熱分解槽への逐次添加は、連続的に実施しても間欠的に実施しても良い。逐次添加する時間については、特に限定されないが、製造上の除熱能力や経済性から、5分~20時間とすることが好ましく、10分~10時間とすることがより好ましく、20分~5時間とすることがさらに好ましい。またこの際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布で2つ以上のピークを有している。前記ピーク位置は反応条件により変動するが、通常、動的光散乱法による測定において、1nm以上20nm未満の領域に1つのピークと、20nm以上100nm以下の領域に1つのピークを有している。また、前記2つのピーク以外のピークを持つこともある。 The preheating temperature is, for example, 60 to 90°C, preferably 70 to 90°C, and more preferably 75 to 85°C. The preheating time is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing economics, it is preferably 30 seconds to 2 hours, more preferably 1 minute to 1 hour, and even more preferably 1 minute to 30 minutes. The preheating method is not particularly limited, but a method in which a silver complex compound is passed through a tubular passage and then added to a pyrolysis tank, and the inside of the tubular passage is heated to a predetermined temperature, or a method in which a reactor for preheating that can stir the inside is prepared before being transferred to the pyrolysis tank, and a part of the contents of the reactor is added to the pyrolysis tank while adding a silver complex compound to the reactor, etc. are considered. In either case, the sequential addition to the pyrolysis tank may be performed continuously or intermittently. The sequential addition time to the pyrolysis tank is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing heat removal capacity and economics, it is preferably 5 minutes to 20 hours, more preferably 10 minutes to 10 hours, and even more preferably 20 minutes to 5 hours. The silver nanoparticles obtained in this process have two or more peaks in the particle size distribution. The positions of the peaks vary depending on the reaction conditions, but typically, when measured by dynamic light scattering, they have one peak in the range of 1 nm to less than 20 nm and one peak in the range of 20 nm to 100 nm. They may also have peaks other than the two peaks mentioned above.

図1に例示されるような予備加熱装置(22)内に収容された管状路(20c) (すなわち、管状加熱装置)を用いて予備加熱を行う場合には、予備加熱時間は、反応混合物の管状路(20c) における滞留時間となる。また、管状路(20c) 部分における管状加熱装置の内径D(mm),長さL(mm)の比L/Dについては、例えば、10~3000とするとよく、好ましくは、20~2000、より好ましくは、30~1500とするとよい。反応混合物の管状路(20)内の移送速度と、内径D(mm)及び長さL(mm)とから、滞留時間が適宜決定される。管状路(20c) 部分以外(すなわち、管状路(20a)、管状路(20b) 、管状路(20d) の各部分)内径D(mm)についても、管状路(20c) 部分と実質的に同じとするとよい。 When preheating is performed using a tubular passage (20c) (i.e., a tubular heating device) housed in a preheating device (22) as illustrated in FIG. 1, the preheating time is the residence time of the reaction mixture in the tubular passage (20c). The ratio L/D of the inner diameter D (mm) and length L (mm) of the tubular heating device in the tubular passage (20c) portion may be, for example, 10 to 3000, preferably 20 to 2000, and more preferably 30 to 1500. The residence time is appropriately determined based on the transfer speed of the reaction mixture in the tubular passage (20), the inner diameter D (mm), and the length L (mm). The inner diameter D (mm) of the portions other than the tubular passage (20c) (i.e., the portions of the tubular passage (20a), tubular passage (20b), and tubular passage (20d)) may also be substantially the same as that of the tubular passage (20c).

次に、予備加熱された前記錯化合物を含む反応混合物を前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して前記錯化合物を熱分解させて、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 preheated reaction mixture containing the complex compound is successively added to a pyrolysis tank having a pyrolysis temperature of 80 to 120°C, which is higher than the preheating temperature, to pyrolyze the complex compound and form silver nanoparticles [pyrolysis step of the complex compound]. When a metal compound containing a metal other than silver is used, the desired metal nanoparticles are formed. Silver nanoparticles (metal nanoparticles) are formed without using a reducing agent. However, an appropriate reducing agent may be used as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention.

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 metal amine complex decomposition methods, amines generally control the manner in which atomic metals resulting from the decomposition of the metal compound aggregate to form fine particles, and also form a coating on the surface of the formed metal fine particles to prevent re-aggregation between the fine particles. In other words, it is believed that by heating a complex compound of a metal compound and an amine, the metal compound is thermally decomposed to generate atomic metal while maintaining the coordinate bond of the amine to the metal atom, and then the metal atoms coordinated with the amine aggregate to form metal nanoparticles covered with an amine protective film.

この際の熱分解は、予備加熱されたアルコール(用いる場合)及びアミン類を主体とする反応媒体中の錯化合物を、80~120℃(ただし、前記予備加熱温度よりも高い温度)に保持した熱分解槽に逐次添加して、熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する。この際、熱分解は攪拌しながら行うことが好ましい。 The thermal decomposition is carried out by successively adding the complex compound in a reaction medium mainly composed of preheated alcohol (if used) and amines to a thermal decomposition tank maintained at 80 to 120°C (but at a temperature higher than the preheating temperature) and thermally decomposing it to form silver nanoparticles. In this case, it is preferable to carry out the thermal decomposition with stirring.

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 should be carried out within the temperature range in which coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) are produced, but it is preferable to carry out the thermal decomposition at a temperature as low as possible within the above temperature range in order to prevent the amine from being removed from the silver particle surface (or metal particle surface). In the case of a silver oxalate complex compound, the temperature can be, for example, about 80°C to 120°C, preferably about 95°C to 115°C, and more specifically, about 100°C to 110°C. In the case of a silver oxalate complex compound, heating to about 100°C causes decomposition and reduction of silver ions, thereby obtaining coated silver nanoparticles. Generally, the thermal decomposition of silver oxalate itself occurs at about 200°C, but the reason why the thermal decomposition temperature drops by about 100°C by forming a silver oxalate-amine complex compound is not clear, but it is presumed that this is because the coordination polymer structure formed by pure silver oxalate is cut when a complex compound of silver oxalate and amine is produced.

錯化合物の熱分解工程において、熱分解の際の銀粒子表面(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、熱分解槽には、錯形成剤及び/又は保護剤として用いた脂肪族炭化水素アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸を存在させておくことが好ましい。 In the thermal decomposition step of the complex compound, in order to prevent the detachment of amines from the silver particle surface (or the metal particle surface) during thermal decomposition, it is preferable to have an aliphatic hydrocarbon amine compound and/or an aliphatic carboxylic acid used as a complexing agent and/or a protective agent present in the thermal decomposition tank.

具体的には、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脂肪族炭化水素アミン化合物、及び/又は脂肪族カルボン酸(D)を存在させておくことが好ましい。これらの各化合物の比率は、上述した比率に準ずるとよい。また、熱分解槽におけるこれら脂肪族炭化水素アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸の合計量は、特に限定されることはないが、例えば、錯化合物の生成工程を基準として、1/10~1/2程度の量とするとよい。 Specifically, it is preferable to have an aliphatic hydrocarbon amine compound and/or an aliphatic carboxylic acid (D) present, which includes at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 6 or more, an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms of which is 8 or less. The ratio of each of these compounds may be similar to the ratio described above. The total amount of these aliphatic hydrocarbon amine compounds and/or aliphatic carboxylic acids in the pyrolysis tank is not particularly limited, but may be, for example, about 1/10 to 1/2 of the amount of the complex compound production process.

