WO2020075331A1 - 金属微粒子分散体の製造方法 - Google Patents

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WO2020075331A1
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友秀 吉田
泰陽 竹野
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花王株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fine metal particle dispersion, and an ink containing the fine metal particle dispersion.
  • the metal fine particles are expected to have a wide variety of industrial applications due to the variety of functions and physical properties that are exhibited by using the metal in a nano-sized form.
  • various methods for producing metal fine particles have been studied.
  • wet methods such as a method of reducing a metal ion eluted from a metal compound in a liquid and a method of extracting a metal atom by thermal decomposition of a metal complex are known as chemical methods for generating a metal atom.
  • the method using a metal complex requires heat treatment at a high temperature, and the reducing solution used for the reduction of the metal complex has a problem related to the removal of residual organic substances, etc., and an industrially highly practical manufacturing method has been studied. .
  • Patent Document 1 discloses that a silver mirror film layer can be formed at room temperature in a short time without heating and no harmful components or corrosive by-products are generated.
  • a polymer dispersant is dissolved in an alcohol solvent and an alcohol solution in which at least one silver compound selected from silver oxide and silver carbonate is dispersed is used,
  • the composition liquid for silver mirror film layer formation etc. which consists of the dispersion solution of silver nanoparticles obtained by irradiating the said alcohol solution with an ultrasonic wave is described.
  • Patent Document 2 discloses an average particle diameter of 30 ⁇ m or less, and an average particle diameter of 10 ⁇ m with respect to a polyol solvent for the purpose of providing silver fine particles and the like having high particle diameter uniformity. After adding 1 to 15% by mass of the following silver compound and 5 to 80% by mass of a water-soluble polymer as a dispersant with respect to the silver content in the silver compound, the solution is heated and reduced at 100 ° C. or lower. The silver fine particles and the like obtained by the above are described.
  • the present invention is a method for producing a fine metal particle dispersion containing fine metal particles a dispersed with a polymer B, Comprising step 1 of mixing metal oxide A, polymer B, and compound C,
  • the polymer B has a hydrophilic group
  • the compound C is a dihydric alcohol represented by the following general formula (1),
  • the present invention relates to a method for producing a metal fine particle dispersion, wherein the cumulant average particle diameter of the metal fine particles a is 50 nm or less.
  • R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 3 is at least one alkylene group selected from an ethylene group and a propylene group
  • n is an integer from 0 to 30.
  • R 1 and R 2 when both R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 contains at least a propylene group, and n is 1 or more. It is.
  • Patent Document 1 is a method of reducing a silver compound by irradiating ultrasonic waves without adding a reducing agent
  • Patent Document 2 uses ethylene glycol or diethylene glycol as a polyol solvent.
  • metal fine particles are obtained by using triethylene glycol, there is a problem that the metal fine particles are aggregated and a large amount of coarse particles are contained. Since the functions and physical properties of the metal fine particles greatly depend on the particle size, coarse metal fine particles having a particle size of more than 100 nm cause deterioration of the function and physical properties. In addition, when the particle size of the metal fine particles becomes large, the sedimentation speed becomes high, and the dispersion stability of the metal fine particles decreases.
  • the present invention relates to a method for producing a metal fine particle dispersion containing a high content of fine metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less, and an ink containing the metal fine particle dispersion.
  • the present inventors have a step of mixing a metal oxide, a polymer, and a dihydric alcohol represented by a specific general formula, wherein the polymer has a hydrophilic group, and metal fine particles dispersed in the polymer. Focusing on the fact that the cumulant average particle diameter of 50 nm or less improves the dispersion stability of the metal fine particles and improves the content rate of the metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less, the fine metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less. It has been found that it is possible to obtain a metal fine particle dispersion containing a high content of.
  • a method for producing a metal fine particle dispersion containing metal fine particles a dispersed in a polymer B comprising: Comprising step 1 of mixing metal oxide A, polymer B, and compound C,
  • the polymer B has a hydrophilic group
  • the compound C is a dihydric alcohol represented by the following general formula (1)
  • a method for producing a fine metal particle dispersion, wherein the cumulant average particle diameter of the fine metal particles a is 50 nm or less.
  • R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 3 is at least one alkylene group selected from an ethylene group and a propylene group
  • n is an integer from 0 to 30.
  • R 1 and R 2 when both R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 contains at least a propylene group, and n is 1 or more. It is.
  • a method for producing a printed matter which comprises applying the ink according to [2] above onto a print medium to obtain a printed matter on which a metal film is formed.
  • An antenna for an RFID tag which is formed from the ink according to [2] above.
  • An RFID tag including the RFID tag antenna according to [4].
  • a laminated ceramic capacitor including an internal electrode layer formed from the ink according to [2].
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a metal fine particle dispersion containing a high content of fine metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less, and an ink containing the metal fine particle dispersion.
  • the method for producing a metal fine particle dispersion of the present invention includes a metal fine particle dispersion containing metal fine particles a (hereinafter, also referred to as “metal fine particle a”) dispersed by a polymer B (hereinafter, simply referred to as “metal fine particle dispersion”).
  • Process which comprises the step 1 of mixing the metal oxide A, the polymer B, and the compound C (hereinafter, also simply referred to as “step 1”), wherein the polymer B is a hydrophilic group, preferably carboxy.
  • the compound C has a group, the compound C is a dihydric alcohol represented by the following general formula (1), and the cumulant average particle diameter of the metal fine particles a is 50 nm or less.
  • R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 3 is at least one alkylene group selected from an ethylene group and a propylene group
  • n is an integer from 0 to 30.
  • R 1 and R 2 when both R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 contains at least a propylene group, and n is 1 or more. It is.
  • the fine metal particle dispersion obtained by the production method of the present invention is obtained by dispersing fine metal particles a in a medium.
  • the form of the metal fine particles a is not particularly limited as long as the particles are formed of at least the metal fine particles and the polymer B. Examples thereof include a particle form in which the metal fine particles are encapsulated in the polymer B, a particle form in which the metal fine particles are uniformly dispersed in the polymer B, and a particle form in which the metal fine particles are exposed on the particle surface of the polymer B. Mixtures are also included.
  • a metal fine particle dispersion containing a high content of fine metal fine particles having a particle size of 100 nm or less can be obtained.
  • the metal oxide is used as the metal raw material compound
  • the reduction reaction can be performed under the condition that the counter ion acting as the aggregating agent does not coexist.
  • the dihydric alcohol represented by the specific general formula since the dihydric alcohol represented by the specific general formula is used, the hydrophilic / hydrophobic balance of the alcohol is excellent, and the chelating action of the alcohol is effective, so that the metal ion is efficiently converted from the metal oxide. Moreover, it can be gradually taken out, and it is considered that it can contribute to the stability of metal ions.
  • the polymer functioning as a dispersant has a hydrophilic group, it is adsorbed or coordinated with the metal ion, and the stability of the metal ion is improved. These act synergistically in the process of forming the metal fine particles, the excessive aggregation of metal ions is suppressed, the formation of coarse metal fine particles is suppressed, and as a result, the metal fine particles containing a high content of fine metal fine particles. It is believed that a dispersion can be obtained.
  • Step 1 is a step of mixing the metal oxide A, the polymer B, and the compound C. It is considered that in the step 1, the metal oxide A is reduced by the compound C to form the metal fine particles a dispersed in the polymer B.
  • the metal oxide A, the polymer B, and the compound C can be mixed by a known method.
  • the mixing temperature is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 25 ° C. or higher, even more preferably 30 ° C. or higher, even more preferably 35 ° C. or higher, and preferably from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles. Is 100 ° C. or lower, more preferably 95 ° C. or lower, still more preferably 90 ° C. or lower.
  • the metal (metal atom) contained in the metal oxide A (hereinafter, also simply referred to as “oxide A”) is a Group 4 transition metal such as titanium and zirconium, a Group 5 transition metal such as vanadium and niobium, Group 6 transition metals such as chromium, molybdenum and tungsten; Group 7 transition metals such as manganese, technetium and rhenium; Group 8 transition metals such as iron and ruthenium; Group 9 such as cobalt, rhodium and iridium Group transition metals such as nickel, palladium and platinum, group 11 transition metals such as copper, silver and gold, group 12 transition metals such as zinc and cadmium, aluminum, gallium and indium.
  • oxide A is a Group 4 transition metal such as titanium and zirconium, a Group 5 transition metal such as vanadium and niobium, Group 6 transition metals such as chromium, molybdenum and tungsten; Group 7 transition metals such as
  • Examples include Group 13 metals, Group 14 metals such as germanium, tin, and lead.
  • the metal one kind may be used as a single metal, or two or more kinds may be used in combination as an alloy.
  • the oxide A can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • oxides of transition metals of Groups 4 to 11 and 4th to 6th periods are preferable, and oxides of noble metals such as copper, gold, silver, platinum, and palladium are more preferable. It is preferably at least one oxide selected from gold, silver, copper and palladium, more preferably at least one oxide selected from gold oxide, silver oxide and copper oxide, and even more preferably silver oxide and oxide. It is at least one selected from copper.
  • the volume median particle diameter D 50 (hereinafter, also simply referred to as “D 50 ”) of the oxide A is preferably 0.1 ⁇ m or more from the viewpoint of promoting the reduction reaction and improving the content rate of fine metal fine particles. It is more preferably 0.5 ⁇ m or more, still more preferably 1 ⁇ m or more, still more preferably 3 ⁇ m or more, and preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, still more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the volume median particle diameter D 50 of the oxide A is measured by the method described in Examples.
  • the oxide A is preferably pulverized so that the volume median particle diameter D 50 falls within the above range.
  • the crushing treatment is preferably a dry crushing treatment, and more preferably a media dispersing machine such as a paint shaker or a bead mill.
  • the material of the dispersed media particles of the media disperser ceramics such as zirconia and titania; polymer materials such as polyethylene and nylon; metals and the like are preferable, and zirconia is preferable from the viewpoint of abrasion resistance.
  • the diameter of the dispersed media particles is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less from the viewpoint of suppressing excessive damage to the metal oxide, and preferably 0.1 mm or more from the viewpoint of grinding efficiency. , More preferably 0.5 mm or more, still more preferably 0.7 mm or more.
  • the rotation speed of the media disperser is preferably 50 rpm or more, more preferably 100 rpm or more, further preferably 150 rpm or more, and preferably 1,000 rpm or less, more preferably 500 rpm or less, further preferably Is 300 rpm or less.
  • the temperature of the pulverization treatment is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, and preferably 40 ° C. or lower, more preferably 35 ° C. or lower, further preferably 30 ° C. or lower, even more preferably 25 ° C. or lower. Is.
  • the pulverization time is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more, and preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less, and further preferably 6 hours or less.
  • the polymer B according to the present invention has a hydrophilic group and has a function as a dispersant for metal fine particles.
  • a hydrophilic group a carboxy group (—COOM), a sulfonic acid group (—SO 3 M), a phosphoric acid group (—OPO 3 M 2 ) and the like are dissociated and hydrogen ions are released to exhibit acidity.
  • M represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium.
  • the polymer B is preferably at least one selected from a nonionic polymer having a nonionic group and an anionic polymer having an anionic group from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • the nonionic polymer include polymers having a structure derived from vinylpyrrolidone such as polyvinylpyrrolidone, polymers having a structure derived from acrylamide such as polyacrylamide, polyvinyl alcohol, and polymers having a polyethylene oxide chain.
  • the anionic polymer those having a carboxy group are preferable.
  • the basic structure of the polymer having a carboxy group include condensation polymers such as polyester and polyurethane; vinyl polymers such as acrylic resin, styrene resin, styrene-acrylic resin, and acrylic silicone resin.
  • the carboxy group contained in the molecule of the polymer B is preferably introduced into the polymer skeleton by the monomer (b-1) having a carboxy group. That is, the polymer B preferably contains a structural unit derived from the monomer (b-1) having a carboxy group from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • a structural unit derived from a monomer (b-1) having a carboxy group hereinafter, also referred to as “monomer (b-1)”, a hydrophobic monomer (b- 2) derived from a structural unit derived from (hereinafter also referred to as “monomer (b-2)”) and a monomer (b-3) having a polyalkylene glycol segment (hereinafter also referred to as “monomer (b-3)”)
  • a vinyl polymer b containing a structural unit hereinafter, also referred to as “polymer b”) is preferable.
  • the polymer b can be obtained by copolymerizing a monomer (b-1), a monomer (b-2) and a raw material monomer containing the monomer (b-3) (hereinafter, also simply referred to as “raw material monomer”).
  • the polymer b may be a block copolymer, a random copolymer or an alternating copolymer.
  • the carboxy group contained in the monomer (b-1) is as described above.
  • Specific examples of the monomer (b-1) include unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid and 2-methacryloyloxymethylsuccinic acid; maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and citraconic acid. And unsaturated dicarboxylic acids.
  • the unsaturated dicarboxylic acid may be an anhydride.
  • the monomers (b-1) may be used alone or in combination of two or more.
  • the monomer (b-1) is preferably at least one selected from (meth) acrylic acid and maleic acid from the viewpoint of improving the content of fine metal particles.
  • “(meth) acrylic acid” means at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid.
  • “(Meth) acrylic acid” in the following has the same meaning.
  • the monomer (b-2) is preferably used as a monomer component of the polymer b from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • “hydrophobic” means that when a monomer is dissolved in 100 g of ion-exchanged water at 25 ° C. until it is saturated, the amount of dissolution is less than 10 g.
  • the amount of the monomer (b-2) dissolved is preferably 5 g or less, more preferably 1 g or less, from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • the monomer (b-2) is preferably at least one selected from aromatic group-containing monomers and (meth) acrylates having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol.
