KR101643516B1 - 은입자 함유 조성물, 분산액 및 페이스트, 및 이들 각각의 제조 방법 - Google Patents

은입자 함유 조성물, 분산액 및 페이스트, 및 이들 각각의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법은, 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물의 제조 방법이고, 표면을 탄소 원자수가 3~7인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2~20인 제2지방산(b), 및 제1 및 제2지방산을 각각 분산 가능한 용매를 준비하는 공정(A); 용매 중에 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 제2지방산(b)을 첨가하는 공정(B); 및 첨가하는 공정 후에, 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 제2지방산(b)으로 치환하는 공정(C)을 포함한다.

Description

은입자 함유 조성물, 분산액 및 페이스트, 및 이들 각각의 제조 방법{SILVER PARTICLE-CONTAINING COMPOSITION, DISPERSION LIQUID, PASTE, AND PRODUCTION METHOD FOR EACH}
본 발명은, 은입자 함유 조성물, 분산액 및 페이스트, 및 이들 각각의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 프린트 기판의 미세 배선의 형성 등에 있어서는, 그 입경이 미크론 오더인 금속 미크론 입자나, 나노 오더인 금속 나노 입자가 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 용도로 사용되는 미소 사이즈의 구리입자나 은입자 등의 금속입자에 대해서는, 입자끼리의 응집 등의 방지나 취급성의 향상을 위해, 그 표면을 유기물에 의해 피복하는 것이 일반적이다. 그리고, 이와 같은 은입자를 용매, 경우에 따라서는 수지와 병용하여 페이스트 형태로 하여, 인쇄법 등에 의해 배선을 형성하고 있다.
여기서, 은분말을 열경화성 수지 조성물 중에 분산시켜 이루어지는 도전성 페이스트에 관한 기술이, 일본국 공개특허공보 2009-289745호 공보(특허문헌 1)에 개시되어 있다.
일본국 공개특허공보 2009-289745호 공보
특허문헌 1에 의하면, 표면이 고급 지방산 또는 고급 지방산의 유도체로 피복된 은입자의 그 고급 지방산 또는 그 유도체를, 그 고급 지방산보다는 저급 고·중급 지방산 또는 그 유도체에 의해 치환하고 있다. 구체적으로는, 탄소 원자수가 17~24인 고급 지방산으로 피복되어 있는 은입자에 대해, 탄소 원자수가 8~16인 고·중급 지방산으로 치환하고 있다. 이와 같이 하는 것에 의해, 저온에 있어서의 소결성을 향상시키고자 하고 있다.
하지만, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서는, 치환 전후에 있어서의 은입자를 피복하는 지방산의 탄소 원자수(이하, 그냥 "탄소수"로 약칭하는 경우가 있다)가 비교적 크다. 이때, 치환시에 사용하는 용매에 의해, 은입자를 용매 중에 분산시킬 수 없는 경우나, 분산되었다고 해도, 분산이 불균일해질 우려가 있어, 더욱 저급 지방산으로의 치환이 적절하게 이루어지지 않는 경우도 있다. 또한, 용도에 따라서는, 소수성의 조정, 혹은 별도의 특성을 부가하는 목적으로 치환전의 지방산의 탄소수에 대해 치환후의 지방산의 탄소수를 증가시키는 것을 필요로 하는 경우도 있지만, 특허문헌 1에 개시된 기술에 의하면 대응할 수 없다.
본 발명은, 요구되는 요구에 상응한 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있는 은입자 함유 조성물의 제조 방법과, 이 방법에 의해 얻어지는 은입자 함유 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법은, 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물의 제조 방법이고, 표면을 탄소 원자수가 3~7인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2~20인 제2지방산(b), 및 제1 및 제2지방산을 각각 분산 가능한 용매를 준비하는 공정; 용매 중에 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 제2지방산(b)을 첨가하는 공정(첨가 공정); 첨가하는 공정 후에, 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 제2지방산(b)으로 치환하는 공정(치환 공정)을 포함한다.
또한, 치환에 있어서는, 은입자를 피복하는 제1지방산(a) 모두를 제2지방산(b)으로 치환하는 것이 아니고, 그 일부를 치환하는 것이어도 좋다. 그리고, 요구되는 특성에 따라, 치환의 비율을, 제2지방산의 첨가량이나, 제1지방산에 대한 제2지방산의 첨가 비율 등에 의해 조정해도 좋다.
또한, 여기서 말하는 탄소수는, 지방산의 직쇄상 부분에 포함되는 탄소의 수를 가리키고, 측쇄상 부분에 포함되는 탄소의 수는 포함하지 않는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 은입자 함유 조성물은, 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물이고, 표면을 탄소 원자수가 3~7인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2~20인 제2지방산(b), 및 제1 및 제2지방산을 각각 분산 가능한 용매를 준비하고, 용매 중에 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 제2지방산(b)을 첨가하고, 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 제2지방산(b)으로 치환하는 것에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의하면, 치환 전후의 은입자의 표면을 피복하는 지방산의 탄소수를, 비교적 작은 탄소수의 범위 내에서 임의로 변경할 수 있다. 그 결과, 요구되는 요구에 상응한 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 은입자 함유 조성물은, 요구되는 요구에 상응하여, 은입자의 표면이 비교적 작은 탄소수의 범위 내에서 임의로 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의해 제조되는 은입자 함유 조성물의 외관을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법의 대표적인 공정을 나타내는 플로차트이다.