前記錯化合物の熱分解工程において、前記熱分解温度にて、例えば、10~120分間、好ましくは30~120分間維持する。このような熱分解反応時間によって、前記錯化合物の熱分解工程が完結される。 In the thermal decomposition process of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for, for example, 10 to 120 minutes, preferably 30 to 120 minutes. The thermal decomposition process of the complex compound is completed by such a thermal decomposition reaction time.

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 carried out in an inert gas atmosphere such as argon, but it can also be carried out in air.

第2の形態:
第2の形態の製造方法は、上述の錯化合物の生成工程と、
生成した前記錯化合物を熱分解させるための熱分解槽に、予め調製された銀ナノ粒子を存在させておく、熱分解槽の準備工程と、
生成した前記錯化合物を80~120℃の熱分解温度とされた前記熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、を含んでいる。
Second form:
The second embodiment of the production method includes the steps of producing the complex compound described above,
A thermal decomposition tank preparation step in which silver nanoparticles prepared in advance are present in a thermal decomposition tank for thermally decomposing the generated complex compound;
The method includes a thermal decomposition step of a complex compound, in which the generated complex compound is successively added to the thermal decomposition tank set at a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C. and thermally decomposed to form silver nanoparticles.

第2の形態において、熱分解槽の準備工程は、錯化合物の生成工程からの錯化合物を含む常温の反応混合物を前記熱分解槽に逐次添加する前に行われる。 In the second embodiment, the step of preparing the pyrolysis tank is carried out before the reaction mixture at room temperature containing the complex compound from the step of generating the complex compound is sequentially added to the pyrolysis tank.

熱分解槽の準備工程において、予め別途調製された銀ナノ粒子を熱分解槽に入れておく形態を採用し得る。この場合、前記予め調製された銀ナノ粒子は、目的とする脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆されたものであることが好ましい。また、前記予め調製された銀ナノ粒子の平均一次粒子径は、特に限定されないが、5~50nmであることが好ましい。 In the preparation step of the pyrolysis tank, a form may be adopted in which silver nanoparticles that have been separately prepared in advance are placed in the pyrolysis tank. In this case, it is preferable that the surfaces of the previously prepared silver nanoparticles are coated with a protective agent that contains the target aliphatic hydrocarbon amine. In addition, the average primary particle diameter of the previously prepared silver nanoparticles is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 nm.

また、熱分解槽の準備工程において、該熱分解槽において、予め銀ナノ粒子を調製しておく形態を採用し得る。この場合、上述の錯化合物の生成工程と同様な操作にて、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、その後、熱分解温度にまで昇温して錯化合物を熱分解させて脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆され銀ナノ粒子を形成するとよい。前記予め調製された銀ナノ粒子は、目的とする脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆されたものであることが好ましい。また、前記予め調製された銀ナノ粒子の平均一次粒子径は、特に限定されないが、5~50nmであることが好ましい。この際の予め調製された銀ナノ粒子は、粒子径分布において、1nm以上100nm以下の1つのピークを含むものであってよい。 In addition, in the preparation step of the pyrolysis tank, a form in which silver nanoparticles are prepared in advance in the pyrolysis tank may be adopted. In this case, a complex compound containing a silver compound and an aliphatic hydrocarbon amine may be generated by the same operation as in the above-mentioned complex compound generation step, and then the temperature may be raised to the pyrolysis temperature to pyrolyze the complex compound, thereby forming silver nanoparticles whose surfaces are coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine. The silver nanoparticles prepared in advance are preferably those whose surfaces are coated with a protective agent containing the target aliphatic hydrocarbon amine. The average primary particle diameter of the silver nanoparticles prepared in advance is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 nm. The silver nanoparticles prepared in advance in this case may have one peak of 1 nm or more and 100 nm or less in particle diameter distribution.

第2の形態において、前記準備工程においては、該熱分解槽に予め存在させる銀ナノ粒子の量は、特に限定されないが、錯化合物の生成工程で生成させられ該熱分解槽に逐次添加される銀ナノ粒子の理論量を基準として、例えば、0.01~100%、又は0.05~70%、好ましくは0.1~5%程度とするとよい。 In the second embodiment, the amount of silver nanoparticles that are preliminarily present in the pyrolysis tank in the preparation step is not particularly limited, but may be, for example, 0.01 to 100%, or 0.05 to 70%, and preferably 0.1 to 5%, based on the theoretical amount of silver nanoparticles that are generated in the complex compound generation step and successively added to the pyrolysis tank.

前記準備工程の後、該熱分解槽を80~120℃の熱分解温度とする。 After the preparation process, the pyrolysis tank is heated to a pyrolysis temperature of 80 to 120°C.

次に、生成した前記錯化合物を80~120℃の熱分解温度とされた前記熱分解槽に逐次添加して前記錯化合物を熱分解させて、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 complex compound thus produced is successively added to the thermal decomposition tank, which has a thermal decomposition temperature of 80 to 120°C, to thermally decompose the complex compound and form silver nanoparticles [thermal decomposition process of complex compound]. When a metal compound containing a metal other than silver is used, the desired metal nanoparticles are formed. Silver nanoparticles (metal nanoparticles) are formed without using a reducing agent. However, an appropriate reducing agent may be used as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention.

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 metal amine complex decomposition methods, amines generally control the manner in which atomic metals resulting from the decomposition of the metal compound aggregate to form fine particles, and also form a coating on the surface of the formed metal fine particles to prevent re-aggregation between the fine particles. In other words, it is believed that by heating a complex compound of a metal compound and an amine, the metal compound is thermally decomposed to generate atomic metal while maintaining the coordinate bond of the amine to the metal atom, and then the metal atoms coordinated with the amine aggregate to form metal nanoparticles covered with an amine protective film.

この際の熱分解は、アルコール(用いる場合)及びアミン類を主体とする反応媒体中の錯化合物を、80~120℃に保持した熱分解槽に逐次添加して、熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する。この際、熱分解は攪拌しながら行うことが好ましい。 The thermal decomposition is carried out by successively adding the complex compound in a reaction medium mainly composed of alcohol (if used) and amines to a thermal decomposition tank maintained at 80 to 120°C, and thermally decomposing the complex compound to form silver nanoparticles. It is preferable to carry out the thermal decomposition while stirring.

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 should be carried out within the temperature range in which coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) are produced, but it is preferable to carry out the thermal decomposition at a temperature as low as possible within the above temperature range in order to prevent the detachment of amines from the silver particle surface (or metal particle surface). In the case of a silver oxalate complex compound, the temperature can be, for example, about 80°C to 120°C, preferably about 95°C to 115°C, and more specifically, about 100°C to 110°C. In the case of a silver oxalate complex compound, decomposition occurs and silver ions are reduced by heating at about 100°C, and coated silver nanoparticles can be obtained. In general, the thermal decomposition of silver oxalate itself occurs at about 200°C, but the reason why the thermal decomposition temperature drops by about 100°C by forming a silver oxalate-amine complex compound is not clear, but it is presumed that this is because the coordination polymer structure formed by pure silver oxalate is cut when a complex compound of silver oxalate and amine is produced.

錯化合物の熱分解工程において、熱分解の際の銀粒子表面(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、熱分解槽には、錯形成剤及び/又は保護剤として用いた脂肪族炭化水素アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸を存在させておくことが好ましい。 In the thermal decomposition step of the complex compound, in order to prevent the detachment of amines from the silver particle surface (or the metal particle surface) during thermal decomposition, it is preferable to have an aliphatic hydrocarbon amine compound and/or an aliphatic carboxylic acid used as a complexing agent and/or a protective agent present in the thermal decomposition tank.