  • the “(meth) acrylate” is at least one selected from acrylate and methacrylate.
  • the “(meth) acrylate” below has the same meaning.
  • the aromatic group-containing monomer is preferably a vinyl monomer having an aromatic group having 6 or more and 22 or less carbon atoms, which may have a substituent containing a hetero atom, and more preferably a styrene-based monomer and an aromatic monomer. It is at least one selected from group-containing (meth) acrylates.
  • the molecular weight of the aromatic group-containing monomer is preferably less than 500.
  • styrene-based monomer examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, 2-methylstyrene, 4-vinyltoluene (4-methylstyrene), divinylbenzene and the like, but styrene and ⁇ -methylstyrene are preferable.
  • aromatic group-containing (meth) acrylate phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate and the like are preferable, and benzyl (meth) acrylate is more preferable.
  • the (meth) acrylate having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol preferably has a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms.
  • (Meth) acrylate having a linear alkyl group such as stearyl (meth) acrylate; isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, Having a branched chain
  • the monomer (b-2) is preferably an aromatic group-containing monomer, more preferably a styrene-based monomer, and further preferably styrene, ⁇ -methylstyrene, It is at least one selected from 2-methylstyrene and 4-vinyltoluene (4-methylstyrene), and more preferably at least one selected from styrene and ⁇ -methylstyrene.
  • the monomer (b-3) is preferably used as a monomer component of the polymer b from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • the monomer (b-3) is preferably a monomer capable of introducing a polyalkylene glycol segment as a side chain of the polymer b from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • Examples of the monomer include polyalkylene glycol (meth) acrylate, alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate, and phenoxyalkylene glycol (meth) acrylate.
  • the monomer (b-3) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the monomer (b-3) is preferably at least one selected from polyalkylene glycol (meth) acrylate and alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate, and more preferably alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate.
  • the alkoxy group of the alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate has preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • alkoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate examples include methoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, ethoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, propoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, butoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, octoxy. Examples thereof include polyalkylene glycol (meth) acrylate.
  • the polyalkylene glycol segment of the monomer (b-3) preferably contains an alkylene oxide-derived unit having 2 to 4 carbon atoms.
  • the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and the like.
  • the number of units derived from alkylene oxide in the polyalkylene glycol segment is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 10 or more, and preferably 100 or less, more preferably 70 or less, further preferably It is 50 or less.
  • the polyalkylene glycol segment is preferably a copolymer containing a unit derived from ethylene oxide and a unit derived from propylene oxide from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles.
  • the molar ratio [EO / PO] of the ethylene oxide unit (EO) and the propylene oxide unit (PO) is preferably 60/40 or more, more preferably 65/35 or more, still more preferably 70/30 or more, and It is preferably 90/10 or less, more preferably 85/15 or less, still more preferably 80/20 or less.
  • the copolymer containing a unit derived from ethylene oxide and a unit derived from propylene oxide may be a block copolymer, a random copolymer or an alternating copolymer.
  • the content of the constituent unit derived from (b-3) is as follows from the viewpoint of improving the content rate of the fine metal fine particles.
  • the content of the monomer (b-1) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, further preferably 15 mol% or more, and preferably 40 mol% or less, more preferably 35 mol%. % Or less, more preferably 30 mol% or less.
  • the content of the monomer (b-2) is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, further preferably 65 mol% or more, and preferably 90 mol% or less, more preferably 85 mol%. % Or less, more preferably 80 mol% or less.
  • the content of the monomer (b-3) is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, still more preferably 7 mol% or more, and preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol%. % Or less, more preferably 15 mol% or less.
  • the polymer b is a constitutional unit derived from (meth) acrylic acid and maleic acid as the monomer (b-1), a constitutional unit derived from a styrene monomer as the monomer (b-2), and an alkoxypolyalkylene as the monomer (b-3). It is preferable to include a structural unit derived from glycol (meth) acrylate.
  • the polymer b one synthesized by a known method may be used, or a commercially available product may be used. Examples of commercially available polymer b include DISKERBYK-190 and 2015 manufactured by BYK.
  • the number average molecular weight of the polymer B is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, further preferably 3,000 or more, and preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, It is more preferably 30,000 or less, still more preferably 10,000 or less, still more preferably 7,000 or less.
  • the number average molecular weight is measured by the method described in Examples.
  • the acid value of the polymer B is preferably 5 mgKOH / g or more, more preferably 10 mgKOH / g or more, further preferably 20 mgKOH / g or more, and preferably 200 mgKOH / g or less, more preferably 100 mgKOH / g or less, further It is preferably 50 mgKOH / g or less, more preferably 30 mgKOH / g or less.
  • the acid value of the polymer B is measured by the method described in the example.
  • the compound C is a dihydric alcohol represented by the following general formula (1).
  • the compound C functions as a reducing agent for the metal oxide A and also as a dispersion medium for the metal fine particle dispersion.
  • R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 3 is at least one alkylene group selected from an ethylene group and a propylene group
  • n is an integer from 0 to 30.
  • R 1 and R 2 when both R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 contains at least a propylene group, and n is 1 or more. It is.
  • R 1 and R 2 may be the same or different from each other, but preferably one is a hydrogen atom and the other is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably One is a hydrogen atom and the other is a methyl group, and more preferably, R 1 is a methyl group and R 2 is a hydrogen atom.
  • R 3 is at least one alkylene group selected from an ethylene group and a propylene group, and preferably a propylene group. When both R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 contains at least a propylene group.
  • R 3 is a propylene group, it is preferably a 1,2-propanediyl group represented by —CH (CH 3 ) CH 2 — or —CH 2 CH (CH 3 ) —.
  • n represents the average number of added moles of the oxyalkylene group represented by R 3 O, and is preferably 0 or 1 or more.
  • R 1 and R 2 are both hydrogen atoms, n is 1 or more.
  • n is preferably 20 or less.
  • the boiling point of compound C is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher, and preferably 250 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower, still more preferably 210 ° C. or lower.
  • the boiling point of the compound C is a weighted average value weighted by the content (mass%) of each dihydric alcohol.
  • Examples of the compound C include alkane diols such as 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,2-butanediol, 2,3-butanediol and 1,2-pentanediol; polyalkylene glycols such as polypropylene glycol.
  • alkane diols such as 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,2-butanediol, 2,3-butanediol and 1,2-pentanediol
  • polyalkylene glycols such as polypropylene glycol.
  • the compound C can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • dihydric alcohols having a 1,2-propanediyl skeleton are preferable, more preferably at least one selected from propylene glycol and polypropylene glycol having a polymerization degree of 2 or more and 20 or less, and further preferably propylene. It is at least one selected from glyco
  • dipropylene glycol is usually 4-oxa-2,6-heptanediol, 2- (2-hydroxypropoxy) -propan-1-ol, and 2- (2-hydroxy-1-methylethoxy).
  • dichloropyrene glycol is used as the compound C in the present invention, it may contain at least one of these three isomers.
  • a reducing agent other than the compound C acting as a reducing agent may be mixed.
  • the other reducing agent either an organic reducing agent or an inorganic reducing agent can be used.
  • the organic reducing agent alcohols other than the compound C such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol and 1-methoxy-2-propanol; Aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde; acids such as ascorbic acid and citric acid and salts thereof; amines such as triethylamine, N, N-dimethylaminoethanol, N-methyldiethanolamine and the like.
  • the inorganic reducing agent examples include borohydride salts such as sodium borohydride and ammonium borohydride; aluminum hydride salts such as lithium aluminum hydride and potassium aluminum hydride; hydrazines such as hydrazine and hydrazine carbonate; hydrogen gas and the like. Is mentioned.
  • the other reducing agents may be used alone or in combination of two or more. Among them, those which function as a dispersion medium for the metal fine particle dispersion are preferable, alcohols other than the above-mentioned compound C are more preferable, and ethylene glycol is still more preferable.
  • step 1 it is preferable to further mix the complexing agent D from the viewpoint of improving the content of the fine metal particles. It is considered that the complexing agent D improves the dispersion stability of the metal fine particles by promoting the elution of the metal ions from the metal oxide or forming a complex with the metal ions, and contributes to the improvement of the content rate of the fine metal fine particles.
  • the donor atom of the complexing agent D include nitrogen, sulfur, oxygen and the like, and two or more kinds of these atoms may be combined.
  • the complexing agent D may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the complexing agent D include ammonia; ammonium salts such as ammonium chloride; cyanides such as potassium cyanide and sodium cyanide; nitrile compounds such as acetonitrile; ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, piperazine, triethanolamine, hydroxylamine, glycine.
  • Hydroxyethylglycine propanediamine, and other amine compounds
  • 3-mercaptopropionic acid mercaptosuccinic acid, 2,3-dimercaptosuccinic acid, and other mercaptocarboxylic acids
  • potassium sulfite sodium sulfite, and other sulfites
  • potassium thiosulfate Thiosulfates such as sodium thiosulfate
  • Hydroxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, oxalic acid
  • at least one selected from ammonia and mercaptocarboxylic acid is preferable, and ammonia is more preferable.
  • Ammonia is preferably used as an aqueous solution
  • an aqueous solvent E may be further mixed.
  • the solvent include alcohols other than the compound C having 4 or less carbon atoms such as water and ethanol; ketones having 3 to 8 carbon atoms such as acetone; ethers such as tetrahydrofuran.
  • the content of water in the aqueous solvent E is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more.
  • the amount of each component charged relative to the total amount of the oxide A, the polymer B and the compound C used when producing the metal fine particle dispersion is as follows from the viewpoint of improving the content of fine metal particles and the productivity. It is as follows.
  • the amount of the oxide A charged relative to the total amount of the oxide A, the polymer B and the compound C is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and preferably Is 90 mass% or less, more preferably 70 mass% or less, still more preferably 50 mass% or less, still more preferably 40 mass% or less.
  • the charged amount of the polymer B with respect to the total charged amount of the oxide A, the polymer B and the compound C is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, And it is preferably 10 mass% or less, more preferably 7 mass% or less, and further preferably 5 mass% or less.
  • the charging amount of the compound C with respect to the total charging amount of the oxide A, the polymer B and the compound C is preferably 5% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, still more preferably 50% by mass. % Or more, and preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further preferably 85% by mass or less.
  • the mass ratio of compound C and oxide A [compound C / oxide A] is preferably 0.05 or more, more preferably from the viewpoint of improving the stability of metal ions and improving the content of fine metal particles. It is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, still more preferably 2 or more, and preferably 45 or less, more preferably 25 or less, even more preferably 15 or less, even more preferably 10 or less, even more It is preferably 5 or less.
  • the mass ratio of the complexing agent D and the metal oxide A [complexing agent D / metal oxide A] improves the stability of the fine metal particles, and From the viewpoint of improving the content of the fine metal particles, it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.07 or more, and preferably 0. It is 0.5 or less, more preferably 0.4 or less, still more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.2 or less.
  • the existence form of the polymer B in the metal fine particle dispersion includes a form in which the polymer B is adsorbed on the metal fine particles, a form in which the metal B is contained in the metal B, and a form in which the polymer B is contained in the metal B. There is a form that is not adsorbed. From the viewpoint of dispersion stability of the metal fine particles, the form in which the polymer B contains the metal fine particles is preferable, and the metal fine particle-encapsulated state in which the polymer B contains the metal fine particles is more preferable.
  • the obtained metal fine particle dispersion does not contain counter ions of metal ions as impurities, but contributes to the dispersion of unreacted reducing agent and metal fine particles.
  • a step of further purifying the metal fine particle dispersion obtained in step 1 may be included.
  • the method for purifying the fine metal particle dispersion is not particularly limited, and examples thereof include membrane treatment such as dialysis and ultrafiltration; centrifugation treatment and the like. Of these, membrane treatment is preferable, and dialysis is more preferable, from the viewpoint of efficiently removing impurities. Regenerated cellulose is preferred as the material for the dialysis membrane used for dialysis.
  • the molecular weight cut-off of the dialysis membrane is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, still more preferably 10,000 or more, and preferably 100,000 or less, from the viewpoint of efficiently removing impurities. , And more preferably 70,000 or less.
  • the mass ratio of the polymer B to the total amount of the polymer B and the metal [Polymer B / (Polymer B + metal)] is from the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles. Therefore, it is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, and preferably from the viewpoint of increasing the concentration of the metal fine particles. It is 0.3 or less, more preferably 0.25 or less, and further preferably 0.2 or less.
  • the mass ratio [Polymer B / (Polymer B + Metal)] is calculated from the masses of Polymer B and metal measured by the method described in Examples using a differential thermogravimetric simultaneous measurement apparatus (TG-DTA). .
  • the cumulant average particle diameter of the metal fine particles a of the metal fine particle dispersion is preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more, further preferably 10 nm or more, still more preferably 15 nm or more, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the metal fine particles. From the viewpoint of improving the content of fine metal fine particles, it is 50 nm or less, preferably 45 nm or less, more preferably 40 nm or less, and further preferably 35 nm or less.
  • the cumulant average particle size is measured by the method described in Examples.
  • the metal concentration of the fine metal particle dispersion is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, further preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass from the viewpoint of facilitating the preparation of the ink described below. % Or more, and from the viewpoint of improving the dispersion stability of the metal fine particles, it is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less.
  • the metal concentration of the fine metal particle dispersion is calculated by the method described in Examples.
  • the metal fine particle dispersion according to the present invention contains a high content of fine metal fine particles having a particle size of 100 nm or less, and therefore, the metal film formed using the metal fine particle dispersion is excellent in physical properties and functions, and has a wide range of applications.