도 3은 소르빈산을 피복한 치환전의 은입자 함유 조성물의 일부를 확대하여 나타내는 SEM사진이다.
도 4는 부티르산을 피복한 치환후의 은입자 함유 조성물의 일부를 확대하여 나타내는 SEM사진이다.
도 5는 치환 전후의 은입자 함유 조성물의 DTA를 나타내는 그래프이다.
도 6은 치환 전후의 은입자 함유 조성물의 TG를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 부티르산으로 한 경우의 치환 전후의 온도와 TG 감량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 부티르산으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 9는 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 옥탄산으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 10은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 헥산산으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 11은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 말론산으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 12는 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 부티르산으로 하고, 부티르산의 첨가량을 5g으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 13은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 말론산으로 하고, 은입자의 평균 입경을 1㎛로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 14는 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 젖산으로 한 경우의 치환 전후의 온도와 TG 감량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는 대기하에서 120℃ 소성 처리 전의 젖산으로 치환된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진이다.
도 16은 대기하에서 120℃ 소성 처리 후의 젖산으로 치환된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진이다.
도 17은 대기하에서 120℃ 소성 처리 전의 소르빈산으로 치환된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진이다.
도 18은 대기하에서 120℃ 소성 처리 후의 소르빈산으로 치환된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진이다.
도 19는 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 옥탄산으로 하고, 첨가량을 0.25g으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
도 20은 제1지방산을 소르빈산, 제2지방산을 콜산으로 한 경우의 GC-MS의 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의해 제조되는 은입자 함유 조성물의 외관을 모식적으로 나타낸 도면이다. 우선, 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의해 제조되는 은입자 함유 조성물의 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의해 제조되는 은입자 함유 조성물(1)은, 은입자, 구체적으로는, 1차 입자 상태의 은입자(2)의 표면(3)에 다수의 지방산(4)이 결합되고, 은입자(2)의 표면(3)이 다수의 지방산(4)에 의해 피복된 것이다. 그 피복 상태에 대해서는, 은입자(2)의 표면(3)이 일부에 노출하고 있어도 좋고, 지방산(4)이 복수의 층에 걸쳐 피복하도록 구성되어 있어도 좋다. 본원 발명에 있어서는, 이 다수의 지방산(4)에 의해 피복된 은입자(2)의 표면(3)을 다른 지방산으로 치환하고, 다른 지방산으로 은입자(2)의 표면(3)을 피복하고자 하는 것이다.
은입자 함유 조성물(1)의 중핵이 되는 은입자(2)의 형상에 대해서는, 거의 구형상이다. 은입자(2)의 크기는, 미소한 것, 예를 들면, 마이크로 미터 사이즈 이하의 것이 바람직하게 사용되고, 더 나아가서는, 나노미터 사이즈의 것이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 은입자(2)의 입경에 대해서는, 1~100nm정도의 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 은입자(2)의 입경의 측정에 대해서는, 마이크로 미터 사이즈의 것에 대해서는 Microtrac 입도 분포 측정 장치(9320HRA-X100(Haneywell-NIKKISO CO., LTD. 제조)), 수백 나노미터인 것에 대해서는 SEM사진에 의한 외관 형상에 의한 측정, 수 나노미터인 것에 대해서는 TEM사진에 의한 외관 형상에 의한 측정으로 진행했다.
본 발명에 따른 후술하는 치환 공정에 있어서 바람직하게 이용할 수 있는 은입자(2)의 BET법에 의한 비표면적값은, 0.1~40m2/g의 범위로 하면 좋다. 바람직하게는 0.5~40m2/g의 범위로 하면 좋고, 더 바람직하게는 1.0~35m2/g의 범위로 하면 좋다. 이 범위로 하면, 용매에 대해, 이른바 친화가 좋아지고, 치환 공정에 있어서의 지방산의 치환을 효율적으로 할 수 있기 때문에 바람직하다.
치환전의 지방산, 즉, 은입자를 미리 피복하고 있는 제1지방산(a)에 대해서는, 탄소수가 3~7인 것이 사용된다. 이와 같은 탄소수의 지방산은, 용매, 특히 알코올류나 아세테이트류와 같은 극성을 갖는 용매에 대한 분산성이 양호한 것이 많다. 구체적인 제1지방산을 열거하면, 예를 들면, 탄소수가 3인 프로피온산, 말론산, 젖산, 탄소수가 4인 부티르산, 말산, 탄소수가 6인 소르빈산, 헥산산 등을 들 수 있다.
제1지방산(a)으로 피복된 은입자의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다. 우선, 용기 내에 준비한 소정량의 암모니아수를 준비한다. 그리고, 소정량의 제1지방산, 예를 들면, 구체적으로는, 소르빈산을 첨가하고, 10분간 교반하여 용해시킨다. 그 다음, 환원제, 예를 들면, 히드라진 수화물를 소정량 첨가한다. 그 후, 물에 용해시킨 질산은을 첨가하고, 환원 반응을 진행시킨다. 이와 같이 하여, 치환전의 은입자 함유 조성물, 구체적으로는, 소르빈산에 의해 그 표면을 피복한 은입자를 제조한다.