具体的には、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脂肪族炭化水素アミン化合物、及び/又は脂肪族カルボン酸(D)を存在させておくことが好ましい。これらの各化合物の比率は、上述した比率に準ずるとよい。また、熱分解槽におけるこれら脂肪族炭化水素アミン化合物及び/又は脂肪族カルボン酸の合計量は、特に限定されることはないが、例えば、錯化合物の生成工程を基準として、1/10~1/2程度の量とするとよい。 Specifically, it is preferable to have an aliphatic hydrocarbon amine compound and/or an aliphatic carboxylic acid (D) present, which includes at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 6 or more, an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms of which is 8 or less. The ratio of each of these compounds may be similar to the ratio described above. The total amount of these aliphatic hydrocarbon amine compounds and/or aliphatic carboxylic acids in the pyrolysis tank is not particularly limited, but may be, for example, about 1/10 to 1/2 of the amount of the complex compound production process.

第2の形態において、上述したように、銀化合物及び脂肪族炭化水素アミンを含む錯化合物を熱分解槽に逐次添加して熱分解させる際に、予め調整した銀ナノ粒子を入れておき、80~120℃に保持した熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する。熱分解槽に予め調整した銀ナノ粒子を入れておくことにより、小さい平均粒子径を有する銀ナノ粒子を得ることができる。また、この際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布で2つ以上のピークを有している。熱分解槽に予め調製した銀ナノ粒子を入れておくことにより、小さい平均粒子径、例えば、0.5nm~100nm、好ましくは0.5nm~70nm、より好ましくは0.5nm~60nm、さらに好ましくは0.5nm~40nm又は0.5nm~26nmの平均一次粒子径を有する銀ナノ粒子が得られる。平均粒子径の下限については、特に限定されないが、例えば、5nm程度、あるいは7nm程度となりやすい。 In the second embodiment, as described above, when a complex compound containing a silver compound and an aliphatic hydrocarbon amine is successively added to a pyrolysis tank and pyrolyzed, previously prepared silver nanoparticles are placed in the pyrolysis tank maintained at 80 to 120°C, and the silver nanoparticles are formed by being successively added to the pyrolysis tank and pyrolyzed. By placing previously prepared silver nanoparticles in the pyrolysis tank, silver nanoparticles having a small average particle size can be obtained. In addition, the silver nanoparticles obtained at this time have two or more peaks in the particle size distribution. By placing previously prepared silver nanoparticles in the pyrolysis tank, silver nanoparticles having a small average particle size, for example, an average primary particle size of 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 70 nm, more preferably 0.5 nm to 60 nm, and even more preferably 0.5 nm to 40 nm or 0.5 nm to 26 nm, can be obtained. The lower limit of the average particle size is not particularly limited, but is likely to be, for example, about 5 nm or about 7 nm.

熱分解槽に予め調製した銀ナノ粒子を入れておくことによって、生成する銀ナノ粒子の平均粒子径がより小さくなる理由は、次のように考えられる。銀ナノ粒子の生成過程において、銀塩(錯化合物)の分解と共に発生する銀原子が結晶核を形成する条件(過飽和状態)と、該結晶核に銀原子が堆積して粒子が成長する条件(飽和濃度以下状態)がある。熱分解槽に予め調製した銀ナノ粒子を入れておくことによって、既に発生した結晶核が多く存在することになる。その結果、最終的に生成する銀ナノ粒子としての粒径がより小さくなるものと考えられる。上記理論は、ラメール則という粒子の生成則と一致した考え方である。 The reason why the average particle size of the silver nanoparticles generated by placing silver nanoparticles prepared in advance in the pyrolysis tank is smaller is thought to be as follows. In the process of generating silver nanoparticles, there are conditions under which the silver atoms generated with the decomposition of the silver salt (complex compound) form crystal nuclei (supersaturated state), and conditions under which silver atoms accumulate on the crystal nuclei and particles grow (state below saturation concentration). By placing silver nanoparticles prepared in advance in the pyrolysis tank, there will be many crystal nuclei that have already been generated. As a result, it is thought that the particle size of the silver nanoparticles that are ultimately generated will be smaller. The above theory is consistent with the particle generation law known as Lamer's rule.

前記錯化合物の熱分解工程において、銀の錯化合物を熱分解槽に逐次添加して熱分解させる際の熱分解槽に入れておく予め調製した銀ナノ粒子の量については、特に限定されないが、製造上の経済性から、錯化合物の生成工程で生成させられ該熱分解槽に逐次添加される銀ナノ粒子の理論量を基準として、例えば、0.01~100%、又は0.05~70%、好ましくは0.1~5%程度とするとよい。ただし、100%を超える量とすることを除外することなく、例えば、150%までの量、あるいは200%までの量としてもよい。熱分解槽に入れておく予め調製した銀ナノ粒子の調製方法については、バッチ手法により調製しても逐次添加により調製しても良い。 In the thermal decomposition step of the complex compound, the amount of pre-prepared silver nanoparticles to be placed in the thermal decomposition tank when the silver complex compound is successively added to the thermal decomposition tank for thermal decomposition is not particularly limited. From the viewpoint of production economy, the amount is, for example, 0.01 to 100%, or 0.05 to 70%, and preferably about 0.1 to 5%, based on the theoretical amount of silver nanoparticles generated in the complex compound generation step and successively added to the thermal decomposition tank. However, it is not excluded to use an amount exceeding 100%, and it may be, for example, up to 150% or up to 200%. The method of preparing the pre-prepared silver nanoparticles to be placed in the thermal decomposition tank may be by batch method or by successive addition.

熱分解槽への逐次添加は、連続的に実施しても間欠的に実施しても良い。逐次添加する時間については、特に限定されないが、製造上の除熱能力や経済性から、5分~20時間とすることが好ましく、10分~10時間とすることがより好ましく、20分~5時間とすることがさらに好ましい。またこの際に得られる銀ナノ粒子は、粒子径分布で2つ以上のピークを有している。前記ピーク位置は反応条件により変動するが、通常、動的光散乱法による測定において、1~20nmに1つのピークと20~100nmに1つのピークを持っている。また、前記2つのピーク以外のピークを持つこともある。 The sequential addition to the pyrolysis tank may be performed continuously or intermittently. The time for sequential addition is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 hours, more preferably 10 to 10 hours, and even more preferably 20 to 5 hours, in terms of heat removal capacity and economic efficiency in production. The silver nanoparticles obtained in this case have two or more peaks in the particle size distribution. The positions of the peaks vary depending on the reaction conditions, but typically, in measurements by dynamic light scattering, there is one peak at 1 to 20 nm and one peak at 20 to 100 nm. There may also be peaks other than the two peaks.

前記錯化合物の熱分解工程において、前記熱分解温度にて、例えば、10~120分間、好ましくは30~120分間維持する。このような熱分解反応時間によって、前記錯化合物の熱分解工程が完結される。 In the thermal decomposition process of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for, for example, 10 to 120 minutes, preferably 30 to 120 minutes. The thermal decomposition process of the complex compound is completed by such a thermal decomposition reaction time.

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 carried out in an inert gas atmosphere such as argon, but it can also be carried out in air.