  • various inks wiring materials, electrode materials, conductive materials such as MLCCs (multilayer ceramic capacitors, hereinafter also referred to as “MLCCs”); bonding materials such as solders; various sensors; automatic recognition technology using short-range wireless communication (RFID (radio frequency identifier), hereinafter also referred to as "RFID”)
  • RFID radio frequency identifier
  • the ink of the present invention contains a fine metal particle dispersion. Since the fine metal particle dispersion contains a high content of fine fine metal particles having a particle diameter of 100 nm or less, it is possible to reduce irregularities on the film surface when a metal film is formed. Further, when the particle size of the metal fine particles becomes large, the sedimentation speed becomes high and the storage stability of the ink is lowered, but since the ink of the present invention suppresses the formation of coarse metal fine particles having a particle size of more than 100 nm, it can be stored. The stability can be improved. Further, since the polymer B contains a hydrophilic group, it is possible to improve the bending resistance of the metal film formed using the ink.
  • the compound C has a high affinity for the metal surface and the polymer B, and after forming the ink film using the ink containing the fine metal particle dispersion, the compound C is uniformly present in the entire ink film. It is considered that this results in a state where the polymer chain is sufficiently expanded. It is considered that the bending resistance of the metal film is improved by drying the ink film in such a state. Moreover, since the ink contains fine metal fine particles at a high content rate, necking between the metal fine particles rapidly progresses, and a metal film having high conductivity can be formed.
  • the ink is preferably a water-based ink obtained by mixing the metal fine particle dispersion and water (hereinafter, also referred to as “water-based ink”).
  • water-based ink means an ink in which water accounts for the maximum proportion in the medium contained in the ink.
  • the ink preferably contains the compound C as an organic solvent, but an organic solvent may be further added during the production of the ink from the viewpoint of storage stability.
  • the organic solvent preferably contains at least one organic solvent having a boiling point of 90 ° C. or higher.
  • the weighted average value of the boiling points of the organic solvent is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and preferably 240 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or lower, still more preferably 200 ° C. or lower.
  • the organic solvent include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol alkyl ethers, nitrogen-containing heterocyclic compounds, amides, amines and sulfur-containing compounds.
  • polyhydric alcohols and polyhydric alcohol alkyl ethers are preferable, and from ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol monoisobutyl ether.
  • polyhydric alcohols and polyhydric alcohol alkyl ethers are preferable, and from ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol monoisobutyl ether.
  • ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol monoisobutyl ether are preferable.
  • the ink is further used, if necessary, as a fixing aid, such as a dispersion of polymer particles, a moisturizer, a wetting agent, a penetrant, a surfactant, a viscosity modifier, an antifoaming agent, a preservative, which is usually used in the ink. It is possible to add various additives such as a mildew-proofing agent and a rust-preventive agent, and to carry out a filtration treatment with a filter or the like.
  • a fixing aid such as a dispersion of polymer particles, a moisturizer, a wetting agent, a penetrant, a surfactant, a viscosity modifier, an antifoaming agent, a preservative, which is usually used in the ink. It is possible to add various additives such as a mildew-proofing agent and a rust-preventive agent, and to carry out a filtration treatment with a filter or the like.
  • the content of the metal in the ink is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, from the viewpoint of printing density and improving conductivity. From the viewpoint of improving the bending resistance, and from the viewpoint of reducing the ink viscosity when the solvent volatilizes and improving the storage stability, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further preferably 20% by mass. % Or less, more preferably 17% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, still more preferably 13% by mass or less, still more preferably 11% by mass or less.
  • the content of metal in the ink can be measured by the method described in Examples.
  • the total content of the metal and polymer B in the ink is preferably 2% by mass or more, and more preferably 5% by mass, from the viewpoint of printing density, improving conductivity, and improving bending resistance. Or more, more preferably 7 mass% or more, and from the viewpoint of lowering the ink viscosity when the solvent is volatilized and improving storage stability, preferably 55 mass% or less, more preferably 40 mass% or less, and further preferably Is 22% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, still more preferably 17% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, still more preferably 13% by mass or less.
  • the total content of the metal and the polymer B in the ink can be calculated from the content of the metal in the ink and the mass ratio [polymer B / (polymer B + metal)] calculated by the method described in the examples. it can.
  • the content of the organic solvent in the ink is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and further preferably 30% by mass or more, from the viewpoint of improving storage stability and bending resistance of the ink. , And preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and further preferably 40% by mass or less.
  • the content of water in the ink is preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% from the viewpoint of reducing the burden on the working environment and the natural environment, and improving the storage stability and bending resistance of the ink.
  • the mass ratio [metal / (total solid content of ink)] of the total solid content in the ink is preferably 0.3 or more, and more preferably from the viewpoint of improving print density and improving conductivity.
  • the cumulant average particle size of the metal fine particles a in the ink is preferably the same as the cumulant average particle size of the metal fine particle dispersion, and the preferable mode of the average particle size is also the cumulant average particle size of the metal fine particle dispersion. It is the same as the preferred embodiment. From the viewpoint of storage stability, the viscosity of the ink at 32 ° C.
  • the viscosity of the ink is measured by the method described in Examples using an E-type viscometer.
  • the pH of the ink at 20 ° C. is preferably 7.0 or more, more preferably 7.2 or more, and further preferably 7.5 or more, from the viewpoint of storage stability. From the viewpoint of member resistance and skin irritation, the pH is preferably 11 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 9.5 or less.
  • the pH of the ink is measured by the method described in Examples.
  • a printed matter having a metal film formed thereon can be obtained by applying the ink onto a print medium.
  • the ink has reduced unevenness of the film surface, it is possible to form a metal film having excellent bending resistance, and because of excellent storage stability, particularly flexographic printing ink, gravure printing ink, screen printing ink, Alternatively, it can be suitably used for metallic printing as an ink for inkjet recording. Further, the ink can form a metal film exhibiting high conductivity. Since the ink contains a particularly high content of fine metal fine particles, it is more preferable to use it as an inkjet recording ink from the viewpoint of dischargeability.
  • an inkjet printing method is preferable as a method for applying the ink onto the printing medium.
  • the ink can be loaded into a known inkjet recording device and ejected as an ink droplet onto a printing medium to form an image or the like.
  • the inkjet recording apparatus includes a thermal type and a piezo type, but the ink of the present invention is more preferably used as a piezo type inkjet recording ink.
  • the printing medium used for printing the ink examples include plain paper with high water absorption, coated paper with low water absorption, and resin film with non-water absorption.
  • the coated paper examples include general-purpose glossy paper and multicolor foam gloss paper.
  • the resin film is preferable from the viewpoint of bending resistance and the use of the metal film exhibiting conductivity.
  • the resin film is preferably at least one selected from polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl chloride films, polypropylene films, and polyethylene films.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • a corona-treated base material may be used for the resin film.
  • Examples of commonly available resin films include Lumirror T60 (Toray Co., Ltd., polyester), Teonex Q51-A4 (Teijin Film Solutions Co., Ltd., polyethylene naphthalate), PVC80B P (Lintec Co., Ltd., vinyl chloride).
  • the head temperature of the inkjet head is preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, still more preferably 25 ° C. or higher, and preferably 45, from the viewpoint of improving metallic luster and conductivity. C. or lower, more preferably 40.degree. C. or lower, still more preferably 35.degree. C. or lower.
  • the head voltage of the inkjet head is preferably 5 V or higher, more preferably 10 V or higher, still more preferably 15 V or higher, and preferably 40 V or lower, more preferably 35 V or lower, further preferably from the viewpoint of printing efficiency and the like. Is 30 V or less.
  • the driving frequency of the head is preferably 1 kHz or higher, more preferably 5 kHz or higher, still more preferably 10 kHz or higher, and preferably 50 kHz or lower, more preferably 40 kHz or lower, further preferably from the viewpoint of printing efficiency and the like. It is 35 kHz or less.
  • the amount of discharged ink droplets is preferably 5 pL or more, more preferably 10 pL or more, and preferably 30 pL or less, and more preferably 1 pL or more. It is 20 pL or less.
  • the application amount of the ink to the print medium, as a solid content preferably 0.5 g / m 2 or more, more preferably 1 g / m 2 or more, more preferably 2 g / m 2 or more, and preferably 20 g / m 2 or less, more preferably 15 g / m 2 or less, still more preferably 10 g / m 2 or less.
  • the resolution is preferably 200 dpi or higher, more preferably 300 dpi or higher, and preferably 1,000 dpi or lower, more preferably 800 dpi or lower, still more preferably 600 dpi or lower.
  • the “resolution” in the present specification refers to the number of dots formed on a print medium per inch (2.54 cm).
  • “resolution is 600 dpi” means that when ink droplets are ejected onto a print medium using a line head in which the number of nozzle holes per nozzle row length is 600 dpi (dots / inch).
  • a row of dots of 600 dpi per inch is formed in a direction perpendicular to the transport direction of the print medium, and when ink droplets are ejected while moving the print medium in the transport direction, the print medium is also transported in the transport direction. It means that a dot row of 600 dpi is formed per inch.
  • the resolution in the direction perpendicular to the transport direction of the print medium and the resolution in the transport direction are expressed as the same value.
  • Heat treatment In the present invention, from the viewpoint of improving the metallic luster and improving the conductivity, it is preferable to heat-treat the ink film on the print medium after applying the ink onto the print medium.
  • the medium in the ink coating film can be evaporated and dried to develop a metallic luster, and the metal fine particles can be sintered to form a metallic film exhibiting conductivity.
  • the method of heat treatment is not particularly limited, a method of applying hot air to the ink coating surface of the print medium to heat it, a method of bringing a heater close to the ink coating surface of the print medium to heat the ink coating surface of the print medium, and Examples thereof include a method in which a heater is brought into contact with the surface opposite to the formed surface to heat it, a method in which heating is performed by steam curing using high temperature steam at normal pressure or high pressure, and the like.
  • the heat treatment temperature is preferably lower than the temperature at which the print medium deforms.
  • the heat treatment is carried out under normal pressure, preferably at 40 ° C. or higher, more preferably at 50 ° C. or higher, further preferably at 55 ° C. or higher, and preferably at 90 ° C. or lower, more preferably. It is preferably carried out at 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower.
  • the heat treatment time is preferably 1 minute or longer, and preferably 30 minutes or shorter, more preferably 20 minutes or shorter, further preferably 10 minutes or shorter, still more preferably 5 minutes or shorter.
  • the heat treatment temperature is preferably 130 ° C or higher, more preferably 150 ° C or higher, still more preferably 170 ° C or higher, and preferably 300 ° C or lower, more preferably 250. °C or less, more preferably 230 °C or less
  • the heat treatment pressure is preferably 3 kPa or more, more preferably 5 kPa or more, more preferably 7 kPa or more, and preferably 50 kPa or less, more preferably 30 kPa or less, It is preferably 10 kPa or less.
  • the heat treatment time is preferably 10 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer, further preferably 50 minutes or longer, and preferably 6 hours or shorter, more preferably 4 hours or shorter, and further preferably 2 hours. It is the following.
  • the thickness of the metal film is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, further preferably 0.5 ⁇ m or more, and preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less, further preferably 3 ⁇ m or less. Is.
  • the volume resistivity of the metal film is preferably 5 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less, more preferably 4 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less, further preferably 3 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less, and further more preferably Is 2 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less, and preferably 2 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm or more, more preferably 4 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm or more, further from the viewpoint of easy production of printed matter. It is preferably 6 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the volume resistivity value is measured by the method described in Examples.
  • the metal film formed from the ink exhibits high conductivity, it can be used as a conductive member of various electronic and electric devices.
  • the conductive member is an RFID tag; a capacitor such as MLCC; electronic paper; an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL display; an organic EL element; an organic transistor; a wiring board such as a printed wiring board or a flexible wiring board; organic. It is preferably used as a solar cell; a sensor such as a flexible sensor; a bonding agent such as solder. Among these, it is preferable to use them for RFID tags and MLCCs from the viewpoint of ease of manufacturing by the inkjet printing method.
  • the RFID tag of the present invention preferably includes a metal film formed from the ink as an RFID tag antenna.
  • the RFID tag antenna can be obtained by applying the ink onto a base material and sintering the metal fine particles contained in the ink. Examples of the base material of the RFID tag antenna include the print media described above.
  • the method of applying the ink when forming the RFID tag antenna is inkjet printing, screen printing, flexographic printing, gravure printing, offset printing, dispenser printing, slot die coating, dip coating, spray coating, spin coating, doctor break. Ding, knife edge coating, bar coating and the like.
  • the inkjet printing method is preferable from the viewpoint of easy formation of the antenna pattern.
  • the printing conditions in the inkjet printing method are as described above.
  • the RFID tag can be obtained by mounting a communication circuit such as a semiconductor chip on the RFID tag antenna and electrically connecting the antenna and the communication circuit.
  • a communication circuit such as a semiconductor chip
  • an anisotropic conductive adhesive ACP
  • the RFID tag is further mounted with a semiconductor chip by laminating a resin film, paper, or the like via an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, or coating by applying a resin. You may have the structure which enclosed the antenna for RFID tags.
  • Examples of the shape of the RFID tag include an inlay type including an RFID tag antenna and a communication circuit, a label type, a card type, a coin type, a stick type, and the like, which can be appropriately selected and processed depending on the application.
  • the antenna pattern shape and size of the RFID tag can be appropriately selected according to the application. Further, the communication distance of the RFID tag can be selected according to the shape and size of the antenna pattern.
  • the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention preferably includes a metal film formed from the ink as an internal electrode layer. Since the ink contains fine metal fine particles at a high content rate, the internal electrode layer of the MLCC can be made thin and the MLCC can be miniaturized.
  • the multilayer laminated sheet is fired to obtain a capacitor fired body to be a capacitor body. It can be manufactured by obtaining.