치환후의 지방산, 즉 최종적으로 은입자를 피복하는 제2지방산(b)에 대해서는, 탄소수가 2~20인 것이 사용된다. 제2지방산에 대해서는, 사용하는 제1지방산이나 요구되는 요구에 상응하여 다양하게 선택된다. 예를 들면, 후에 페이스트 형태로 하는 은입자 함유 조성물의 저온에 있어서의 소결성 향상이 요구되는 경우에는, 제1지방산에 대해 탄소수가 작은 것이 제2지방산으로서 선택된다. 또한, 예를 들면, 은입자 함유 조성물의 소수성 향상이 요구되는 경우에는, 제1지방산에 대해 탄소수가 큰 것이 제2지방산으로서 선택된다. 이와 같이 하여 선택되는 제2지방산의 예로서는, 구체적으로는, 탄소수가 2인 아세트산, 탄소수가 3인 프로피온산, 말론산, 젖산, 탄소수가 4인 부티르산, 말산, 탄소수가 6인 소르빈산, 헥산산, 탄소수가 8인 옥탄산, 탄소수가 9인 아세틸살리실산, 탄소수가 10인 데칸산, 탄소수가 18인 올레산 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 치환 공정에서 사용되는 용매에 대해서는, 제1 및 제2지방산으로 피복된 은입자를 분산 가능한 임의의 것을 사용한다. 이 경우, 치환 전후의 지방산의 분산성이 양호한 것을 선택하는 것이 바람직하다.
구체적인 용매의 예로서는, 물, 옥탄디올 등의 디올류, 알코올, 폴리올, 글리콜 에테르, 1-메틸피롤리돈, 피리딘, 테르피네올, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 텍산올, 페녹시프로판올, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 1-옥탄올 및 상기 용제의 혼합 용제 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법의 대표적인 공정을 나타내는 플로차트이다.
우선, 표면을 탄소 원자수가 3~7인 제1지방산(a)으로 피복된 은입자, 즉, 치환전의 은입자 함유 조성물과, 탄소 원자수가 2~20인 제2지방산(b)과, 제1 및 제2지방산을 각각 분산 가능한 용매를 준비한다(도 2(A))(준비 공정).
다음으로, 용매 중에, 제1지방산(a)으로 피복된 은입자, 및 제2지방산을 각각 첨가한다(도 2(B))(첨가 공정). 그 일례로서는, 먼저 제1지방산(a)으로 피복된 은입자를 첨가하고, 그 후 제2지방산(b)을 첨가한다. 이 경우의 첨가 순서나 방법에 대해서는, 특히 한정되는 것이 아니고, 물론 먼저 제2지방산(b)을 첨가하고, 그 후 제1지방산(a)으로 피복된 은입자를 첨가해도 좋고, 제1지방산(a)으로 피복된 은입자 및 제2지방산(b)을 동시에 첨가해도 좋다. 또한, 제2지방산(b)이 고형일 경우에는, 미리 상기한 용매에 제2지방산(b)을 용해시킨 후에 첨가해도 좋다.
그 후, 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 제2지방산(b)으로 치환한다(도 2(C))(치환 공정). 구체적으로는, 그 일례로서, 제1지방산(a)으로 피복된 은입자, 및 제2지방산을 각각 첨가한 용매의 교반을 진행한 후, 초음파에 의한 초음파 진동 처리를 해도 좋다.
그 후, 용매의 제거, 이른바 은입자와 용매의 분리를 진행한다(도 2(D))(용매 제거 공정). 용매와 얻어진 은입자의 분리는, 공지의 여과법을 이용하여 진행할 수 있다. 이 경우, 디캔테이션(decantation)에 의해, 상등액을 제거한 후, 여과를 진행해도 좋다.
다음으로, 용매를 제거한 후, 은입자 함유 조성물의 세정을 진행한다(도 2(E))(세정 공정). 세정은, 예를 들면, 세정액으로서 치환 조작시에 사용한 것과 동종의 용매를 은입자 함유 조성물의 위로부터 첨가하여 세정하는 것에 의해 진행하면, 세정액에 유래하는 불순물의 혼입을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
그 후, 세정을 한 은입자 함유 조성물의 건조를 진행한다(도 2(F))(건조 공정). 건조에 대해서는, 특별한 제한은 없지만, 은입자 표면을 피복하는 유기물의 이탈이나 분해하는 온도보다 저온으로 진행할 필요가 있다. 이 경우, 감압 조건하에서 진행할 수도 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 따른 은입자 함유 조성물을 얻는다. 이와 같은 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 의하면, 요구되는 요구에 상응한 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있다. 구체적으로는, 탄소수가 6 정도인 은입자 함유 조성물로부터 탄소수가 3 정도인 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있다. 이와 같은 탄소수가 3 정도인 비교적 작은 은입자 함유 조성물은, 저온에서의 소결성이 우수하기 때문에, 상기한 프린트 기판의 배선 형성시에 유용하고, 이와 같은 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 탄소수가 6 정도인 은입자 함유 조성물로부터 탄소수가 8 정도인 은입자 함유 조성물도 용이하게 얻을 수 있다. 이와 같은 탄소수가 8 정도인 은입자 함유 조성물에 대해, 장쇄 지방산의 관능기의 일부를, 요구하는 관능기로 치환하고, 요구되는 특성에 따른 은입자 함유 조성물을 용이하게 얻을 수 있다.