第2の形態において、図1に例示されるような製造装置を用いてもよい。この場合には、熱分解槽(30)に予め銀ナノ粒子を存在させておき、予備加熱装置(22)を作動させずに、生成反応槽(10)中の錯化合物を含む常温の反応混合物をチューブポンプ(21)にて管状路(20)内を下流側へと移送して、80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽(30)に逐次添加するとよい。そして、前記錯化合物を熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する。図1に示した製造装置の構成は一例であり、この例以外の装置を用い得ることは言うまでもない。 In the second embodiment, a manufacturing apparatus as shown in FIG. 1 may be used. In this case, silver nanoparticles are placed in the pyrolysis tank (30) beforehand, and the reaction mixture at room temperature containing the complex compound in the production reaction tank (10) is transferred downstream through the tubular passage (20) by the tube pump (21) without operating the preheating device (22), and is added successively to the pyrolysis tank (30) at a pyrolysis temperature of 80 to 120°C. The complex compound is then pyrolyzed to form silver nanoparticles. The configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is one example, and it goes without saying that other apparatuses may be used.

[銀ナノ粒子の後処理工程]
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(用いる場合)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。しかしながら、湿潤状態の銀ナノ粒子を銀ナノ粒子含有インクの調製に供してもよい。
[Post-treatment process of silver nanoparticles]
The complex compound is thermally decomposed to give a suspension with a blue luster. From this suspension, the alcohol solvent (if used) and excess amine are removed, for example, by settling the silver nanoparticles (or metal nanoparticles) and decanting and washing with an appropriate solvent (water or organic solvent), to obtain the desired stable coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) [post-treatment process of silver nanoparticles]. After the washing operation, the resulting powder of stable coated silver nanoparticles (or coated metal nanoparticles) is obtained by drying. However, wet silver nanoparticles may be used to prepare the silver nanoparticle-containing ink.

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。 Water or an organic solvent is used for the decantation and washing operations. Examples of organic solvents that can be used 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; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and mesitylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; acetonitrile; and mixtures of these.

本発明の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 nanoparticle formation process of the present invention, a reducing agent is not required, so there are no by-products derived from the reducing agent, and the coated silver nanoparticles can be easily separated from the reaction system, resulting in high-purity coated silver nanoparticles. However, if necessary, an appropriate reducing agent may be used within a range that does not impair the effects of the present invention.

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 are formed whose surfaces are coated with the protective agent used. The protective agent contains, for example, the aliphatic monoamine (A), and further contains either one or both of the aliphatic monoamine (B) and the aliphatic diamine (C), and further contains the carboxylic acid (D) when used. The content ratio of these in the protective agent is the same as the usage ratio of these in the amine mixture. The same applies to metal nanoparticles.

[銀塗料組成物]
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。
[Silver paint composition]
The obtained silver nanoparticles can be used to prepare a silver coating composition. The silver coating composition can take various forms without limitation. For example, a silver coating composition called a silver ink can be prepared by dispersing the silver nanoparticles in a suspension state in a suitable organic solvent (dispersion medium). Alternatively, a silver coating composition called a silver paste can be prepared by dispersing the silver nanoparticles in a kneaded state in an organic solvent.

銀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、デカリ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、n-プロパノール、イソプロパノール、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、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、2-エチルヘキサノール、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、ウンデカノール、ドデカノール等のような直鎖状又は分岐状の脂肪族アルコール溶剤; シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール等のような環状の(あるいは、環状構造を含有している)脂肪族アルコール溶剤;などが挙げられる。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。 Examples of organic solvents for obtaining the silver paint composition include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, and tetradecane; alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, methylcyclohexane, and decalin; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and mesitylene; linear or branched aliphatic alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, 2-ethylhexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, n-decanol, undecanol, and dodecanol; and cyclic (or cyclic structure-containing) aliphatic alcohol solvents such as cyclopentanol, cyclohexanol, and cyclohexanemethanol. In addition, examples of organic solvents for obtaining a silver paint composition include terpene-based solvents such as terpineol and dihydroterpineol for obtaining a silver paste.

さらに、銀塗料組成物を得るための有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール:BC)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(ヘキシルカルビトール:HC)、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル等のグリコールモノエーテルが例示される。 Furthermore, examples of organic solvents for obtaining the silver paint composition include glycol monoethers such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether (butyl carbitol: BC), propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether (hexyl carbitol: HC), and diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether.

さらに、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルカルビトールアセテート:BCA)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA;1-メトキシ-2-プロピルアセテート)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)等のグリコールモノエーテルモノエステル;
エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート(1,4-BDDA,沸点230℃)、1,6-ヘキサンジオールジアセテート(1,6-HDDA,沸点260℃)、2-エチル-1,6-ヘキサンジオールジアセテート等のグリコールジエステル;
等のグリコールエステル系溶剤が挙げられる。
Furthermore, glycol monoether monoesters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate (butyl carbitol acetate: BCA), propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA; 1-methoxy-2-propyl acetate), and dipropylene glycol monomethyl ether acetate;
Glycol diesters such as ethylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol diacetate, 1,4-butanediol diacetate (1,4-BDDA, boiling point 230° C.), 1,6-hexanediol diacetate (1,6-HDDA, boiling point 260° C.), and 2-ethyl-1,6-hexanediol diacetate;
Examples of glycol ester solvents include:

これら溶剤として、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。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。 These solvents may be used alone or in combination of two or more. The type and amount of organic solvent may be appropriately determined depending on the concentration and viscosity of the desired silver paint 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 paint composition obtained by the present invention are highly stable. For example, the silver nanoparticle powder is stable when stored at room temperature for a period of one month or more. The silver paint composition is stable at room temperature for a period of one month or more, for example, at a silver concentration of 50 wt%, without aggregation or fusion.

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 can be performed by known methods such as spin coating, inkjet printing, screen printing, dispenser printing, letterpress printing (flexographic printing), dye-sublimation printing, offset printing, laser printer printing (toner printing), intaglio printing (gravure printing), contact printing, and microcontact printing. When a printing technique is used, a patterned layer of the silver coating composition is obtained, and when fired, a patterned silver conductive layer is obtained.

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 less, for example, from room temperature (25°C) to 150°C or less, preferably from room temperature (25°C) to 120°C or less. However, in order to complete the sintering of silver by firing in a short time, it is recommended to perform the firing at a temperature of 60°C to 200°C or less, for example, from 80°C to 150°C or less, preferably from 90°C to 120°C or less. The firing time can be determined appropriately taking into consideration the amount of silver ink applied and the firing temperature, and is, for example, within several hours (for example, 3 hours or 2 hours), preferably within 1 hour, more preferably within 30 minutes, even more preferably 10 to 20 minutes, and more specifically 10 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。 Because the silver nanoparticles are structured as described above, the sintering of the silver particles proceeds sufficiently even with such a low-temperature, short-time firing process. As a result, excellent conductivity (low resistance value) is achieved. A silver conductive layer with low resistance value (for example, 15 μΩcm or less, 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 baking at low temperatures is possible, in addition to glass substrates and heat-resistant plastic substrates such as polyimide films, general-purpose plastic substrates with low heat resistance such as polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) film and polyethylene naphthalate (PEN) film, and polyolefin films such as polypropylene can also be used suitably as substrates. In addition, baking in a short time reduces the load on these general-purpose plastic substrates with low heat resistance and improves production efficiency.