  • the multilayer laminated sheet is a printing method in which a ceramic slurry for forming a dielectric layer and the ink are alternately laminated and printed on a print medium; the ink is formed on an unfired ceramic green sheet formed by the ceramic slurry for forming a dielectric layer. It can be manufactured by a sheet method or the like in which a plurality of coated materials are prepared and these are laminated so that the dielectric layers and the internal electrode layers alternate.
  • the ceramic slurry for forming a dielectric layer for example, a raw material powder of a ceramic such as barium titanate to which an organic binder such as polyvinyl butyral and a solvent are added can be used.
  • the multilayer laminated sheet is cut into chips of a predetermined size, heat-treated to burn and remove organic substances such as polymers, and then fired in a reducing gas atmosphere to form a capacitor fired body. It is preferable to remove the organic matter by combustion at a temperature of 180 ° C. or higher and 400 ° C. or lower for 0.5 hours or more and 24 hours or less.
  • the firing of the multilayer laminated sheet is preferably performed at a temperature of 700 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower for 0.5 hours or more and 8 hours or less.
  • An MLCC can be obtained by forming a pair of external electrodes on both ends of the obtained capacitor fired body and electrically connecting the external electrodes to the internal electrode layers.
  • the thickness of the internal electrode layer in the MLCC is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, still more preferably 1 ⁇ m or less from the viewpoint of thinning the internal electrode layer and downsizing of the MLCC. From the viewpoint of the ease of manufacturing the MLCC, the thickness is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, still more preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the dielectric layer in the MLCC is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, further preferably 1 ⁇ m or less from the viewpoint of thinning the dielectric layer and downsizing the MLCC, From the viewpoint of ease of manufacturing the MLCC, the thickness is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, still more preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the thicknesses of the internal electrode layers and the dielectric layers can be measured using a scanning electron microscope (SEM).
  • the measurement sample was prepared by mixing 0.1 g of the polymer in a glass vial with 10 mL of the eluent, stirring the mixture with a magnetic stirrer at 25 ° C. for 10 hours, and using a syringe filter (DISMIC-13HP PTFE 0.2 ⁇ m, manufactured by Advantech Co., Ltd.). What was filtered with.
  • a differential thermogravimetric simultaneous measurement device (TG-DTA) (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., product name: STA7200RV) was used to weigh 10 mg of sample into an aluminum pan cell and 10 ° C./min. The temperature was raised from 35 ° C. to 550 ° C. at a heating rate of and the mass reduction was measured under an air flow of 50 mL / min. The mass ratio [polymer B / (polymer B + metal)] was calculated with the mass decrease from 35 ° C. to 550 ° C. as the mass of polymer B and the residual mass at 550 ° C. as the mass of metal.
  • TG-DTA differential thermogravimetric simultaneous measurement device
  • Examples 1-2 to 1-5 Metal fine particle dispersions D2 to D5 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the complexing agent D was changed as shown in Table 1.
  • Examples 1-6, 1-7 Metal fine particle dispersions D6 and D7 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the oxide A was changed to silver oxide A2 or A3 as shown in Table 1.
  • Example 1-8 Propylene glycol (PG) was changed to 0.9 g as Compound C, and 29.1 g of ethylene glycol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade (hereinafter, also referred to as “EG”)) was mixed (PG and EG).
  • EG special grade
  • Example 1-9 A fine metal particle dispersion D9 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the amount of silver oxide A1 as the oxide A was changed to 5 g.
  • Examples 1-10 and 1-11 Metal fine particle dispersions D10 and D11 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the temperature during mixing was changed to the temperature shown in Table 1.
  • Examples 1-12, 1-13 Metal fine particle dispersions D12 and D13 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the oxide A was changed to gold oxide A4 or palladium oxide A5 shown in Table 1.
  • Example 1-14 A fine metal particle dispersion D14 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the compound C was changed to dipropylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., isomer mixture).
  • Polymer B is polyacrylic acid (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: polyacrylic acid, Mw: 5,000) (hereinafter, also referred to as “PAA”) or polyvinyl alcohol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • PAA polyacrylic acid
  • PVA polyvinyl alcohol
  • metal fine particle dispersions D15 and D16 were obtained.
  • Examples 1-17 to 1-20 Metal fine particle dispersions D17 to D20 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the amount of propylene glycol (PG) as compound C was changed as shown in Table 1.
  • PG propylene glycol
  • Comparative Example 1-1 A metal fine particle dispersion DC1 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the amount of BYK-2015dry was changed to 0.5 g.
  • Comparative Example 1-2 A metal fine particle dispersion DC2 was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the oxide A was changed to silver nitrate AC1.
  • Comparative Example 1-3 A metal fine particle dispersion DC3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethylene glycol (EG) was used instead of the compound C.
  • Comparative Example 1-4 A metal fine particle dispersion DC4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dispersant BYK-2015dry was changed to citric acid.
  • Comparative Example 1-5 A metal fine particle dispersion DC5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1-methoxy-2-propanol was used instead of the compound C.
  • volume fraction of metal fine particles a having a particle size of 100 nm or less was obtained using the software attached to the laser particle analysis system. The results are shown in Table 3. The higher the volume fraction, the smaller the number of coarse particles and the higher the content of fine metal particles having a particle diameter of 100 nm or less.
  • Example 2-1 The total amount of the ink was 30 g, and the metal fine particle dispersion D1 obtained in Example 1-1 was blended so that the metal content was 10% and the propylene glycol content was 36%, and the polyether-modified silicone was further added.
  • the content of the surfactant (trade name: KF6011, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., PEG-11 methyl ether dimethicone) is 1.0%, and the acetylene glycol-based surfactant (trade name: Surfynol 104 (2, 4, 7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol), manufactured by Evonik Industries Co., Ltd., effective content 100%), and the rest is ion-exchanged water.
  • An ink was prepared. The preparation was carried out by putting each component in a 50 mL glass vial while stirring with a magnetic stirrer.
  • a 5 ⁇ m membrane filter manufactured by Sartorius, trade name “Mini Sarto” was attached to the solution and filtered with a needleless syringe (Terumo Co., Ltd.) having a capacity of 25 mL to obtain an ink.
  • the ink had a viscosity of 5.1 mPa ⁇ s and a pH of 8.1.
  • Example 2-2 to 2-20 and Comparative Examples 2-1 to 2-5 The metal fine particle dispersion D1 in Example 2-1 was changed to the metal fine particle dispersions D2 to D20 and DC1 to DC5 obtained in Examples 1-2 to 1-20 and Comparative examples 1-1 to 1-5. Except for this, the same procedure as in Example 2-1 was performed to obtain each ink.
  • Inkjet printing evaluation device equipped with inkjet head (Kyocera Corporation, KJ4B-QA06NTB-STDV, piezo type, 2,656 nozzles) in an environment of temperature 25 ⁇ 1 ° C. and relative humidity 30 ⁇ 5%
  • the ink was filled in (made by Tritec).
  • a head voltage of 26 V, a head drive frequency of 20 kHz, an ejected droplet volume of 18 pl, a head temperature of 32 ° C., a resolution of 600 dpi, a pre-ejection flushing frequency of 200, a negative pressure of ⁇ 4.0 kPa are set, and the longitudinal direction and the conveyance direction of the print medium are set.
  • the print medium was fixed under reduced pressure on the carrier.
  • a polyester film having a length of 300 mm and a width of 297 mm manufactured by Toray Industries, Inc., Lumirror T60, thickness 75 um, water absorption 2.3 g / m 2 ) was used.
  • the printing medium was a polyethylene naphthalate (PEN) film (Teonex Q51-A4 manufactured by Teijin Film Solutions Ltd.) (length 210 mm ⁇ width).
  • PEN polyethylene naphthalate
  • An ink coating of a solid image was formed under the same printing conditions except that the thickness was changed to 297 mm and the thickness was 25 ⁇ m).
  • a vacuum dryer AVO-200NB, manufactured by As One Co., Ltd. was heated for 1 hour at 190 ° C. and 8 kPa to form a metal film, and a printed material 1 for conductivity evaluation was obtained.
  • the volume resistivity value was measured by the following method to evaluate the conductivity of the metal film.
  • an ASP probe was connected to a low resistance resistivity meter (Loresta GP MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), and JIS K7194 “4 probe of conductive plastic” was used.
  • the resistance value at 10 locations was measured by the 4-terminal 4-probe method, and the average value was taken as the volume resistivity value.
  • the thickness of the metal film used for measuring the volume resistivity is the scanning electron microscope, which is a cross section of the metal film cut with a stainless steel razor (manufactured by Feather Safety Razor Co., Ltd., 76 razor for normal use, blade thickness 76 ⁇ m).
  • the thickness measured by (SEM) (manufactured by Hitachi Ltd., device name: S-4800) was entered.
  • the volume specific resistance value of the printed matter 1 for electroconductivity evaluation was 1.7 ⁇ 10 ⁇ 5 ( ⁇ ⁇ cm), indicating sufficient electroconductivity.
  • a UHF band RFID semiconductor chip (Alien-Higgs3 manufactured by Alien Technologies, Inc.) is formed on the antenna 1 for RFID tag manufactured above by using a conductive paste (trade name: TK paste CR-2800, manufactured by Kaken Tech Co., Ltd.). ) was mounted to obtain RFID tag 1. Similarly, a total of 100 RFID tags 1 were obtained.
  • UHF band RFID evaluation Using the UHF band RFID reader / writer main body (Tohoku Systems Support Co., Ltd., DOTR-2100) and software (Tohoku Systems Support Co., Ltd., RFID-BOX), communication was performed at a communication distance of 20 cm, and writing and reading were performed. . When communication was performed with 100 RFID tags 1 obtained above, communication was possible with all 100 RFID tags, and the defective rate was 0%.
  • MLCC ⁇ Manufacture of MLCC> (Preparation of ceramic slurry for forming dielectric layer)
  • a material for forming the dielectric layer 100 parts of barium titanate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade), 7 parts of polyvinyl butyral (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name: S-REC BM-2), phthalate Dioctyl acid (Tokyo Chemical Industry, special grade) 3 parts, methyl ethyl ketone (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the dielectric forming layer ceramic slurry 1 and the internal electrode layer were formed under the same printing conditions except that the printing medium was changed to the PEN film (length 210 mm ⁇ width 297 mm, thickness 25 ⁇ m).
  • the ink of Example 2-1 as the forming ink, printing was performed so that dielectric layers and internal electrode layers were alternately laminated on the print medium, and then the print medium was peeled off to form a multilayer laminated sheet.
  • the number of laminated layers of the multilayer laminated sheet 1 was 256 in total of the dielectric layers and the internal electrode layers.
  • the resulting multilayer laminated sheet 1 was heat-treated at 190 ° C. for 1 minute in a small box furnace (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd., model number: KBF333N1) to remove the solvent by drying.
  • the heat-treated multilayer laminated sheet 1 is cut into chips (size 32 mm ⁇ 16 mm) along a predetermined cut line by dicing, and the cut chips are placed in the small box furnace in an N 2 atmosphere, After heating at 350 ° C. for 3 hours to burn and remove organic substances such as polymers, the compact box furnace was fired at 900 ° C. for 2 hours in a reducing gas atmosphere to obtain a capacitor fired body 1 serving as a capacitor body.
  • a silver paste containing a glass frit (model number: TDPAG-TS1002-80) containing glass frit is applied to both end surfaces of the capacitor fired body 1, and the same is heated at 800 ° C. in a N 2 atmosphere in the small box furnace.
  • An external electrode was formed by baking, and MLCC1 in which the external electrode and the internal electrode layer were electrically connected was obtained.
  • a metal fine particle dispersion containing a high content of fine metal fine particles having a particle diameter of 100 nm or less can be obtained. Further, according to the present invention, by using an ink containing the metal fine particle dispersion, it is possible to obtain a printed matter on which a metal film having excellent bending resistance and exhibiting high conductivity is formed. Therefore, the metal fine particle dispersion and the ink containing the metal fine particle dispersion can be suitably used in various fields.