이 경우, 치환시에 있어서의 응집 발생을 억제할 수 있기 때문에, 더욱 효율적으로, 요구되는 요구에 상응한 은입자 함유 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 비교적 저온으로 치환 반응을 진행시킬 수 있기 때문에, 특히, 탄소수가 3이나 4와 같은 탄소수가 매우 작은 지방산으로 피복된 은입자를 얻고자 할 때, 치환 반응시에 있어서의 소결의 우려를 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 은입자 함유 조성물은, 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물이고, 표면을 탄소 원자수가 3~7인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2~20인 제2지방산(b), 및 제1 및 제2지방산을 각각 분산 가능한 용매를 준비하고, 용매 중에 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 제2지방산(b)을 첨가하고, 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 제2지방산(b)으로 치환하는 것에 의해 제조된다.
도 3은 치환전의 소르빈산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 일부를 확대하여 나타내는 SEM(전자현미경)사진이다. 도 4는 치환후의 부티르산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 일부를 확대하여 나타내는 SEM사진이다. 도 3 및 도 4에 있어서는, 30000배로 확대한 경우를 나타낸다.
이들의 사진을 보는 한, 지방산의 치환 조작 전후에 있어서, 그 외관성상의 현저한 변화는 확인되지 않는다. 즉, 표면을 피복하는 유기산의 치환 조작을 해도, 그 공정 중에 입자의 소결이 발생하여 입경이 극단적으로 증대하는 바와 같은 현상이 발생하지 않았음을 알 수 있다.
다음으로, 치환 전후의 TG-DTA에 대해 검토해 보면, 아래와 같다. 도 5는 치환 전후의 은입자 함유 조성물의 DTA를 나타내는 그래프이다. 도 6은 치환 전후의 은입자 함유 조성물의 TG를 나타내는 그래프이다. 도 5에 있어서, 종축은 DTA(μV)을 나타내고, 횡축은 온도(℃)를 나타낸다. 도 6에 있어서, 종축은 TG감소율(%)을 나타내고, 횡축은 온도(℃)를 나타낸다. 도 5에 있어서, 치환전, 즉, 소르빈산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 그래프를 점선 10a로 나타내고, 치환후, 즉, 부티르산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 그래프를 실선 10b로 나타내고 있다. 또한, 도 6에 있어서, 치환전, 즉, 소르빈산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 그래프를 점선 10c로 나타내고, 치환후, 즉, 부티르산으로 피복된 은입자 함유 조성물의 그래프를 실선 10d로 나타내고 있다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 치환전에 대해서는, DTA의 값이 200℃ 및 300℃ 부근에 있어서, 큰 피크를 나타내고 있다. 이에 대해, 치환후에 관해서는, DTA의 값이 250℃ 부근에 있어서 큰 피크를 나타내고 있다. 또한, TG에 있어서는, 250℃ 부근에 있어서의 거동, 구체적으로는, 200℃에서 300℃에 걸쳐서의 거동이, 치환 전후에 있어서 상이하다. 이는, 치환 전후에 있어서, 은입자의 표면을 피복하고 있는 유기물, 이른바 지방산이 상이한 것을 나타내고 있는 것으로 이해되고, 치환이 충분히 이루어진 것으로 생각할 수 있다.
또한, 지방산이 치환되었는지 여부를 판단하는 지표에 대해서는, 본 발명에서는, 얻어진 은입자를 GC-MS에 의해, 표면을 피복하는 유기물 성분의 변화를 확인하는 것에 의해 진행했다. 본 명세서에 있어서는, Agilent technologies 주식회사에서 제조한 GC-MS장치 7890A GC System 및 5975C inert XL EI/CI MSD를 사용하여 분석을 진행했다. 분석에 대해서는, 350℃로 입자를 가열하고, 포집되는 가스의 성분을 분석하는 것에 의해, 유기물 성분이 어떠한 구성인지를 확인하는 것에 의해 진행했다.
치환의 정량적인 취급에 대해서는, 얻어진 GC-MS차트의 각종 피크에 대해 적분 처리를 하여 피크 면적을 산출하고, 각각의 피크 면적을 비교하는 것에 의해 진행했다. 차트의 해석에 대해서는, 측정한 GC-MS차트의 해석 소프트 MSD Chem Station(Aglent technologies 주식회사에서 제조)을 이용하여 진행했다. 상기 해석 소프트를 이용하여, 각종 유기물에서 유래하는 피크를 적분 처리하여 피크 면적을 산출했다. 본 명세서에 있어서 치환율에 대해서는, 이하의 식에 의해 산출했다.
치환율(%)=100×S2/(S2+S1)
여기서, 치환전의 제1지방산(a)의 피크 면적을 S1, 치환후의 제2지방산(b)의 피크 면적을 S2로 했다.