本発明の銀導電材料は、各種の電子デバイス、例えば、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 can be applied to various electronic devices, such as electromagnetic wave control materials, circuit boards, antennas, heat sinks, liquid crystal displays, organic EL displays, field emission displays (FEDs), IC cards, IC tags, solar cells, LED elements, organic transistors, capacitors, electronic paper, flexible batteries, flexible sensors, membrane switches, touch panels, EMI shields, 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~10μm、好ましくは100nm~5μm、より好ましくは300nm~2μmの範囲から選択するとよい。 The thickness of the silver conductive layer can be appropriately determined depending on the intended application, and by using the silver nanoparticles according to the present invention in particular, high conductivity can be exhibited even when a silver conductive layer with a relatively large thickness is formed. The thickness of the silver conductive layer can be selected, for example, from the range of 5 nm to 10 μm, preferably 100 nm to 5 μm, and more preferably 300 nm to 2 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。 The above explanation has focused mainly on silver nanoparticles, but the present invention can also be applied to the manufacturing method of metal nanoparticles containing metals other than silver and to the metal nanoparticles.

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。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[銀ナノ粒子の平均粒子径]
動的光散乱法(DLS;Dynamic light scattering)により平均粒子径及び粒子径分布を測定した。測定には、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いた。
[Average particle size of silver nanoparticles]
The average particle size and particle size distribution were measured by dynamic light scattering (DLS) using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments).

[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 baked silver film]
The obtained baked silver film was measured using a four-terminal method (Loresta GP MCP-T610), the measurement range limit of which is 10 7 Ωcm.

以下の試薬を各実施例及び比較例で用いた。
N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン(N,N-ジメチルアミノプロピルアミン,MW:102.18):東京化成社製試薬
n-ブチルアミン:東京化成社製試薬
n-ヘキシルアミン:東京化成社製試薬
n-オクチルアミン:東京化成社製試薬
ドデシルアミン:和光純薬社製試薬
ブタノール:和光純薬社製試薬特級
デカリン:東京化成社製試薬
シクロヘキサンメタノール:東京化成社製試薬
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 of the Examples and Comparative Examples.
N,N-Dimethyl-1,3-propanediamine (N,N-dimethylaminopropylamine, MW: 102.18): Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. n-Butylamine: Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. n-Hexylamine: Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. n-Octylamine: Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Dodecylamine: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Butanol: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Special grade decalin: Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Cyclohexanemethanol: Reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Silver oxalate (MW: 303.78): Synthesized from silver nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and oxalic acid dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

[実施例1:予備加熱工程あり]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
図1を参照して、錯化合物の生成反応槽(10)としての100mLフラスコにシュウ酸銀5.0g(16.5mmol)を仕込み、これに、7.5g(102.5mmol)の1-ブタノールを添加し、シュウ酸銀の1-ブタノールスラリーを調製した。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14.45g(197.5mmol)、n-ヘキシルアミン9.99g(98.8mmol)、n-オクチルアミン9.57g(74.1mmol)、ドデシルアミン4.58g(24.7mmol)、及びN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン10.09g(98.8mmol)のアミン混合液を滴下した。30℃で2時間攪拌して、シュウ酸銀とアミン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。このようにして、シュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を得た。
[Example 1: With preheating process]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
Referring to FIG. 1, 5.0 g (16.5 mmol) of silver oxalate was charged into a 100 mL flask as a complex compound production reaction tank (10), and 7.5 g (102.5 mmol) of 1-butanol was added thereto to prepare a 1-butanol slurry of silver oxalate. An amine mixture of 14.45 g (197.5 mmol) of n-butylamine, 9.99 g (98.8 mmol), 9.57 g (74.1 mmol) of n-octylamine, 4.58 g (24.7 mmol) of dodecylamine, and 10.09 g (98.8 mmol) of N,N-dimethyl-1,3-propanediamine was added dropwise to the 1-butanol slurry of silver oxalate at 30° C. The mixture was stirred at 30° C. for 2 hours to allow the complex formation reaction between silver oxalate and amine to proceed, forming a white substance (silver oxalate-amine complex). In this way, a reaction liquid containing a silver oxalate-amine complex was obtained.

(予備加熱工程及び熱分解工程)
錯化合物の熱分解反応槽(30)としての100mLフラスコに1-ブタノール1.50g(20.5mmol)、n-ブチルアミン2.89g(39.5mmol)、n-ヘキシルアミン2.00g(19.8mmol)、n-オクチルアミン1.92g(14.8mmol)、ドデシルアミン0.92g(4.9mmol)、及びN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン2.02g(19.8mmol)を仕込み、100℃に加熱した。
(Preheating step and pyrolysis step)
A 100 mL flask serving as a thermal decomposition reaction tank (30) for the complex compound was charged with 1.50 g (20.5 mmol) of 1-butanol, 2.89 g (39.5 mmol) of n-butylamine, 2.00 g (19.8 mmol) of n-hexylamine, 1.92 g (14.8 mmol) of n-octylamine, 0.92 g (4.9 mmol) of dodecylamine, and 2.02 g (19.8 mmol) of N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, and heated to 100° C.

上記の100℃とされた熱分解槽(30)中に、上記のシュウ酸銀-アミン錯体を含む30℃の反応液を、60℃の温水浴(22)に浸漬されたテフロン(R) チューブ(20c) (外形4mm、内径2mm、長さ3m、L/D=1500)内を通して予備加熱しながら、47分かけて添加し(予備加熱テフロン(R) チューブ(20c) での滞留時間:2分50秒)、添加終了後、さらに100℃で1時間攪拌して、シュウ酸銀-アミン錯体を熱分解させて、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。 The 30°C reaction liquid containing the silver oxalate-amine complex was added to the pyrolysis tank (30) set to 100°C over a period of 47 minutes while being preheated through a Teflon® tube ( 20c ) (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm, length 3 m, L/D = 1500) immersed in a hot water bath (22) set to 60°C (residence time in the preheated Teflon® tube (20c): 2 minutes 50 seconds). After completion of the addition, the mixture was stirred at 100°C for an additional hour to pyrolyze the silver oxalate-amine complex, thereby obtaining a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixture.

室温まで冷却後、得られた懸濁液にメタノール60g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18g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。 After cooling to room temperature, 60 g of methanol was added to the resulting suspension and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. 18 g of methanol was again added to the silver nanoparticles and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. In this way, wet silver nanoparticles were obtained.

(銀ナノ粒子分散液)
次に、湿った銀ナノ粒子に、分散溶剤としてシクロヘキサンメタノール/デカリン混合溶剤(重量比=80/20)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。
(Silver nanoparticle dispersion)
Next, a cyclohexanemethanol/decalin mixed solvent (weight ratio=80/20) was added as a dispersion solvent to the wet silver nanoparticles so that the silver concentration was 40 wt %, and the mixture was stirred to prepare a silver nanoparticle dispersion.

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径及び粒子径分布を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、56.1nmであった。粒子径分布でのピークは、11.2nmと78.1nmであった。また、分散液6mLを0.45μmフィルターにて濾過したところ、フィルターの目詰まりなく、全量濾過が可能であった。図2に、実施例1の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size and particle size distribution of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion were measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments), and found to be 56.1 nm. The peaks in the particle size distribution were 11.2 nm and 78.1 nm. When 6 mL of the dispersion was filtered through a 0.45 μm filter, the entire amount could be filtered without clogging the filter. Figure 2 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Example 1.

[実施例2:予備加熱工程あり]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
実施例1と同様にして、錯化合物の生成反応槽(10)において、シュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を得た。
[Example 2: With preheating process]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
In the same manner as in Example 1, a reaction liquid containing a silver oxalate-amine complex was obtained in the complex compound formation reaction tank (10).