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Abstract

[1]ポリマーBで分散された金属微粒子aを含有する金属微粒子分散体の製造方法であって、金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程1を含み、該ポリマーBが親水性基を有し、該化合物Cが一般式(1)で表される2価アルコールであり、該金属微粒子aのキュムラント平均粒径が50nm以下である、金属微粒子分散体の製造方法、及び[2]前記[1]に記載の製造方法により得られた金属微粒子分散体を含有するインクに関する。

Description

金属微粒子分散体の製造方法
 本発明は、金属微粒子分散体の製造方法、及び該金属微粒子分散体を含有するインクに関する。
 金属微粒子は、金属をナノサイズに微細化して用いることにより発現する機能及び物性の多様性から、多岐にわたる工業的応用の展開が期待されている。
 金属微粒子の工業的利用を促進するため、種々の金属微粒子の製造方法が検討されている。例えば、金属原子を生成させる化学法として、液中で金属化合物から溶出する金属イオンを還元する方法、金属錯体の熱分解により金属原子を取り出す方法等の湿式法が知られている。金属錯体を用いる方法では高温下での熱処理を必要とし、金属錯体の還元に用いる還元液には残留有機物等の除去に関する問題があり、工業的に実用性の高い製造方法の検討がなされてきた。
 例えば、特開2017-2219号(特許文献1)には、加熱することなく、常温下で短時間に銀鏡膜層を形成でき、有害な成分や腐食性副成物の発生がない銀鏡膜層形成用組成液等を提供することを目的として、アルコール溶媒中に高分子分散剤を溶解させるとともに、酸化銀及び炭酸銀から選択される少なくとも1種の銀化合物を分散させたアルコール溶液を用い、前記アルコール溶液中に超音波を照射することにより得られた、銀ナノ粒子の分散溶液からなる銀鏡膜層形成用組成液等が記載されている。
 特開2010-285695号(特許文献2)には、平均粒径が30nm以下であり、粒径の均一性が高い銀微粒子等を提供することを目的として、ポリオール溶媒に対し、平均粒径10μm以下の銀化合物を1~15質量%、分散剤として水溶性高分子を該銀化合物中の銀含有量に対して5~80質量%添加した後、該溶液を100℃以下で加熱還元することにより得られる銀微粒子等が記載されている。
 本発明は、ポリマーBで分散された金属微粒子aを含有する金属微粒子分散体の製造方法であって、
 金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程1を含み、
 該ポリマーBが親水性基を有し、
 該化合物Cが下記一般式(1)で表される2価アルコールであり、
 該金属微粒子aのキュムラント平均粒径が50nm以下である、金属微粒子分散体の製造方法に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

(一般式(1)中、R及びRは水素原子又は炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、nは0以上30以下の整数である。但し、一般式(1)において、R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含み、かつnは1以上である。)
 しかしながら、特許文献1の技術は、特に還元剤を添加せずに超音波を照射することにより、銀化合物を還元する方法であり、また、特許文献2の技術は、ポリオール溶媒としてエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールを用いて金属微粒子を得ているが、金属微粒子が凝集して粗大粒子が多く含まれるという問題があった。金属微粒子の機能や物性は粒径に大きく依存するため、粒径100nm超の粗大な金属微粒子は機能及び物性低下の原因となる。また、金属微粒子の粒径が大きくなると沈降速度が大きくなり、金属微粒子の分散安定性を低下させる。そのため、粒径100nm超の粗大な金属微粒子の形成が抑制された金属微粒子分散体の製造方法が求められている。
 本発明は、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体の製造方法、及び該金属微粒子分散体を含有するインクに関する。
 本発明者らは、金属酸化物、ポリマー、及び特定の一般式で表される2価アルコールを混合する工程を有し、該ポリマーが親水性基を有し、該ポリマーで分散された金属微粒子のキュムラント平均粒径を50nm以下とすることにより、金属微粒子の分散安定性が向上し、粒径100nm以下の金属微粒子の含有率が向上することに着目し、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体を得ることができることを見出した。
 すなわち、本発明は、次の[1]~[6]に関する。
[1]ポリマーBで分散された金属微粒子aを含有する金属微粒子分散体の製造方法であって、
 金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程1を含み、
 該ポリマーBが親水性基を有し、
 該化合物Cが下記一般式(1)で表される2価アルコールであり、
 該金属微粒子aのキュムラント平均粒径が50nm以下である、金属微粒子分散体の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

(一般式(1)中、R及びRは水素原子又は炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、nは0以上30以下の整数である。但し、一般式(1)において、R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含み、かつnは1以上である。)
[2]前記[1]に記載の製造方法により得られた金属微粒子分散体を含有する、インク。
[3]前記[2]に記載のインクを印刷媒体上に塗布し、金属膜が形成された印刷物を得る、印刷物の製造方法。
[4]前記[2]に記載のインクから形成されてなる、RFIDタグ用アンテナ。
[5]前記[4]に記載のRFIDタグ用アンテナを含む、RFIDタグ。
[6]前記[2]に記載のインクから形成されてなる内部電極層を含む、積層セラミックコンデンサ。
 本発明によれば、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体の製造方法、及び該金属微粒子分散体を含有するインクを提供することができる。
[金属微粒子分散体の製造方法]
 本発明の金属微粒子分散体の製造方法は、ポリマーBで分散された金属微粒子a(以下、「金属微粒子a」ともいう)を含有する金属微粒子分散体(以下、単に「金属微粒子分散体」ともいう)の製造方法であって、金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程1(以下、単に「工程1」ともいう)を含み、該ポリマーBが親水性基、好ましくはカルボキシ基を有し、該化合物Cが下記一般式(1)で表される2価アルコールであり、該金属微粒子aのキュムラント平均粒径が50nm以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

(一般式(1)中、R及びRは水素原子又は炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、nは0以上30以下の整数である。但し、一般式(1)において、R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含み、かつnは1以上である。)
 本発明の製造方法により得られる金属微粒子分散体は、金属微粒子aが媒体中に分散されてなるものである。ここで、金属微粒子aの形態は特に制限はなく、少なくとも金属微粒子及びポリマーBにより粒子が形成されていればよい。例えば、ポリマーBに金属微粒子が内包された粒子形態、ポリマーB中に金属微粒子が均一に分散された粒子形態、ポリマーBの粒子表面に金属微粒子が露出された粒子形態等が含まれ、これらの混合物も含まれる。
 本発明によれば、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体が得られる。その理由は定かではないが、以下のように考えられる。
 本発明では、金属原料化合物として金属酸化物を用いるため、凝集剤として作用する対イオンが共存しない条件下で還元反応を行うことができる。また、本発明では特定の一般式で表される2価アルコールを用いるため、該アルコールの親疎水性のバランスに優れており、また該アルコールのキレート作用によるためか金属酸化物から金属イオンを効率的かつ徐々に取り出すことができ、金属イオンの安定性にも寄与し得ると考えられる。そして、分散剤として機能するポリマーは親水性基を有するため金属イオンへ吸着又は配位し、金属イオンの安定性を向上させる。金属微粒子の形成過程においてこれらが相乗的に作用し、金属イオンの過度な凝集が抑制され、粗大な金属微粒子の形成が抑制され、その結果、微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体を得ることができると考えられる。
(工程1)
 工程1は、金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程である。該工程1において、金属酸化物Aが化合物Cにより還元され、ポリマーBで分散した金属微粒子aが形成されると考えられる。
 工程1において、金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cは公知の方法で混合することができる。
 混合温度は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは20℃以上、より好ましくは25℃以上、更に好ましくは30℃以上、より更に好ましくは35℃以上であり、そして、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下である。
<金属酸化物A>
 金属酸化物A(以下、単に「酸化物A」ともいう)に含まれる金属(金属原子)は、チタン、ジルコニウム等の第4族の遷移金属、バナジウム、ニオブ等の第5族の遷移金属、クロム、モリブデン、タングステン等の第6族の遷移金属、マンガン、テクネチウム、レニウム等の第7族の遷移金属、鉄、ルテニウム等の第8族の遷移金属、コバルト、ロジウム、イリジウム等の第9族の遷移金属、ニッケル、パラジウム、白金等の第10族の遷移金属、銅、銀、金等の第11族の遷移金属、亜鉛、カドミウム等の第12族の遷移金属、アルミニウム、ガリウム、インジウム等の第13族の金属、ゲルマニウム、スズ、鉛等の第14族の金属などが挙げられる。前記金属は、1種を単独金属として用いてもよく、2種以上を併用して合金として用いてもよい。また、酸化物Aは、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 中でも、好ましくは第4族~第11族で第4周期~第6周期の遷移金属の酸化物であり、より好ましくは銅や金、銀、白金、パラジウム等の貴金属の酸化物であり、更に好ましくは金、銀、銅及びパラジウムから選ばれる少なくとも1種の酸化物であり、より更に好ましくは酸化金、酸化銀及び酸化銅から選ばれる少なくとも1種であり、より更に好ましくは酸化銀及び酸化銅から選ばれる少なくとも1種である。
 酸化物Aの体積中位粒径D50(以下、単に「D50」ともいう)は、還元反応を促進させ、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは1μm以上、より更に好ましくは3μm以上であり、そして、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは15μm以下である。酸化物Aの体積中位粒径D50は、実施例に記載の方法で測定される。
 酸化物Aは、体積中位粒径D50が前述の範囲となるように粉砕処理されてなるものが好ましい。粉砕処理は、乾式粉砕処理が好ましく、ペイントシェーカー、ビーズミル等のメディア分散機を用いて行うことがより好ましい。
 メディア分散機の分散メディア粒子の材質としては、ジルコニア、チタニア等のセラミックス;ポリエチレン、ナイロン等のポリマー材料;金属等が好ましく、摩耗性の観点からジルコニアが好ましい。分散メディア粒子の直径は、金属酸化物への過大な損傷の付与を抑制する観点から、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下であり、そして、粉砕効率の観点から、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.5mm以上、更に好ましくは0.7mm以上である。
 メディア分散機の回転数は、製造効率の観点から、好ましくは50rpm以上、より好ましくは100rpm以上、更に好ましくは150rpm以上であり、そして、好ましくは1,000rpm以下、より好ましくは500rpm以下、更に好ましくは300rpm以下である。
 粉砕処理の温度は、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは35℃以下、更に好ましくは30℃以下、より更に好ましくは25℃以下である。
 粉砕処理の時間は、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上であり、そして、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは6時間以下である。
<ポリマーB>
 本発明に係るポリマーBは、親水性基を有し、金属微粒子の分散剤としての機能を有する。該親水性基としては、カルボキシ基(-COOM)、スルホン酸基(-SO3M)、リン酸基(-OPO32)等の解離して水素イオンが放出されることにより酸性を呈する基、又はそれらの解離したイオン形(-COO-、-SO3-、-OPO3 2-、-OPO3 -M)等のアニオン性基;ヒロドキシ基、アミド基、オキシアルキレン基等の非イオン性基;1級、2級、又は3級アミノ基のプロトン酸塩、及び第4級アンモニウム基等のカチオン性基などが挙げられる。前記化学式中、Mは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを示す。
 ポリマーBは、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、非イオン性基を有する非イオン性ポリマー、及びアニオン性基を有するアニオン性ポリマーから選ばれる少なくとも1種が好ましい。
 非イオン性ポリマーとしては、ポリビニルピロリドン等のビニルピロリドンに由来する構造を有するポリマー、ポリアクリルアミド等のアクリルアミドに由来する構造を有するポリマー、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド鎖を有するポリマーなどが挙げられる。
 アニオン性ポリマーとしては、カルボキシ基を有するものが好ましい。カルボキシ基を有するポリマーの基本構造としては、ポリエステル、ポリウレタン等の縮合系ポリマー;アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂等のビニル系ポリマー等が挙げられる。
 ポリマーBの分子中に含まれるカルボキシ基は、カルボキシ基を有するモノマー(b-1)によりポリマー骨格に導入されてなるものが好ましい。すなわち、ポリマーBは、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、カルボキシ基を有するモノマー(b-1)由来の構成単位を含有するものが好ましい。中でも、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、カルボキシ基を有するモノマー(b-1)(以下、「モノマー(b-1)」ともいう)由来の構成単位、疎水性モノマー(b-2)(以下、「モノマー(b-2)」ともいう)由来の構成単位、及びポリアルキレングリコールセグメントを有するモノマー(b-3)(以下、「モノマー(b-3)」ともいう)由来の構成単位を含むビニル系ポリマーb(以下、「ポリマーb」ともいう)が好ましい。ポリマーbは、モノマー(b-1)、モノマー(b-2)及びモノマー(b-3)を含む原料モノマー(以下、単に「原料モノマー」ともいう)を共重合させて得ることができる。ポリマーbは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体のいずれでもよい。
〔カルボキシ基を有するモノマー(b-1)〕
 モノマー(b-1)に含まれるカルボキシ基は前述のとおりである。
 モノマー(b-1)としては、具体的には、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、2-メタクリロイルオキシメチルコハク酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。なお、前記不飽和ジカルボン酸は無水物であってもよい。
 モノマー(b-1)は、1種を単独で又は2種以上を併用して用いてもよい。
 モノマー(b-1)は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは(メタ)アクリル酸及びマレイン酸から選ばれる少なくとも1種である。
 本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種を意味する。以下における「(メタ)アクリル酸」も同義である。
〔疎水性モノマー(b-2)〕
 モノマー(b-2)は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、ポリマーbのモノマー成分として用いることが好ましい。
 本発明において「疎水性」とは、モノマーを25℃のイオン交換水100gへ飽和するまで溶解させたときに、その溶解量が10g未満であることをいう。モノマー(b-2)の前記溶解量は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは5g以下、より好ましくは1g以下である。
 モノマー(b-2)としては、好ましくは芳香族基含有モノマー及び脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種である。
 本発明において、「(メタ)アクリレート」とはアクリレート及びメタクリレートから選ばれる少なくとも1種である。以下における「(メタ)アクリレート」も同義である。
 芳香族基含有モノマーは、好ましくは、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数6以上22以下の芳香族基を有するビニルモノマーであり、より好ましくは、スチレン系モノマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上である。芳香族基含有モノマーの分子量は、500未満が好ましい。