(표면성 변화의 평가)
용매에 대한 분산성이 변화한 것에 대해서는, 다음과 같은 수법에 의해 평가했다. 처음에 우선, 테트라데칸과 물을 준비한다. 또한, 예비 시험에 의해, 금속 나노 입자는, 테트라데칸에 분산되기 쉽고, 물에는 분산되지 않는 것을 확인하였다. 테트라데칸과 물을 바이알병에 넣고, 치환 전후의 은입자 함유 조성물을 첨가하고, 5분 정도 진동 교반했다. 여기서, 테트라데칸층 또는 물층에 대해, 어느 층에 분산성을 나타내는지에 의해, 표면성이 변화했는지 여부를 확인했다. 치환전에 있어서는, 상층에 위치하는 테트라데칸층에 은입자 함유 조성물이 분산되어 있고, 하층에 위치하는 물층에는 은입자 함유 조성물이 분산되어 있지 않았다. 치환후에 있어서는, 상층에 위치하는 테트라데칸층에 은입자 함유 조성물이 분산되어 있지 않고, 하층에 위치하는 물층에 은입자 함유 조성물이 분산되어 있었다. 이와 같이 하여, 소수성의 은입자 함유 조성물이나 친수성의 은입자 함유 조성물을, 요구에 상응하여 지방산을 치환하여 제조할 수 있다.
그리고, 상술한 방법에 의해 얻어진 입자를 그 입자에 대해 분산성을 나타내는 용매에 첨가하는 것(분산 공정)에 의해 분산액을 얻고, 입자와 분산액과 수지를 혼재시켜 혼련하는 것(혼련 공정)에 의해, 페이스트를 얻을 수 있다. 또한, 페이스트에 대해서는, 입자와 분산액과 분산제를 혼재시켜 혼련하는 것에 의해서도 얻을 수 있다. 또한, 페이스트에 대해서는, 입자와 분산액과 수지와 분산제를 혼재시켜 혼련하는 것에 의해서도 얻을 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 얻어지는 입자의 특성이 처리의 전후에서 변화되어 있는 것을 확인하기 위해, 이하에 기술하는 평가를 했다.
(비저항 평가)
나노 은입자 100부와 미크론 은입자 100부를 희석 용매 20부와 분산제 2부와 첨가제 0.1부를 혼합하고, 3-롤(three roll)(Nagase Screen Printing Research Co.,Ltd.에서 제조한 EXAKT M-80S)에 의해 페이스트화 처리를 하고, 은입자 함유 조성물 페이스트로 했다.
폭 25mm×길이 25mm×두께 0.7mm의 알루미나 기판 상에, 폭 10mm×길이 10mm의 개구부를 갖는 두께 30㎛의 메탈 마스크를 사용하여, 은입자 함유 조성물 페이스트를 도포하고, 120℃의 강제 순환식 오븐 내에서 가열했다. 얻어진 소성막의 막두께를 촉침식 표면 조도계(TOKYO SEIMITSU CO., LTD.에서 제조한 SURFCOM 1500DX)에 의해 측정하고, 4핀 프로브 저항계(미쓰비시 화학 주식회사제Loresta-GP)로 표면 저항을 측정했다. 막두께 및 표면 저항으로부터, 샘플의 부피 저항값을 산출했다.
(단쇄 지방산 치환에 의한 저온 소결성 평가)
시차열 열중량 동시 측정 장치(Seiko Instruments Inc.에서 제조한 TG/DTA6300)를 사용하여, 대기 중에서 치환전과 치환후의 은입자를 승온 속도 10℃/분으로, 40℃에서 120℃까지 승온하여, 120℃에서 180분간 유지하여 TG곡선을 작성했다.
<실시예>
다양한 지방산이나 은입자를 사용한 실시예 1~18, 비교예 1의 평가 결과의 일부를 정리한 것을 표 1에 나타낸다.
지방산(a) 탄소수 은입자의
입경		 지방산(b) 탄소수 지방산(b)
/지방산(a)		 치환율(%)
실시예 1 소르빈산 6 100nm 부티르산 4 100 97.3
실시예 2 소르빈산 6 100nm 옥탄산 8 100 95.8
실시예 3 소르빈산 6 100nm 헥산산 6 100 78.1
실시예 4 소르빈산 6 100nm 말론산 3 40 100.0
실시예 5 소르빈산 6 100nm 부티르산 4 10 87.0
실시예 6 부티르산 4 100nm 헥산산 6 100 95.6
실시예 7 프로피온산 3 100nm 헥산산 6 100 96.5
실시예 8 소르빈산 6 1㎛ 말론산 3 40 100.0
실시예 9 헥산산 6 20nm 소르빈산 6 17 91.4
실시예 10 헥산산 6 20nm 말론산 3 6 100.0
실시예 11 소르빈산 6 100nm 젖산 3 100 80.2
실시예 12 소르빈산 6 100nm 아세트산 2 100 100.0
실시예 13 소르빈산 6 100nm 프로피온산 3 100 100.0
실시예 14 소르빈산 6 100nm 데칸산 10 100 98.4
실시예 15 소르빈산 6 100nm 올레산 18 100 81.1
실시예 16 소르빈산 6 100nm 말산 4 100 100.0
실시예 17 소르빈산 6 100nm 아세틸살리실산 9 100 56.2
실시예 18 소르빈산 6 100nm 옥탄산 8 0.5 48.6
비교예 1 소르빈산 6 100nm 콜산 24 100 9.4
(실시예 1)
1L(리터)의 비커에 이소프로필 알코올 500g을 넣은 후, 소르빈산(a)으로 피복된 은입자(소르빈산 피복량: 0.5중량%) 100g과, 부티르산(b) 50g을 첨가하고, 교반기를 사용하여 25℃에서 5시간 교반했다. 은입자에 대해서는, SEM에 의한 평균 1차 입경이 100nm(나노미터)인 것을 사용했다. 교반한 후의 슬러리를, 맴브레인 필터를 사용하여 여과했다. 여과한 후의 은입자를, 이소프로필 알코올 0.5L로 세정했다. 세정 후, 25℃에서 2시간 진공 건조했다. 이와 같이 하여, 실시예 1에 따른 은입자를 얻었다.