(予備加熱工程及び熱分解工程)
予備加熱工程及び熱分解工程において、上記の100℃とされた熱分解槽(30)中に、上記のシュウ酸銀-アミン錯体を含む30℃の反応液を、85℃の温水浴(22)に入れたテフロン(R) チューブ(20c) (外形4mm、内径2mm、長さ3m)内を通して予備加熱しながら、47分かけて添加(予備加熱テフロン(R) チューブ(20c) での滞留時間:2分57秒)した以外は、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子分散液を調製した。
(Preheating step and pyrolysis step)
A silver nanoparticle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preheating step and the pyrolysis step, the 30° C. reaction solution containing the silver oxalate-amine complex was added to the pyrolysis tank (30) set to 100° C. over a period of 47 minutes while being preheated through a Teflon® tube (20c) (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm, length 3 m) placed in an 85° C. hot water bath (22) (residence time in the preheated Teflon® tube (20c): 2 minutes 57 seconds).

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径及び粒子径分布を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、39.9nmであった。粒子径分布でのピークは、5.3nmと59.9nmであった。また、分散液6mLを0.45μmフィルターにて濾過したところ、フィルターの目詰まりなく、全量濾過が可能であった。図3に、実施例2の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size and particle size distribution of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion were measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments), and were found to be 39.9 nm. The peaks in the particle size distribution were 5.3 nm and 59.9 nm. When 6 mL of the dispersion was filtered through a 0.45 μm filter, the entire amount could be filtered without clogging the filter. Figure 3 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Example 2.

この銀ナノ粒子分散液を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。塗膜形成後、速やかに塗膜を120℃にて15分間の条件で、送風乾燥炉にて焼成し、0.5μm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、10.6μΩcmと良好な導電性を示した。 This silver nanoparticle dispersion was applied to a non-alkali glass plate by spin coating to form a coating film. After the coating film was formed, it was quickly baked in a fan drying oven at 120°C for 15 minutes to form a baked silver film with a thickness of 0.5 μm. The resistivity of the resulting baked silver film was measured by the four-terminal method, and it showed good conductivity of 10.6 μΩcm.

[比較例1:予備加熱工程なし]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
実施例1と同様にして、錯化合物の生成反応槽(10)において、シュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を得た。
[Comparative Example 1: No preheating process]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
In the same manner as in Example 1, a reaction liquid containing a silver oxalate-amine complex was obtained in the complex compound formation reaction tank (10).

(熱分解工程)
予備加熱工程を行わず、熱分解工程において、上記の100℃とされた熱分解槽(30)中に、上記のシュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を、室温(25℃)とされたテフロン(R) チューブ(20c) (外形4mm、内径2mm、長さ3m)内を通しながら、50分かけて添加した以外は、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子分散液を調製した。
(Pyrolysis process)
A silver nanoparticle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that a pre-heating step was not performed, and in the thermal decomposition step, the reaction liquid containing the silver oxalate-amine complex was added over 50 minutes to the thermal decomposition tank (30) set to 100° C. while passing it through a Teflon® tube (20c) (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm, length 3 m) set to room temperature (25° C.).

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径及び粒子径分布を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、63.4nmであった。粒子径分布でのピークは、84.0nmであった。また、分散液6mLを0.45μmフィルターにて濾過したところ、フィルターの目詰まりなく、全量濾過が可能であった。図4に、比較例1の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size and particle size distribution of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion were measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments), and were found to be 63.4 nm. The peak in the particle size distribution was 84.0 nm. When 6 mL of the dispersion was filtered through a 0.45 μm filter, the entire amount could be filtered without clogging the filter. Figure 4 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Comparative Example 1.

この銀ナノ粒子分散液を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。塗膜形成後、速やかに塗膜を120℃にて15分間の条件で、送風乾燥炉にて焼成したが、はじきが多くて均一な銀焼成膜が得られず、比抵抗値の測定ができなかった。 This silver nanoparticle dispersion was applied to a non-alkali glass plate by spin coating to form a coating film. After the coating film was formed, it was promptly baked in a fan drying oven at 120°C for 15 minutes, but there was a lot of repelling and a uniform baked silver film could not be obtained, making it impossible to measure the resistivity.

この比較例1では、予備加熱工程を行わなかったので、実施例1,2と比べ、平均粒子径が大きくなり、粒子径分布でのピークも1つしか見られなかった。 In this Comparative Example 1, the preheating step was not performed, so the average particle size was larger than in Examples 1 and 2, and only one peak was observed in the particle size distribution.

[比較例2:予備加熱工程なし]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
実施例1と同様にして、錯化合物の生成反応槽(10)において、シュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を得た。
[Comparative Example 2: No preheating step]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
In the same manner as in Example 1, a reaction liquid containing a silver oxalate-amine complex was obtained in the complex compound formation reaction tank (10).

(熱分解工程)
熱分解槽(30)としての100mLフラスコに1-ブタノール4.50g(20.5mmol)のみを仕込み、100℃に加熱した。
(Pyrolysis process)
A 100 mL flask serving as a thermal decomposition tank (30) was charged with only 4.50 g (20.5 mmol) of 1-butanol and heated to 100°C.

予備加熱工程を行わず、熱分解工程において、上記の100℃とされた熱分解槽(30)中に、上記のシュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を、室温(25℃)とされたテフロン(R) チューブ(20c) (外形4mm、内径2mm、長さ3m)内を通しながら、30分かけて添加した以外は、実施例1と同様にして、銀ナノ粒子分散液を調製した。 A silver nanoparticle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that a pre-heating step was not performed, and in the thermal decomposition step, the reaction liquid containing the silver oxalate-amine complex was added over 30 minutes to the thermal decomposition tank (30) set to 100° C. while passing it through a Teflon® tube (20c) (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm, length 3 m) set to room temperature (25° C.).

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径及び粒子径分布を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、101.3nmであった。粒子径分布でのピークは、108.3nmであった。また、分散液6mLを0.2μmフィルターにて濾過したところ、2mL程度で詰りろ過できなかった。図5に、比較例2の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size and particle size distribution of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion were measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments), and were found to be 101.3 nm. The peak in the particle size distribution was 108.3 nm. When 6 mL of the dispersion was filtered through a 0.2 μm filter, it became clogged at about 2 mL and could not be filtered. Figure 5 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Comparative Example 2.

この比較例2では、比較例1と同様に、予備加熱工程を行わなかったので、実施例1,2と比べ、平均粒子径が大きくなり、粒子径分布でのピークも1つしか見られなかった。しかも、比較例2では、比較例1と比べて、さらに平均粒子径が大きくなった。これは、比較例2では、熱分解槽にはアミン成分ではなく1-ブタノールのみを存在させていたので、熱分解により銀粒子が生成する際に、錯体からアミンが脱離しやすく銀粒子表面のアミン保護剤が不十分となったためと考えられる。 In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, a preheating step was not performed, so the average particle size was larger than in Examples 1 and 2, and only one peak was observed in the particle size distribution. Moreover, in Comparative Example 2, the average particle size was even larger than in Comparative Example 1. This is thought to be because in Comparative Example 2, since only 1-butanol, not an amine component, was present in the pyrolysis tank, when silver particles were generated by pyrolysis, the amine was easily released from the complex, resulting in insufficient amine protective agent on the surface of the silver particles.

[実施例3:予備加熱工程なし,銀ナノ粒子存在下での熱分解工程]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
実施例1と同様にして、錯化合物の生成反応槽(10)において、シュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を得た。
[Example 3: Pyrolysis process in the presence of silver nanoparticles without preheating process]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
In the same manner as in Example 1, a reaction liquid containing a silver oxalate-amine complex was obtained in the complex compound formation reaction tank (10).