 スチレン系モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、4-ビニルトルエン(4-メチルスチレン)、ジビニルベンゼン等が挙げられるが、スチレン、α-メチルスチレンが好ましい。
 芳香族基含有(メタ)アクリレートとしては、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が好ましく、ベンジル(メタ)アクリレートがより好ましい。
 脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートは、好ましくは炭素数1以上22以下の脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有するものである。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート;イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソドデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、より好ましくは炭素数6以上10以下のアルキル基を有するものである。
 モノマー(b-2)は、1種を単独で又は2種以上を併用してもよい。
 モノマー(b-2)は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは芳香族基含有モノマーであり、より好ましくはスチレン系モノマーであり、更に好ましくはスチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン及び4-ビニルトルエン(4-メチルスチレン)から選ばれる少なくとも1種であり、より更に好ましくはスチレン及びα-メチルスチレンから選ばれる少なくとも1種である。
〔ポリアルキレングリコールセグメントを有するモノマー(b-3)〕
 モノマー(b-3)は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、ポリマーbのモノマー成分として用いることが好ましい。
 モノマー(b-3)は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、ポリマーbの側鎖としてポリアルキレングリコールセグメントを導入することできるモノマーが好ましい。該モノマーとしては、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシアルキレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。モノマー(b-3)は、1種を単独で又は2種以上を併用して用いてもよい。
 モノマー(b-3)は、好ましくは、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート及びアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートである。該アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートのアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上4以下である。
 該アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとしては、メトキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 モノマー(b-3)のポリアルキレングリコールセグメントは、好ましくは炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド由来の単位を含む。前記アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられる。
 前記ポリアルキレングリコールセグメント中のアルキレンオキシド由来の単位数は、好ましくは2以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは10以上であり、そして、好ましくは100以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下である。
 前記ポリアルキレングリコールセグメントは、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、エチレンオキシド由来の単位とプロピレンオキシド由来の単位とを含む共重合体であることが好ましい。エチレンオキシド単位(EO)とプロピレンオキシド単位(PO)とのモル比[EO/PO]は、好ましくは60/40以上、より好ましくは65/35以上、更に好ましくは70/30以上であり、そして、好ましくは90/10以下、より好ましくは85/15以下、更に好ましくは80/20以下である。
 エチレンオキシド由来の単位とプロピレンオキシド由来の単位とを含む共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体のいずれであってもよい。
 商業的に入手しうるモノマー(b-3)の具体例としては、新中村化学工業株式会社のNKエステルAM-90G、同AM-130G、同AMP-20GY、同230G、M-20G、同40G、同90G、同230G等;日油株式会社のブレンマーPE-90、同200、同350等、PME-100、同200、同400、同1000、同4000等、PP-500、同800、同1000等、AP-150、同400、同550等、50PEP-300、50POEP-800B、43PAPE-600B等が挙げられる。
(原料モノマー中又はポリマーb中における各モノマー成分又は構成単位の含有量)
 ポリマーb製造時における、モノマー(b-1)~(b-3)の原料モノマー中における含有量(未中和量としての含有量。以下同じ)又はポリマーb中におけるモノマー(b-1)~(b-3)由来の構成単位の含有量は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、次のとおりである。
 モノマー(b-1)の含有量は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは15モル%以上であり、そして、好ましくは40モル%以下、より好ましくは35モル%以下、更に好ましくは30モル%以下である。
 モノマー(b-2)の含有量は、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは65モル%以上であり、そして、好ましくは90モル%以下、より好ましくは85モル%以下、更に好ましくは80モル%以下である。
 モノマー(b-3)の含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、更に好ましくは7モル%以上であり、そして、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、更に好ましくは15モル%以下である。
 ポリマーbは、モノマー(b-1)として(メタ)アクリル酸及びマレイン酸由来の構成単位、モノマー(b-2)としてスチレン系モノマー由来の構成単位、及びモノマー(b-3)としてアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート由来の構成単位を含むことが好ましい。
 ポリマーbは、公知の方法で合成したものを用いてよく、市販品を用いてもよい。ポリマーbの市販品としては、BYK社製のDISPERBYK-190、同2015等が挙げられる。
 ポリマーBの数平均分子量は、好ましくは1,000以上、より好ましくは2,000以上、更に好ましくは3,000以上であり、そして、好ましくは100,000以下、より好ましくは50,000以下、更に好ましくは30,000以下、より更に好ましくは10,000以下、より更に好ましくは7,000以下である。ポリマーBの数平均分子量が前記の範囲であれば、金属微粒子への吸着力が十分であり分散安定性を発現することができる。前記数平均分子量は、実施例に記載の方法により測定される。
 ポリマーBの酸価は、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは20mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは200mgKOH/g以下、より好ましくは100mgKOH/g以下、更に好ましくは50mgKOH/g以下、より更に好ましくは30mgKOH/g以下である。
 ポリマーBの酸価は、実施例に記載の方法により測定される。
<化合物C>
 化合物Cは、下記一般式(1)で表される2価アルコールである。本発明において、化合物Cは、金属酸化物Aの還元剤として機能するとともに、金属微粒子分散体の分散媒としても機能する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

(一般式(1)中、R及びRは水素原子又は炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、nは0以上30以下の整数である。但し、一般式(1)において、R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含み、かつnは1以上である。)
 前記一般式(1)中、R及びRは、互いに同じでも異なっていてもよいが、好ましくは、一方が水素原子で他方が炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、より好ましくは一方が水素原子で他方がメチル基であり、更に好ましくは、Rがメチル基でRが水素原子である。
 前記一般式(1)中、Rは、エチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、好ましくはプロピレン基である。R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含む。Rがプロピレン基である場合、好ましくは-CH(CH)CH-又は-CHCH(CH)-で表される1,2-プロパンジイル基である。また、nが2以上である場合、分子内に複数存在するRは、互いに同じでも異なっていてもよい。
 前記一般式(1)中、nは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、好ましくは0又は1以上である。R及びRがいずれも水素原子である場合には、nは1以上である。nが1以上である場合、nは、好ましくは20以下である。
 化合物Cの沸点は、好ましくは150℃以上、より好ましくは170℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは230℃以下、更に好ましくは210℃以下である。化合物Cとして2種以上を併用する場合には、化合物Cの沸点は、各2価アルコールの含有量(質量%)で重み付けした加重平均値である。
 化合物Cとしては、1,2-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール等のアルカンジオール;ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールが挙げられる。
 化合物Cは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 これらの中でも、好ましくは1,2-プロパンジイル骨格を有する2価アルコールであり、より好ましくはプロピレングリコール及び重合度2以上20以下のポリプロピレングリコールから選ばれる1少なくとも1種であり、更に好ましくはプロピレングリコール及びジプロピレングリコールから選ばれる少なくとも1種である。
 なお、市販のジプロピレングリコールは、通常は4-オキサ-2,6-ヘプタンジオール、2-(2-ヒドロキシプロポキシ)-プロパン-1-オール、及び2-(2-ヒドロキシ-1-メチルエトキシ)-プロパン-1-オールの3種の異性体を含む混合物である。本発明において化合物Cとしてジブロピレングリコールを用いる場合には、これら3種の異性体の少なくとも1種を含むものであればよい。
 工程1において、還元剤として作用する化合物C以外の他の還元剤を混合してもよい。
 他の還元剤としては、有機還元剤、無機還元剤のいずれも用いることができる。
 有機還元剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール等の化合物C以外のアルコール類;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類;アスコルビン酸、クエン酸等の酸類及びその塩等、トリエチルアミン、N,N-ジメチルアミノエタノール、N-メチルジエタノールアミン等のアミン類等が挙げられる。
 無機還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素アンモニウム等の水素化ホウ素塩;水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム等の水素化アルミニウム塩;ヒドラジン、炭酸ヒドラジン等のヒドラジン類;水素ガス等が挙げられる。
 なお、他の還元剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 中でも、好ましくは金属微粒子分散体の分散媒として機能するものであり、より好ましくは前述の化合物C以外のアルコール類であり、更に好ましくはエチレングリコールである。
<錯化剤D>
 工程1において、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、更に錯化剤Dを混合することが好ましい。錯化剤Dは、金属酸化物からの金属イオンの溶出の促進、又は金属イオンとの錯体形成により、金属微粒子の分散安定性を向上させ、微細な金属微粒子の含有率の向上に寄与すると考えられる。錯化剤Dのドナー原子としては、窒素、硫黄、酸素等が挙げられ、これらの原子を2種以上組み合わせてもよい。錯化剤Dは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 錯化剤Dとしては、アンモニア;塩化アンモニウム等のアンモニウム塩;シアン化カリウム、シアン化ナトリウム等のシアン化物;アセトニトリル等のニトリル化合物;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピペラジン、トリエタノールアミン、ヒドロキシルアミン、グリシン、ヒドロキシエチルグリシン、プロパンジアミン等のアミン化合物;3-メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、2,3-ジメルカプトコハク酸等のメルカプトカルボン酸;亜硫酸カリウム、亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩;チオ硫酸カリウム、チオ硫酸ナトリウム等のチオ硫酸塩;クエン酸、酒石酸、シュウ酸等のヒドロキシカルボン酸;エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、イミノジ酢酸(IDA)、エチレンジアミン二酢酸(EDDA)等のアミノポリカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、好ましくはアンモニア及びメルカプトカルボン酸から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはアンモニアである。アンモニアは、取り扱い性の観点から、水溶液として用いることが好ましい。
<水系溶媒E>
 工程1において、更に水系溶媒Eを混合してもよい。該溶媒としては、水、エタノール等の炭素数4以下の化合物C以外のアルコール;アセトン等の炭素数3以上8以下のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類等が挙げられる。
 水系溶媒E中の水の含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは95質量%以上である。
(各成分の仕込み量)
 金属微粒子分散体を製造する際の酸化物A、ポリマーB及び化合物Cの合計仕込み量に対する各成分の仕込み量は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点及び生産性の観点から、以下のとおりである。
 酸化物A、ポリマーB及び化合物Cの合計仕込み量に対する酸化物Aの仕込み量は、好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、より更に好ましくは40質量%以下である。
 酸化物A、ポリマーB及び化合物Cの合計仕込み量に対するポリマーBの仕込み量は、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。
 酸化物A、ポリマーB及び化合物Cの合計仕込み量に対する化合物Cの仕込み量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは25質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
 化合物Cと酸化物Aとの質量比[化合物C/酸化物A]は、金属イオンの安定性を向上させ、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは1以上、より更に好ましくは2以上であり、そして、好ましくは45以下、より好ましくは25以下、更に好ましくは15以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは5以下である。
 工程1において更に錯化剤Dを混合する場合、錯化剤Dと金属酸化物Aとの質量比[錯化剤D/金属酸化物A]は、金属微粒子の安定性を向上させ、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上、更に好ましくは0.05以上、より更に好ましくは0.07以上であり、そして、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、更に好ましくは0.3以下、より更に好ましくは0.2以下である。
 金属微粒子分散体中でのポリマーBの存在形態は、金属微粒子にポリマーBが吸着している形態、金属微粒子をポリマーBが含有している金属微粒子内包(カプセル)形態、及び金属微粒子にポリマーBが吸着していない形態がある。金属微粒子の分散安定性の観点から、金属微粒子をポリマーBが含有する形態が好ましく、金属微粒子をポリマーBが含有している金属微粒子内包状態がより好ましい。