여기서, 치환 전후의 온도와 TG 감량의 관계를 도 7에 나타낸다. 도 7에 있어서, 좌측의 종축에 있어서 TG 감량(%)을 나타내고, 우측의 종축에 있어서 온도(℃)를 나타내고, 횡축에 있어서 측정 시간(분)을 나타낸다. 그리고, 온도를 선 12a로 나타내고, 치환전, 즉, 소르빈산으로 피복된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 경우를 선 12b로 나타내고, 치환후, 즉, 부티르산으로 피복된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 경우를 선 12c로 나타낸다. 온도를 나타내는 선 12a로 나타내는 바와 같이, 20분 정도까지에서, 40℃에서 120℃까지 승온하고, 그 후에는 120℃의 온도를 유지하도록 하고 있다.
이 예로부터 알 수 있듯이, 치환전의 은입자 함유 조성물의 TG 감량은, 시간 경과와 함께 완만하게 감소하고 있다. 구체적으로는, 150분 경과시에 있어서, TG 감량이 대체로 0.15%이다. 이에 대해, 치환후의 은입자 함유 조성물의 TG 감량은, 치환전의 은입자 함유 조성물의 TG 감량보다 그 감소율이 크다. 구체적으로는, 150분 경과시에 있어서, TG 감량이 대체로 0.30%이다. 이 TG 감량의 비교로부터, 은입자의 표면을 피복하는 유기물이, 치환 전후에 있어서 변화되어 있는 가능성이 있음을 알 수 있다.
치환 전후의 은입자에 대해, GC-MS의 측정을 진행했다. 이 GC-MS의 차트를, 도 8에 나타낸다. 도 8에 있어서, 종축은 피크의 강도(a. u.)를 나타내고, 횡축은 유지 시간(분)을 나타낸다. 또한, 이 예를 포함하여 GC-MS의 그래프에 있어서는, 치환전의 차트를 위에, 치환후의 차트를 아래에 각각 나타내고 있다. 도 8에 있어서는, 상측에 치환전의 차트(11a)를 나타내고, 하측에 치환후의 차트(11b)로서 나타냈다.
이들을 비교하면, 은입자의 표면을 구성하는 유기물의 성분이 변화되어 있는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로는, 이 차트(11a, 11b)를 해석한 결과, 치환전의 차트(11a)의 성분이, 소르빈산에서 유래하는 피크를 나타내는 것이고, 치환후의 차트(11b)의 성분이, 부티르산에서 유래하는 피크를 나타내는 것이다. 즉, 이 차트(11a, 11b)를 비교하는 것에 의해, 은입자의 표면을 피복하는 유기물에 대해, 소르빈산에서 부티르산으로 치환이 이루어져 있음 파악할 수 있다.
(실시예 2)
제2지방산(b)을 옥탄산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 9에 나타낸다. 이 차트(13a, 13b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 옥탄산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 옥탄산으로 치환되어 있음이 확인되었다. 또한, 치환 전후의 탄소수에 대해서는, 소르빈산의 탄소수<옥탄산의 탄소수의 관계를 갖는다. 따라서, 장쇄산(long chain acid)에 대해서도, 이 방법에 의하면 치환할 수 있음을 파악할 수 있다.
(실시예 3)
*제2지방산(b)을 헥산산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 10에 나타낸다. 이 차트(14a, 14b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 헥산산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 헥산산으로 치환되어 있음이 확인되었다. 또한, 치환 전후의 탄소 원자수에 대해서는, 소르빈산의 탄소 원자수=헥산산의 탄소 원자수의 관계를 갖는다. 따라서, 동일 탄소 원자수의 지방산에 대해서도, 이 방법에 의하면 치환할 수 있음을 파악할 수 있다.
(실시예 4)
제2지방산(b)을 말론산으로 변경하고, 말론산의 첨가량을 20g으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 11에 나타낸다. 한편, GC-MS측정에 있어서는, 시료를 350℃로 가열하고, 발생한 기체를 MS 장치로 해석하였다. 여기서, 말론산은, 140℃에서 아세트산에 분해한다. 이 차트(15a, 15b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 말론산의 분해물로 생각되는 아세트산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 말론산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 5)
제2지방산(b)으로서의 부티르산의 첨가량을 50g어서 5g으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 12에 나타낸다. 이 차트(16a, 16b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 부티르산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 부티르산으로 치환되어 있음이 확인되었다. 또한, 부티르산에 대해서, 도 8에 있어서의 피크의 강도와 도 12에 있어서의 피크의 강도가 상이한 것은, 첨가량의 변경에 기인한 피복 상태의 차이에 따른 것으로 생각된다.