(熱分解槽張り込み液の調製)
200mLフラスコにシュウ酸銀3.0g(9.9mmol)を仕込み、これに、4.5g(60.7mmol)の1-ブタノールを添加し、シュウ酸銀の1-ブタノールスラリーを調製した。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)、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。30℃で2時間攪拌して、シュウ酸銀とアミン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。これを100℃まで昇温し、1時間加熱し熱分解させて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調製した。これを室温まで冷却した。このようにして、熱分解槽(30)を準備した。
(Preparation of pyrolysis tank charging liquid)
A 200 mL flask was charged with 3.0 g (9.9 mmol) of silver oxalate, to which 4.5 g (60.7 mmol) of 1-butanol was added to prepare a 1-butanol slurry of silver oxalate. An amine mixture of 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, 2.75 g (14.8 mmol) of dodecylamine, and 6.05 g (59.3 mmol) of N,N-dimethyl-1,3-propanediamine was added dropwise to the 1-butanol slurry of silver oxalate at 30° C. The mixture was stirred at 30° C. for 2 hours to allow the complex formation reaction between silver oxalate and amine to proceed, forming a white substance (silver oxalate-amine complex). The temperature was raised to 100° C. and the mixture was heated for 1 hour for pyrolysis to prepare a suspension of dark blue silver nanoparticles suspended in the amine mixture. The mixture was then cooled to room temperature. In this manner, the pyrolysis tank (30) was prepared.

(熱分解工程)
上記熱分解槽(30)の張り込み液を100℃に加熱し、この熱分解槽(30)中に、上記のシュウ酸銀-アミン錯体を含む反応液を、室温(25℃)とされたテフロン(R) チューブ(20c) (外形4mm、内径2mm、長さ0.8m)内を通しながら、30分かけて添加し、添加終了後、さらに100℃で1時間攪拌して、シュウ酸銀-アミン錯体を熱分解させて、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。
(Pyrolysis process)
The solution charged in the pyrolysis tank (30) was heated to 100°C, and the reaction solution containing the silver oxalate-amine complex was added to this pyrolysis tank (30) over a period of 30 minutes while passing it through a Teflon® tube (20c) (outer diameter 4 mm, inner diameter 2 mm, length 0.8 m) kept at room temperature (25°C). After completion of the addition, the solution was stirred at 100°C for an additional hour to thermally decompose the silver oxalate-amine complex, thereby obtaining a suspension in which dark blue silver nanoparticles were suspended in the amine mixed solution.

室温まで冷却後、得られた懸濁液にメタノール80g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24g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。 After cooling to room temperature, 80 g of methanol was added to the resulting suspension and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. 24 g of methanol was again added to the silver nanoparticles and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. In this way, wet silver nanoparticles were obtained.

(銀ナノ粒子分散液)
次に、湿った銀ナノ粒子に、分散溶剤としてシクロヘキサンメタノール/デカリン混合溶剤(重量比=80/20)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。
(Silver nanoparticle dispersion)
Next, a cyclohexanemethanol/decalin mixed solvent (weight ratio=80/20) was added as a dispersion solvent to the wet silver nanoparticles so that the silver concentration was 40 wt %, and the mixture was stirred to prepare a silver nanoparticle dispersion.

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径及び粒子径分布を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、25.7nmであった。粒子径分布でのピークは、34.9nmと1.6nmであった。また、分散液10mLを0.2μmフィルターにて濾過したところ、フィルターの目詰まりなく、全量濾過が可能であった。図6に、実施例3の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size and particle size distribution of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion were measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments), and were found to be 25.7 nm. The peaks in the particle size distribution were 34.9 nm and 1.6 nm. When 10 mL of the dispersion was filtered through a 0.2 μm filter, the entire amount could be filtered without clogging the filter. Figure 6 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Example 3.

この銀ナノ粒子分散液を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。塗膜形成後、速やかに塗膜を120℃にて15分間の条件で、送風乾燥炉にて焼成し、0.8μm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、10μΩcm以下の良好な導電性を示した。 This silver nanoparticle dispersion was applied to a non-alkali glass plate by spin coating to form a coating film. After the coating film was formed, it was quickly baked in a fan drying oven at 120°C for 15 minutes to form a baked silver film with a thickness of 0.8 μm. The resistivity of the resulting baked silver film was measured by the four-terminal method, and it showed good conductivity of 10 μΩcm or less.

[比較例3:同一反応槽における錯化合物の生成反応と該錯化合物の熱分解反応]
(シュウ酸銀-アミン錯体の形成)
500mLフラスコにシュウ酸銀20.0g(65.8mmol)を仕込み、これに、30.0gの1-ブタノールを添加し、シュウ酸銀の1-ブタノールスラリーを調製した。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57.8g(790.1mmol)、n-ヘキシルアミン40.0g(395.0mmol)、n-オクチルアミン38.3g(296.3mmol)、ドデシルアミン18.3g(98.8mmol)、及びN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン40.4g(395.0mmol)のアミン混合液を滴下した。30℃で2時間撹拌して、シュウ酸銀とアミン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。
[Comparative Example 3: Complex Compound Formation Reaction and Thermal Decomposition Reaction of the Complex Compound in the Same Reaction Tank]
(Formation of Silver Oxalate-Amine Complex)
A 500 mL flask was charged with 20.0 g (65.8 mmol) of silver oxalate, to which 30.0 g of 1-butanol was added to prepare a 1-butanol slurry of silver oxalate. An amine mixture of 57.8 g (790.1 mmol) of n-butylamine, 40.0 g (395.0 mmol), 38.3 g (296.3 mmol) of n-octylamine, 18.3 g (98.8 mmol) of dodecylamine, and 40.4 g (395.0 mmol) of N,N-dimethyl-1,3-propanediamine was added dropwise to the 1-butanol slurry of silver oxalate at 30° C. The mixture was stirred at 30° C. for 2 hours to allow the complex formation reaction between silver oxalate and amine to proceed, forming a white substance (silver oxalate-amine complex).

(熱分解工程)
シュウ酸銀-アミン錯体の形成後に、反応液温度を10℃/minの速度で30℃から100℃まで昇温し、その後、1時間加熱して、シュウ酸銀-アミン錯体を熱分解させて、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。
(Pyrolysis process)
After the silver oxalate-amine complex was formed, the temperature of the reaction solution was raised from 30°C to 100°C at a rate of 10°C/min, and then heated for 1 hour to thermally decompose the silver oxalate-amine complex, thereby obtaining a suspension of deep blue silver nanoparticles suspended in the amine mixture.

室温まで冷却後、得られた懸濁液にメタノール200g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60g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。 After cooling to room temperature, 200 g of methanol was added to the resulting suspension and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. 60 g of methanol was again added to the silver nanoparticles and stirred, then the silver nanoparticles were precipitated by centrifugation and the supernatant liquid was removed. In this way, wet silver nanoparticles were obtained.

(銀ナノ粒子分散液)
次に、湿った銀ナノ粒子に、分散溶剤としてシクロヘキサンメタノール/デカリン混合溶剤(重量比=80/20)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。
(Silver nanoparticle dispersion)
Next, a cyclohexanemethanol/decalin mixed solvent (weight ratio=80/20) was added as a dispersion solvent to the wet silver nanoparticles so that the silver concentration was 40 wt %, and the mixture was stirred to prepare a silver nanoparticle dispersion.