 本発明においては、金属原料化合物として酸化物Aを用いるため、得られる金属微粒子分散体には、金属イオンの対イオンは不純物として含まれないが、未反応の還元剤、金属微粒子の分散に寄与しない余剰のポリマーB等の不純物を除去する観点から、更に工程1で得られた金属微粒子分散体を精製する工程を有してもよい。
 金属微粒子分散体を精製する方法は、特に制限はなく、透析、限外濾過等の膜処理;遠心分離処理等の方法が挙げられる。中でも、不純物を効率的に除去する観点から、膜処理が好ましく、透析がより好ましい。透析に用いる透析膜の材質としては、再生セルロースが好ましい。
 透析膜の分画分子量は、不純物を効率的に除去する観点から、好ましくは1,000以上、より好ましくは5,000以上、更に好ましくは10,000以上であり、そして、好ましく100,000以下、より好ましくは70,000以下である。
 本発明の製造方法により得られる金属微粒子分散体において、ポリマーB及び金属の合計量に対するポリマーBの質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]は、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、好ましくは0.005以上、より好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.03以上、より更に好ましくは0.05以上であり、そして、金属微粒子の高濃度化の観点から、好ましくは0.3以下、より好ましくは0.25以下、更に好ましくは0.2以下である。
 前記質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]は、示差熱熱重量同時測定装置(TG-DTA)を用いて実施例に記載の方法により測定されるポリマーB及び金属の質量から算出される。
 金属微粒子分散体の金属微粒子aのキュムラント平均粒径は、金属微粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは2nm以上、より好ましくは5nm以上、更に好ましくは10nm以上、より更に好ましくは15nm以上であり、そして、微細な金属微粒子の含有率を向上させる観点から、50nm以下であり、好ましくは45nm以下、より好ましくは40nm以下、更に好ましくは35nm以下である。
 なお、前記キュムラント平均粒径は、実施例に記載の方法により測定される。
 金属微粒子分散体の金属濃度は、後述するインクの調製を容易にする観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、より更に好ましくは20質量%以上であり、そして、金属微粒子の分散安定性を向上させる観点、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
 なお、金属微粒子分散体の金属濃度は、実施例に記載の方法により算出される。
 本発明に係る金属微粒子分散体は、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有するため、該金属微粒子分散体を用いて形成される金属膜の物性及び機能に優れ、幅広い用途に用いることができる。例えば、各種インク;配線材料、電極材料、MLCC(積層セラミックコンデンサ、以下、「MLCC」ともいう)等の導電性材料;はんだ等の接合材料;各種センサー;近距離無線通信を用いた自動認識技術(RFID(radio frequency identifier)、以下、「RFID」ともいう)タグ等のアンテナ;触媒;光学材料;医療材料などが挙げられる。
[インク]
 本発明のインクは、金属微粒子分散体を含有する。該金属微粒子分散体は、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有するため、金属膜を形成した際に膜表面の凹凸を低減することができる。また、金属微粒子の粒径が大きくなると沈降速度が大きくなり、インクの保存安定性を低下させるが、本発明のインクは粒径100nm超の粗大な金属微粒子の形成が抑制されているため、保存安定性を向上することができる。
 更に、ポリマーBが親水性基を含むため、該インクを用いて形成される金属膜の耐折り曲げ性を向上することができる。化合物Cは、金属表面及び該ポリマーBに対して高い親和性を有し、金属微粒子分散体を含有するインクを用いてインク被膜を形成した後、該化合物Cはインク被膜全体に均一に存在することによりポリマー鎖が十分に広がった状態となると考えられる。このような状態でインク被膜を乾燥させることにより、金属膜の耐折り曲げ性を向上すると考えられる。
 また、前記インクは、微細な金属微粒子を高い含有率で含有するため、金属微粒子同士のネッキングが速やかに進行し、高い導電性を有する金属膜を形成することができる。
 前記インクは、作業環境及び自然環境への負担低減の観点からは、該金属微粒子分散体と水とを混合して得られる水系インク(以下、「水系インク」ともいう)が好ましい。
 本発明において「水系インク」とは、インクに含まれる媒体中で、水が最大割合を占めているインクを意味する。
 前記インクは、前述の化合物Cを有機溶媒として含有するものが好ましいが、保存安定性の観点から、インクの製造の際に更に有機溶媒を添加してもよい。該有機溶媒は、沸点90℃以上の有機溶媒を1種以上含むことが好ましい。該有機溶媒の沸点の加重平均値は、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは200℃以下である。
 前記有機溶媒としては、多価アルコール、多価アルコールアルキルエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物等が挙げられる。中でも、多価アルコール及び多価アルコールアルキルエーテルから選ばれる1種以上が好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコールジエチルエーテル及びジエチレングリコールモノイソブチルエーテルから選ばれる1種以上がより好ましい。
 前記インクは、更に必要に応じて、インクに通常用いられる、ポリマー粒子の分散体等の定着助剤、保湿剤、湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤等の各種添加剤を添加し、更にフィルター等による濾過処理を行うことができる。インクの各成分の含有量、インク物性は以下のとおりである。
(インクの各成分の含有量)
 前記インク中の金属の含有量は、印刷濃度の観点、及び導電性を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、耐折り曲げ性を向上させる観点、及び、溶媒揮発時のインク粘度を低くし、保存安定性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、より更に好ましくは17質量%以下、より更に好ましく15質量%以下、より更に好ましくは13質量%以下、より更に好ましくは11質量%以下である。
 前記インク中の金属の含有量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
 前記インク中の金属とポリマーBとの合計含有量は、印刷濃度の観点、導電性を向上させる観点、及び耐折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは7質量%以上であり、そして、溶媒揮発時のインク粘度を低くし、保存安定性を向上させる観点から、好ましくは55質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは22質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下、より更に好ましくは17質量%以下、より更に好ましくは15質量%以下、より更に好ましくは13質量%以下である。
 前記インク中の金属とポリマーBとの合計含有量は、実施例に記載の方法により算出されるインク中の金属の含有量及び質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]より算出することができる。
 前記インク中の有機溶媒の含有量は、インクの保存安定性及び耐折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましく40質量%以下である。
 前記インク中の水の含有量は、作業環境及び自然環境への負担を低減する観点、並びにインクの保存安定性及び耐折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、そして、印刷濃度の向上の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。
 前記インクにおける全固形分中の金属の質量比[金属/(インクの全固形分)]は、印刷濃度の向上の観点、及び導電性を向上させる観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.7以上、より更に好ましくは0.8以上であり、そして、インクの保存安定性及び耐折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは0.98以下、より好ましくは0.95以下、更に好ましくは0.9以下である。
(インクの物性)
 前記インク中の金属微粒子aのキュムラント平均粒径は、金属微粒子分散体のキュムラント平均粒径と同じであることが好ましく、好ましい該平均粒径の態様も、金属微粒子分散体のキュムラント平均粒径の好ましい態様と同じである。
 前記インクの32℃の粘度は、保存安定性の観点から、好ましくは2mPa・s以上、より好ましくは3mPa・s以上、更に好ましくは5mPa・s以上であり、そして、好ましくは12mPa・s以下、より好ましくは9mPa・s以下、更に好ましくは7mPa・s以下である。前記インクの粘度は、E型粘度計を用いて実施例に記載の方法により測定される。
 前記インクの20℃のpHは、保存安定性の観点から、好ましくは7.0以上、より好ましくは7.2以上、更に好ましくは7.5以上である。また、部材耐性、皮膚刺激性の観点から、pHは、好ましくは11以下、より好ましくは10以下、更に好ましくは9.5以下である。前記インクのpHは、実施例に記載の方法により測定される。
[インクジェット印刷方法]
 本発明において、前記インクを印刷媒体上に塗布し、金属膜が形成された印刷物を得ることができる。
 前記インクは、膜表面の凹凸が低減された、耐折り曲げ性に優れる金属膜を形成することができ、保存安定性に優れるため、特にフレキソ印刷用インキ、グラビア印刷用インキ、スクリーン印刷用インキ、又はインクジェット記録用インクとしてメタリック印刷に好適に用いることができる。また、前記インクは、高い導電性を発現する金属膜を形成することができる。前記インクは、特に微細な金属微粒子を高い含有率で含有するため、吐出性の観点から、インクジェット記録用インクとして用いることがより好ましい。すなわち、前記インクの印刷媒体上への塗布方法としては、インクジェット印刷法が好ましい。
 前記インクをインクジェット記録用インクとして用いる場合、該インクを公知のインクジェット記録装置に装填し、インク液滴として印刷媒体に吐出して画像等を形成することができる。
 インクジェット記録装置としては、サーマル式及びピエゾ式があるが、本発明のインクは、ピエゾ式のインクジェット記録用インクとして用いることがより好ましい。
 前記インクの印刷に用いる印刷媒体としては、高吸水性の普通紙、低吸水性のコート紙、非吸水性の樹脂フィルムが挙げられる。コート紙としては、汎用光沢紙、多色フォームグロス紙等が挙げられる。中でも、耐折り曲げ性の観点、及び導電性を発現する金属膜の用途の観点から、樹脂フィルムが好ましい。該樹脂フィルムとしては、好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、及びポリエチレンフィルムから選ばれる少なくとも1種である。当該樹脂フィルムは、コロナ処理された基材を用いてもよい。
 一般的に入手できる樹脂フィルムとしては、例えば、ルミラーT60(東レ株式会社製、ポリエステル)、テオネックスQ51-A4(帝人フィルムソリューション株式会社製、ポリエチレンナフタレート)、PVC80B P(リンテック株式会社製、塩化ビニル)、DGS-210WH(ローランドディージー株式会社製、塩化ビニル)、透明塩ビRE-137(株式会社ミマキエンジニアリング製、塩化ビニル)、カイナスKEE70CA(リンテック株式会社製、ポリエチレン)、ユポSG90 PAT1(リンテック株式会社製、ポリプロピレン)、FOR、FOA(いずれもフタムラ化学株式会社製、ポリプロピレン)、ボニールRX(興人フィルム&ケミカルズ株式会社製、ナイロン)、エンブレムONBC(ユニチカ株式会社製、ナイロン)等が挙げられる。
(インクジェット印刷条件)
 インクジェットヘッドのヘッド温度は、金属光沢を向上させる観点、及び導電性を向上させる観点から、好ましくは15℃以上、より好ましくは20℃以上、更に好ましくは25℃以上であり、そして、好ましくは45℃以下、より好ましくは40℃以下、更に好ましくは35℃以下である。
 インクジェットヘッドのヘッド電圧は、印刷の効率性等の観点から、好ましくは5V以上、より好ましくは10V以上、更に好ましくは15V以上であり、そして、好ましくは40V以下、より好ましくは35V以下、更に好ましくは30V以下である。
 ヘッドの駆動周波数は、印刷の効率性等の観点から、好ましくは1kHz以上、より好ましくは5kHz以上、更に好ましくは10kHz以上であり、そして、好ましくは50kHz以下、より好ましくは40kHz以下、更に好ましくは35kHz以下である。
 インクの吐出液滴量は、金属光沢を向上させる観点、及び導電性を向上させる観点から、1滴あたり好ましくは5pL以上、より好ましくは10pL以上であり、そして、好ましくは30pL以下、より好ましくは20pL以下である。
 印刷媒体へのインクの付与量は、固形分として、好ましくは0.5g/m以上、より好ましくは1g/m以上、更に好ましくは2g/m以上であり、そして、好ましくは20g/m以下、より好ましくは15g/m以下、更に好ましくは10g/m以下である。
 解像度は、好ましくは200dpi以上、より好ましくは300dpi以上であり、そして、好ましくは1,000dpi以下、より好ましくは800dpi以下、更に好ましくは600dpi以下である。ここで、本明細書における「解像度」とは、印刷媒体に形成される1インチ(2.54cm)あたりのドットの数をいう。例えば「解像度が600dpi」とは、ノズル列の長さあたりのノズル孔の個数が600dpi(ドット/インチ)配置されたラインヘッドを用いて、印刷媒体上にインク液滴を吐出すると、それに対応する1インチあたり600dpiのドットの列が、印刷媒体の搬送方向と垂直な方向に形成され、そして、印刷媒体を搬送方向に移動させながらインク液滴を吐出すると、印刷媒体上には搬送方向にも1インチあたり600dpiのドットの列が形成されることをいう。本明細書では、印刷媒体の搬送方向に対して垂直な方向の解像度と、搬送方向の解像度は同じ値として表される。
(加熱処理)
 本発明においては、金属光沢を向上させる観点、及び導電性を向上させる観点から、前記インクを印刷媒体上に塗布した後、印刷媒体上のインク被膜を加熱処理することが好ましい。
 該加熱処理により、インク被膜中の媒体を蒸発乾燥させて金属光沢が発現し、さらに金属微粒子を焼結させて導電性を発現する金属膜を形成することができる。
 加熱処理の方法は、特に制限はなく、印刷媒体上のインク被膜面に熱風を付与して加熱する方法、印刷媒体上のインク被膜面にヒーターを近づけて加熱する方法、印刷媒体のインク被膜が形成された表面と反対側の面にヒーターを接触させて加熱する方法、常圧又は高圧で高温蒸気を用いる蒸気養生によって加熱する方法等が挙げられる。
 加熱処理温度は印刷媒体が変形する温度未満であることが好ましい。
 耐折り曲げ性を向上させる観点からは、加熱処理は、常圧下、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、そして、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下で行うことが好ましい。この場合の加熱処理時間は、好ましくは1分以上であり、そして、好ましくは30分以下、より好ましくは20分以下、更に好ましくは10分以下、より更に好ましくは5分以下である。
 また、導電性を向上させる観点からは、加熱処理温度は、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは170℃以上であり、そして、好ましくは300℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは230℃以下であり、加熱処理圧力は、好ましくは3kPa以上、より好ましくは5kPa以上、更に好ましくは7kPa以上であり、そして、好ましくは50kPa以下、より好ましくは30kPa以下、更に好ましくは10kPa以下である。この場合の加熱処理時間は、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは50分以上であり、そして、好ましくは6時間以下、より好ましくは4時間以下、更に好ましくは2時間以下である。
 金属膜の膜厚は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.5μm以上であり、そして、好ましくは5μm以下、より好ましくは4μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
 金属膜の体積固有抵抗値は、好ましくは5×10-5Ω・cm以下、より好ましくは4×10-5Ω・cm以下、更に好ましくは3×10-5Ω・cm以下、より更に好ましくは2×10-5Ω・cm以下であり、そして、印刷物の生産容易性の観点から、好ましくは2×10-6Ω・cm以上、より好ましくは4×10-6Ω・cm以上、更に好ましくは6×10-6Ω・cm以上である。
 前記体積固有抵抗値は、実施例に記載の方法で測定される。
 前記インクから形成される金属膜は、高い導電性を発現するため、各種電子電気機器の導電性部材として用いることができる。該導電性部材は、RFIDタグ;MLCC等のコンデンサ;電子ペーパー;液晶ディプレイ、有機ELディスプレイ等の画像表示装置;有機EL素子;有機トランジスタ;プリント配線板、フレキシブル配線板等の配線板;有機太陽電池;フレキシブルセンサー等のセンサー;はんだ等の接合剤などに用いることが好ましい。これらの中でも、インクジェット印刷法による製造容易性の観点から、RFIDタグ、MLCCに用いることが好ましい。
[RFIDタグ]
 本発明のRFIDタグは、前記インクから形成されてなる金属膜をRFIDタグ用アンテナとして含むものが好ましい。該RFIDタグ用アンテナは、前記インクを基材上に塗布し、該インク中に含まれる金属微粒子を焼結させることにより得ることができる。
 前記RFIDタグ用アンテナの基材としては、前述の印刷媒体が挙げられる。