(실시예 6)
제1지방산(a)을 부티르산(부티르산 피복량: 0.5중량%)으로 변경한 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여, 실시예 6에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 부티르산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 헥산산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 부티르산에서 헥산산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 7)
제1지방산(a)을 프로피온산(프로피온산 피복량: 0.5중량%)으로 변경한 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 실시예 7에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 프로피온산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 헥산산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 프로피온산에서 헥산산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 8)
은입자를, 제1지방산(a)으로서의 소르빈산으로 피복되고, Microtrac에 의한 평균 입경이 1㎛인 은입자(소르빈산 피복량: 0.1중량%)로 변경하고, 말론산의 첨가량을 4g으로 변경한 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 8에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 13에 나타낸다. 이 차트(17a, 17b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 말론산의 분해물로 생각되는 아세트산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 말론산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
*(실시예 9)
은입자를, 제1지방산(a)으로서의 헥산산으로 피복되고, TEM에 의한 평균 입경이 20nm인 은입자(헥산산 피복량: 3.0중량%)로 변경하고, 제2지방산(b)을 소르빈산으로 변경한 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여, 실시예 9에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 헥산산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 헥산산에서 소르빈산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 10)
제2지방산(b)을 말론산으로 변경하고, 첨가량을 20g으로 변경한 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 10에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 헥산산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 말론산의 분해물로 생각되는 아세트산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 말론산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 11)
제2지방산(b)을 젖산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 11에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 온도와 TG 감량의 관계를 도 14에 나타낸다. 도 14는 도 7에 대응되는 것이고, 온도를 선 18a로 나타내고, 치환전, 즉, 소르빈산으로 피복된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 경우를 선 18b로 나타내고, 치환후, 즉, 젖산으로 피복된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 경우를 선 18c로 나타낸다.
도 14를 참조하여, 치환전의 은입자 함유 조성물의 TG 감량은, 시간 경과와 함께 완만하게 저하하고 있다. 구체적으로는, 120℃에 도달한 직후의 30분 경과시에 있어서, TG 감량이 대체로 0.05%이다. 이에 대해, 치환후의 은입자 함유 조성물의 TG 감량은, 치환전의 은입자 함유 조성물의 TG 감량보다 그 감소율이 크다. 구체적으로는, 30분 경과시에 있어서, TG 감량이 대체로 0.21%이다. 이 TG 감량의 비교로부터, 은입자의 표면을 피복하는 유기물이, 치환 전후에 있어서 변화되어 있음을 알 수 있다.
또한, 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 젖산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 젖산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
대기하에서 120℃ 소성 처리 전후의 젖산으로 치환된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진을 도 15, 도 16에 나타낸다. 도 15는 소성전의 경우이고, 도 16은 소성후의 경우이다. 또한, 참고로서, 도 17 및 도 18에 대기하에서 120℃ 소성 처리 전후의 소르빈산으로 피복된 은입자를 함유하는 은입자 함유 조성물의 SEM사진을 나타낸다. 도 17은 소성전의 경우이고, 도 18은 소성후의 경우이다. 도 15~도 18을 참조하여, 소르빈산이 피복된 은입자에서는, 소성 전후의 외관에 거의 변화가 보이지 않지만, 젖산이 피복된 은입자에서는, 소성에 있어서의 은입자의 융착이 관찰된다. 이로부터, 저온 소결성이 향상되어 있음을 파악할 수 있다.
또한, 120℃에서 1시간 소성한 샘플의 부피 저항값은, 소르빈산이 피복된 은입자를 사용한 경우에서는, 767.9μΩ·cm였던 것에 대해, 젖산이 피복된 은입자를 사용한 경우에서는, 200.7μΩ·cm였다. 이로부터, 단쇄 지방산으로 치환하는 것에 의해, 저온 소결이 촉진되어 있음을 확인할 수 있다.
(실시예 12)
제2지방산(b)을 아세트산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 12에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 아세트산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 아세트산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 13)
제2지방산(b)을 프로피온산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 13에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 프로피온산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 프로피온산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 14)
제2지방산(b)을 데칸산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 14에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 데칸산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 데칸산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 15)
*제2지방산(b)을 올레산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 15에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 올레산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 올레산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 16)
제2지방산(b)을 말산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 16에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 말산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 말산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
(실시예 17)
제2지방산(b)을 아세틸살리실산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 17에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 아세틸살리실산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분이, 소르빈산에서 아세틸살리실산으로 치환되어 있음이 확인되었다.
아세틸살리실산으로 피복된 은입자를 사용하여, 표면성의 평가를 했다. 대부분의 입자에 대해서는, 물층측으로 침강하여, 일부가 테트라데칸층에 체류했다. 소르빈산으로 피복된 은입자에 대해 동일하게 표면성의 평가를 한 결과, 테트라데칸층에 대부분의 입자가 체류했다. 이로부터, 유기물을 치환하는 것에 의해, 예를 들면, 친수성 입자를 소수성 입자로 제어할 수 있음을 알았다.
(실시예 18)
제2지방산(b)을 옥탄산으로 변경하고, 그 첨가량을 0.25g으로 한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 18에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 19에 나타낸다. 이 차트(19a, 19b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 소르빈산 및 옥탄산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분에 대해서, 소르빈산에서 옥탄산으로의 치환이 완전히는 진행되지 않고, 일부는 그대로 잔존하는 것을 알았다. 따라서, 목적으로 하는 치환율을 달성하기 위해서는, 이 첨가량의 비율을 적당하게 조정하는 것이 중요한 것을 알 수 있다.