銀ナノ粒子分散液の銀ナノ粒子の平均粒子径を、ゼイタサイザーナノ(マルバーン社製)を用いて、動的光散乱法により測定したところ、26.21nmであった。また、分散液10mLを0.2μmフィルターにて濾過したところ、フィルターの目詰まりなく、全量濾過が可能であった。図7に、比較例3の銀ナノ粒子の粒子径分布の測定結果を示す。 The average particle size of the silver nanoparticles in the silver nanoparticle dispersion was measured by dynamic light scattering using a Zetasizer Nano (Malvern Instruments) and found to be 26.21 nm. In addition, when 10 mL of the dispersion was filtered through a 0.2 μm filter, the entire amount could be filtered without clogging the filter. Figure 7 shows the measurement results of the particle size distribution of the silver nanoparticles in Comparative Example 3.

この比較例3のスケールでは、熱分解反応の同一反応槽における錯化合物の生成反応と該錯化合物の熱分解反応の温度コントロールは可能であった。しかしながら、スケールアップされた工業的製造においては、安全面にリスクがあると考えられる。 At the scale of Comparative Example 3, it was possible to control the temperature of the complex compound formation reaction and the thermal decomposition reaction of the complex compound in the same reaction tank. However, in scaled-up industrial production, there is thought to be a safety risk.

I:錯化合物の生成工程
II:錯化合物含有反応混合物の移送工程
III:錯化合物の熱分解工程
10:錯化合物の生成反応槽
M:モータ
11:撹拌羽根
20:管状路
21:チューブポンプ
22:予備加熱装置
30:熱分解反応槽
31:撹拌羽根
I: Complex compound formation process
II: Transfer step of complex compound-containing reaction mixture
III: Thermal decomposition process of complex compounds
10: Complex compound production reaction tank
M: Motor
11: Stirring blade
20: Tubular tract
21: Tube pump
22: Pre-heating device
30: Pyrolysis reactor
31: Stirring blade

Claims (16)

脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を60~90℃の予備加熱温度に予備加熱する、予備加熱工程と、
予備加熱された前記錯化合物を前記予備加熱温度よりも高い且つ80~120℃の熱分解温度とされた熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含む銀ナノ粒子の製造方法。
a complex compound generating step of mixing an aliphatic hydrocarbyl amine and a silver compound at room temperature to generate a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
A preheating step of preheating the produced complex compound to a preheating temperature of 60 to 90° C.;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the preheated complex compound is successively added to a thermal decomposition tank having a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C., which is higher than the preheating temperature, and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
A method for producing silver nanoparticles comprising the steps of:
前記銀化合物は、シュウ酸銀である、請求項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、請求項1又は2に記載の銀ナノ粒子の製造方法。
The aliphatic hydrocarbon amine includes an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which is composed of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more,
3. The method for producing silver nanoparticles according to claim 1 or 2, comprising at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group being 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group being 8 or less.
前記錯化合物の生成工程において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを、炭素数3以上のアルコール溶剤下で混合する、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 in the step of producing the complex compound, the aliphatic hydrocarbon amine and the silver compound are mixed in an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms. 前記錯化合物の予備加熱工程において、前記錯化合物を管状加熱装置によって加熱する、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 method for producing silver nanoparticles according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the preheating step of the complex compound, the complex compound is heated by a tubular heating device. 前記錯化合物の熱分解工程において、前記錯化合物の添加終了後に熱分解温度にて10~120分間維持する、請求項1~5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 in the thermal decomposition step of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for 10 to 120 minutes after completion of addition of the complex 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1~6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 the aliphatic hydrocarbon amine is used in a total of 1 to 50 moles per mole of silver atom of the silver compound. 脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを常温にて混合して、前記銀化合物及び前記脂肪族炭化水素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と、
生成した前記錯化合物を熱分解させるための熱分解槽に、予め調製された銀ナノ粒子を存在させておく、熱分解槽の準備工程と、
生成した前記錯化合物を80~120℃の熱分解温度とされた前記熱分解槽に逐次添加して熱分解させて、銀ナノ粒子を形成する、錯化合物の熱分解工程と、
を含む銀ナノ粒子の製造方法。
a complex compound generating step of mixing an aliphatic hydrocarbyl amine and a silver compound at room temperature to generate a complex compound containing the silver compound and the aliphatic hydrocarbyl amine;
A thermal decomposition tank preparation step in which silver nanoparticles prepared in advance are present in a thermal decomposition tank for thermally decomposing the generated complex compound;
a thermal decomposition step of the complex compound, in which the generated complex compound is successively added to the thermal decomposition tank having a thermal decomposition temperature of 80 to 120° C. and thermally decomposed to form silver nanoparticles;
A method for producing silver nanoparticles comprising the steps of:
熱分解槽の準備工程において、前記予め調製された銀ナノ粒子は、脂肪族炭化水素アミンを含む保護剤で表面が被覆されたものである、請求項に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to claim 8 , wherein in the step of preparing the pyrolysis tank, the silver nanoparticles prepared in advance are surface-coated with a protective agent containing an aliphatic hydrocarbon amine. 前記銀化合物は、シュウ酸銀である、請求項8又は9に記載の銀ナノ粒子の製造方法。 The method for producing silver nanoparticles according to claim 8 or 9 , wherein the silver compound is silver oxalate. 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、請求項8~10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 comprises an aliphatic hydrocarbon monoamine (A) which comprises an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, and the total number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is 6 or more,
The method for producing silver nanoparticles according to any one of claims 8 to 10, further comprising at least one of an aliphatic hydrocarbon monoamine (B) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and one amino group, the total number of carbon atoms of which is 5 or less, and an aliphatic hydrocarbon diamine (C) consisting of an aliphatic hydrocarbon group and two amino groups, the total number of carbon atoms of which is 8 or less .
前記錯化合物の生成工程において、脂肪族炭化水素アミンと銀化合物とを、炭素数3以上のアルコール溶剤下で混合する、請求項8~11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 8 to 11 , wherein in the step of producing the complex compound, the aliphatic hydrocarbon amine and the silver compound are mixed in an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms. 前記錯化合物の熱分解工程において、前記錯化合物の添加終了後に熱分解温度にて10~120分間維持する、請求項8~12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 8 to 12 , wherein in the thermal decomposition step of the complex compound, the thermal decomposition temperature is maintained for 10 to 120 minutes after completion of addition of the complex 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8~13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 8 to 13 , wherein the aliphatic hydrocarbon amine is used in a total of 1 to 50 moles per mole of silver atom of the silver compound. 請求項1~14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、Producing silver nanoparticles by the method according to any one of claims 1 to 14,
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粒子塗料組成物の製造方法。A method for producing a silver particle coating composition, comprising dispersing the silver nanoparticles in an organic solvent.
基板と、前記基板上の銀導電層とを有する電子デバイスの製造方法であって、1. A method for manufacturing an electronic device having a substrate and a silver conductive layer on the substrate, comprising the steps of:
請求項1~14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、Producing silver nanoparticles by the method according to any one of claims 1 to 14,
前記銀ナノ粒子を有機溶剤中に分散させて銀粒子塗料組成物を製造し、The silver nanoparticles are dispersed in an organic solvent to prepare a silver particle coating composition;
前記基板上に、前記銀粒子塗料組成物を塗布し、銀粒子含有塗布層を形成し、その後、前記銀粒子含有塗布層を焼成して銀導電層を形成することを含む電子デバイスの製造方法。a silver particle coating composition on a substrate to form a silver particle-containing coating layer, and then baking the silver particle-containing coating layer to form a silver conductive layer.
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