(비교예 1)
제2지방산(b)을 콜산으로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1에 따른 은입자를 얻었다. 치환 전후의 GC-MS측정에 있어서의 차트를 도 20에 나타낸다. 이 차트(20a, 20b)를 해석한 결과, 치환전의 피크의 성분이 소르빈산에서 유래하는 것이고, 치환후의 피크의 성분이 소르빈산 및 콜산에서 유래하는 것이었다. 이로부터, 은입자의 표면을 구성하는 유기물 성분에 대해서, 소르빈산에서 콜산으로의 치환이 불충분한 것이 확인되었다. 이 비교예 1이나 탄소수가 18인 실시예 15 등을 고려하면, 제2지방산으로서는, 탄소수가 20 정도까지에 대해서, 치환이 충분한 것으로 생각된다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 제1지방산 및 제2지방산 모두에, 카르복실산으로 하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 적어도 제1지방산이 카르복실산을 포함하도록 구성해도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 용매 제거 공정에 있어서, 여과를 하는 것으로 했지만, 이와 같은 여과에 한정되지 않고, 예를 들면, 원심분리를 이용하여, 용매와 은입자 함유 조성물을 분리하여 용매를 제거하도록 해도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 치환 공정 후에, 용매를 제거하는 용매 제거 공정을 포함하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 용매를 사용하여 그대로 다음 처리를 진행할 수 있는 경우에는, 용매 제거 공정을 생략해도 좋다. 또한, 치환후의 세정이 불필요한 경우에는, 세정 공정도 생략해도 좋다. 또한, 치환된 은입자 함유 조성물을 그대로 적신 상태로 다음 처리를 진행할 경우에는, 건조 공정도 생략 가능하다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 도시한 실시형태에 한정되지 않는다. 도시한 실시형태에 대해, 본 발명과 동일한 범위 내에서 또는 균등한 범위 내에서 다양한 수정이나 변형을 더할 수 있다.
본 발명에 따른 은입자 함유 조성물, 분산액 및 페이스트, 및 이들 각각의 제조 방법은, 특히, 인쇄 CPU, 인쇄 조명, 인쇄 태그, 전체 인쇄 디스플레이, 센서, 프린트 배선판, 유기 태양전지, 전자북(e-book), 나노인프린트 LED, 액정·PDP 패널, 인쇄 메모리 등의 이른바 "인쇄전자(Printed Electronics)"에 사용되는 은입자를 제조할 때, 유효하게 이용된다.
1: 은입자 함유 조성물
2: 은입자
3: 은입자의 표면
4: 지방산

Claims (9)

  1. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물의 제조 방법에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하는 공정;
    상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하는 공정; 및
    상기 첨가하는 공정 후에, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하는 공정을 포함하며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물의 제조 방법.
  2. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하고, 상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하고, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하는 것에 의해 제조되며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물.
  3. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물이 분산된 은입자 함유 조성물분산액의 제조 방법에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하는 공정;
    상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하는 공정;
    상기 첨가하는 공정 후에, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하는 공정; 및
    상기 치환하는 공정 후에, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 상기 용매로부터 분리하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 분산 가능한 분산액에 분산시키는 공정을 포함하며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물 분산액의 제조 방법.
  4. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물이 분산된 은입자 함유 조성물 분산액에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하고, 상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하고, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 상기 용매로부터 분리하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 분산 가능한 분산액에 분산시키는 것에 의해 제조되며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물 분산액.
  5. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물을 구비하는 은입자 함유 조성물 페이스트의 제조 방법에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하는 공정;
    상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하는 공정;
    상기 첨가하는 공정 후에, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하는 공정;
    상기 치환하는 공정 후에, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 상기 용매로부터 분리하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 분산 가능한 분산액에 분산시키는 공정; 및
    상기 분산시키는 공정 후에, 상기 분산액을 페이스트 형태가 되도록 혼련하는 공정을 포함하며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물 페이스트의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 혼련하는 공정은, 상기 분산액 중에 수지를 첨가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 은입자 함유 조성물 페이스트의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 혼련하는 공정은, 상기 분산액 중에 분산제를 첨가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 은입자 함유 조성물 페이스트의 제조 방법.
  8. 표면을 지방산으로 피복한 은입자 함유 조성물을 구비하는 은입자 함유 조성물 페이스트에 있어서,
    표면을 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)으로 피복한 은입자, 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b), 및 상기 제1 및 제2지방산이 각각 분산 가능한 용매를 준비하고, 상기 용매 중에 상기 제1지방산(a)으로 피복한 은입자 및 상기 제2지방산(b)을 첨가하고, 상기 은입자의 표면을 피복하는 제1지방산(a)을 상기 제2지방산(b)으로 치환하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 상기 용매로부터 분리하고, 상기 제2지방산(b)에 피복된 은입자를 분산 가능한 분산액에 분산시켜, 상기 분산액을 페이스트 형태가 되도록 혼련하여 제조되며,
    상기 탄소 원자수가 6인 제1지방산(a)는 소르빈산이며, 상기 탄소 원자수가 2 또는 3인 제2지방산(b)는 아세트산, 젖산, 말론산 또는 프로피온산인 것을 특징으로 하는, 은입자 함유 조성물 페이스트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 이소프로필알콜인 것을 특징으로 하는 은입자 함유 조성물의 제조 방법.
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