 前記RFIDタグ用アンテナを形成する場合の前記インクの塗布方法は、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、ディスペンサー印刷、スロットダイコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、スピンコーティング、ドクターブレーディング、ナイフエッジコーティング、バーコーティング等が挙げられる。これらの中でも、アンテナパターンの形成容易性の観点から、インクジェット印刷法が好ましい。該インクジェット印刷法における印刷条件は、前述のとおりである。
 前記RFIDタグは、前記RFIDタグ用アンテナに半導体チップ等の通信回路を実装し、該アンテナと通信回路とを電気的に接続することにより得ることができる。具体的には、前記RFIDタグ用アンテナ上の半導体チップ実装部に例えば異方性導電接着剤(ACP)等を塗布し、半導体チップを配置した後、熱圧着装置を用いて実装することができる。
 前記RFIDタグは、RFIDタグ用アンテナの導電性の低下を抑制する観点から、さらに接着剤や粘着剤を介して樹脂フィルムや紙等の貼合又は樹脂の塗布による被覆により、半導体チップを実装したRFIDタグ用アンテナを封入した構造を有してもよい。
 前記RFIDタグの形状は、RFIDタグ用アンテナと通信回路からなるインレイ型、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型等が挙げられ、用途に応じて適宜選択して加工することができる。
 前記RFIDタグのアンテナパターン形状及びサイズは、用途に応じて適宜選択することができる。また、該アンテナパターン形状及びサイズによりRFIDタグの通信距離を選択することができる。
[積層セラミックコンデンサ]
 本発明の積層セラミックコンデンサ(MLCC)は、前記インクから形成されてなる金属膜を内部電極層として含むものが好ましい。前記インクは微細な金属微粒子を高い含有率で含有するため、MLCCの内部電極層を薄層化することができ、MLCCを小型化することができる。
 前記MLCCは、誘電体層と前記インクにより形成される内部電極層とが交互に積層されるように多層積層シートを得た後、該多層積層シートを焼成し、コンデンサ本体となるコンデンサ焼成体を得ることにより製造できる。
 多層積層シートは、誘電体層形成用セラミックスラリー及び前記インクを印刷媒体上に交互に積層印刷する印刷法;誘電体層形成用セラミックスラリーにより形成される未焼成のセラミックグリーンシート上に前記インクを塗布したものを複数枚用意し、これらを誘電体層と内部電極層とが交互になるように積層するシート法等により製造することができる。
 誘電体層形成用セラミックスラリーは、例えば、チタン酸バリウム等のセラミックの原料粉末に、ポリビニルブチラール等の有機バインダー及び溶剤を加えたものを用いることができる。
 多層積層シートは、所定サイズのチップに切断した後、加熱処理してポリマー等の有機物を燃焼除去させた後、還元性ガス雰囲気下にて焼成し、コンデンサ焼成体となる。
 有機物の燃焼除去は、例えば180℃以上400℃以下の温度で0.5時間以上24時間以下行うことが好ましい。
 多層積層シートの焼成は、例えば700℃以上1400℃以下の温度で0.5時間以上8時間以下行うことが好ましい。
 得られたコンデンサ焼成体の両端に一対の外部電極を形成し、該外部電極と内部電極層とが電気的に接続されることにより、MLCCが得ることができる。
 前記MLCCにおける内部電極層の厚みは、特に限定されないが、内部電極層の薄層化及びMLCCの小型化の観点から、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下、更に好ましくは1μm以下であり、MLCCの製造容易性の観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.5μm以上である。
 前記MLCCにおける誘電体層の厚みは、特に限定されないが、誘電体層の薄層化及びMLCCの小型化の観点から、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下、更に好ましくは1μm以下であり、そして、MLCCの製造容易性の観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.5μm以上である。
 内部電極層及び誘電体層の厚みは走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定することができる。
 以下の調製例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「質量部」及び「質量%」である。
(1)ポリマーBの数平均分子量の測定
 N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8320GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSKgel SuperAWM-H、TSKgel SuperAW3000、TSKgel guardcolumn Super AW-H)、流速:0.5mL/min〕により、標準物質として分子量既知の単分散ポリスチレンキット〔PStQuick B(F-550、F-80、F-10、F-1、A-1000)、PStQuick C(F-288、F-40、F-4、A-5000、A-500)、東ソー株式会社製〕を用いて測定した。
 測定サンプルは、ガラスバイアル中にポリマー0.1gを前記溶離液10mLと混合し、25℃で10時間、マグネチックスターラーで撹拌し、シリンジフィルター(DISMIC-13HP PTFE 0.2μm、アドバンテック株式会社製)で濾過したものを用いた。
(2)ポリマーBの酸価の測定
 ポリマーBの酸価は、JIS K 0070の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K 0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=4:6(容量比))に変更した。
(3)金属酸化物Aの体積中位粒径D50の測定
 株式会社堀場製作所製、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置「LA-920」を用いて、測定用セルに測定溶媒として蒸留水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径(D50)を測定した。
 なお、後述する粉砕硝酸銀AC1の測定の際には、測定溶媒としてn-ヘキサンを用いた。
(4)金属微粒子aのキュムラント平均粒径の測定
 レーザー粒子解析システム「ELS-8000」(大塚電子株式会社製)を用いてキュムラント解析を行い、キュムラント平均粒径を測定した。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。測定サンプルの濃度は、5×10-3%(固形分濃度換算)で行った。
(5)金属微粒子分散体又はインクの固形分濃度の測定
 30mlのポリプロピレン製容器(φ=40mm、高さ=30mm)にデシケーター中で恒量化した硫酸ナトリウム10.0gを量り取り、そこへサンプル約1.0gを添加して、混合させた後、正確に秤量し、105℃で2時間維持して、揮発分を除去し、更に室温(25℃)のデシケーター内で更に15分間放置したのちに、質量を測定した。揮発分除去後のサンプルの質量を固形分として、添加したサンプルの質量で除して固形分濃度とした。
(6)質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]の算出
 得られた金属微粒子分散体又はインクをドライチャンバー(東京理化器械株式会社製、型式:DRC-1000)を付属した凍結乾燥機(東京理化器械株式会社製、型式:FDU-2110)を用いて、乾燥条件(-25℃1時間凍結、-10℃9時間減圧、25℃5時間減圧。減圧度5Pa)にて凍結乾燥することにより、ポリマーBを含む金属乾燥粉を得た。
 この金属乾燥粉について、示差熱熱重量同時測定装置(TG-DTA)(株式会社日立ハイテクサイエンス社製、商品名:STA7200RV)を用いて、試料10mgをアルミパンセルに計量し、10℃/分の昇温速度で35℃から550℃まで昇温し、50mL/分の空気フロー下で質量減少を測定した。35℃から550℃までの質量減少をポリマーBの質量、550℃での残質量を金属の質量として、質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]を算出した。
(7)金属微粒子分散体又はインク中の金属の含有量(金属濃度)の算出
 上記(6)で得られた質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]及び上記(5)で得られた金属微粒子分散体又はインクの固形分濃度から、金属微粒子分散体又はインク中の金属の含有量(金属濃度)を算出した。
(8)インクの粘度の測定
 E型粘度計(東機産業株式会社製、型番:TV-25、標準コーンロータ1°34’×R24使用、回転数50rpm)を用いて、32℃におけるインクの粘度を測定した。
(9)インクのpHの測定
 pH電極「6337-10D」(株式会社堀場製作所製)を使用した卓上型pH計「F-71」(株式会社堀場製作所製)を用いて、20℃におけるインクのpHを測定した。
(粉砕金属酸化物の調製)
調製例1
 乾式ビーズミル(磁製ボールミル、アズワン株式会社製、直径90mm)に、酸化銀(富士フイルム和光純薬株式会社、特級、D50=24μm)50g、及びジルコニアボール トラセラム(アズワン株式会社製、直径1mm)500gを加え、回転速度200rpmで2時間乾式粉砕処理を行い、粉砕酸化銀A1(D50=5μm)(以下、「酸化銀A1」ともいう)を得た。粉砕処理時の円筒容器(ベッセル)内の温度は20℃以上35℃以下になるように調整した。
調製例2
 調製例1において、粉砕時間を24時間に変更した以外は同様にして、粉砕酸化銀A2(D50=0.5μm)(以下、「酸化銀A2」ともいう)を得た。
調製例3
 調製例1において、粉砕時間を0.5時間に変更した以外は同様にして、粉砕酸化銀A3(D50=15μm)(以下、「酸化銀A3」ともいう)を得た。
調製例4
 調製例1において、酸化銀に代えて酸化金(III)(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級、D50=22μm)に変更した以外は同様にして、粉砕酸化金A4(D50=5μm)(以下、「酸化金A4」ともいう)を得た。
調製例5
 調製例1において、酸化銀に代えて酸化パラジウム(II)(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級、D50=31μm)に変更した以外は同様にして、粉砕酸化パラジウムA5(D50=5μm)(以下、「酸化パラジウムA5」ともいう)を得た。
調製例6
 調製例1において、酸化銀に代えて硝酸銀(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)に変更した以外は同様にして、粉砕硝酸銀AC1(D50=5μm)(以下、「硝酸銀AC1」ともいう)を得た。
<金属微粒子分散体の製造>
実施例1-1
 100mLのなす型フラスコに、酸化物Aとして酸化銀A1を10g、ポリマーBとしてスチレン/α-メチルスチレン/アクリル酸/マレイン酸/アルコキシ(ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール)アクリレート(アルキレンオキシド単位数:32モル、モル比[EO/PO]=75/25)共重合体〔固形分40%の該共重合体水溶液(BYK社製、商品名:DISPERBYK-2015、酸価:10mgKOH/g)を絶乾状態にしたもの(数平均分子量:4,500、酸価:24mgKOH/g)〕(以下、「BYK-2015dry」ともいう)を0.8g、化合物Cとしてプロピレングリコール(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)(以下、「PG」ともいう)を30g、錯化剤Dとしてアンモニアの25%水溶液を4g投入し、常温でマグネチックスターラーにて0.5時間撹拌した。その後、該フラスコの内温が40℃となるように40℃のウオーターバスに浸漬し、内温が40℃に到達した後1時間撹拌を行い、次いで空冷し、濃茶色の金属微粒子分散体D1を得た。前述の方法により質量比[ポリマーB/(ポリマーB+金属)]及び金属濃度を測定及び算出し、キュムラント平均粒径を測定した。結果を表3に示す。
実施例1-2~1-5
 錯化剤Dを表1に示すとおり変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D2~D5を得た。
実施例1-6、1-7
 酸化物Aを表1に示すとおり酸化銀A2又はA3に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D6及びD7を得た。
実施例1-8
 化合物Cとしてプロピレングリコール(PG)を0.9gに変更し、更にエチレングリコール(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級(以下、「EG」ともいう))29.1gを混合(PGとEGとの混合質量比[PG/EG]=3/97)した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D8を得た。
実施例1-9
 酸化物Aとして酸化銀A1の量を5gに変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D9を得た。
実施例1-10、1-11
 混合時の温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D10及びD11を得た。
実施例1-12、1-13
 酸化物Aとして表1に示す酸化金A4又は酸化パラジウムA5に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D12及びD13を得た。
実施例1-14
 化合物Cをジプロピレングリコール(東京化成工業株式会社製、異性体混合物)に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D14を得た。
実施例1-15、1-16
 ポリマーBをポリアクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、商品名:ポリアクリル酸、Mw:5,000)(以下、「PAA」ともいう)又はポリビニルアルコール(富士フイルム和光純薬株式会社製、商品名:ポリビニルアルコール、Mw:1,500)(以下、「PVA」ともいう)に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D15及びD16を得た。
実施例1-17~1―20
 化合物Cとしてプロピレングリコール(PG)の量を表1に示すとおり変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体D17~D20を得た。
比較例1-1
 BYK-2015dryの量を0.5gに変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体DC1を得た。
比較例1-2
 酸化物Aを硝酸銀AC1に変更した以外は実施例1-1と同様にして、金属微粒子分散体DC2を得た。
比較例1-3
 化合物Cに代えてエチレングリコール(EG)を使用した以外は実施例1と同様にして、金属微粒子分散体DC3を得た。
比較例1-4
 分散剤であるBYK-2015dryをクエン酸に変更した以外は実施例1と同様にして、金属微粒子分散体DC4を得た。
比較例1-5
 化合物Cに代えて1-メトキシ-2-プロパノールを使用した以外は実施例1と同様にして、金属微粒子分散体DC5を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
<粒径100nm以下の金属微粒子aの体積分率の測定>
 上記測定で得られるキュムラント平均粒径から、前記レーザー粒子解析システム付属のソフトを用いて粒径100nm以下の金属微粒子aの体積分率を求めた。結果を表3に示す。体積分率の数値が高いほど粗大粒子が少なく、粒径100nm以下の微細な金属微粒子の含有率が高いことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表3より、実施例1-1~1-20は、比較例1-1~1-5と比べて、粒径100nm以下の金属微粒子aの体積分率が高く、粒径100nm超の粗大な金属微粒子の形成が抑制されていることがわかる。
<インクの製造及び印刷物の作製、並びに評価>
(インクの製造)
実施例2-1
 インクの全量を30gとして、金属の含有量が10%、プロピレングリコールの含有量が36%となるように実施例1-1で得られた金属微粒子分散体D1を配合し、更にポリエーテル変性シリコーン界面活性剤(商品名:KF6011、信越化学工業株式会社製、PEG-11メチルエーテルジメチコン)の含有量を1.0%、アセチレングリコール系界面活性剤(商品名:サーフィノール104(2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール)、エボニックインダストリーズ社製、有効分100%)の含有量を0.5%、及び残部がイオン交換水となるように混合し、インクを調製した。
 なお、調製は50mLガラスバイアル中に、マグネチックスターラーで撹拌しながら各成分を投入して行った。その後、5μmのメンブランフィルター(ザルトリウス社製、商品名「ミニザルト」)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過し、インクを得た。該インクの粘度は5.1mPa・s、及びpHは8.1であった。
実施例2-2~2-20及び比較例2-1~2-5
 実施例2-1において金属微粒子分散体D1を、実施例1-2~1-20及び比較例1-1~1-5で得られた金属微粒子分散体D2~D20及びDC1~DC5に変更した以外は実施例2-1と同様に行い、各インクを得た。
 上記で得られたインクを用いて、下記の印刷条件による方法により印刷を行い、及び下記に示す方法により印刷媒体上に形成した金属膜の耐折り曲げ性及び導電性の評価を行った。
(インクジェット印刷による耐折り曲げ性評価用印刷物の作製)
 温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境で、インクジェットヘッド(京セラ株式会社製、KJ4B-QA06NTB-STDV、ピエゾ式、ノズル数2,656個)を装備したインクジェット印刷評価装置(株式会社トライテック製)にインクを充填した。
 ヘッド電圧26V、ヘッドの駆動周波数20kHz、吐出液滴量18pl、ヘッド温度32℃、解像度600dpi、吐出前フラッシング回数200発、負圧-4.0kPaを設定し、印刷媒体の長手方向と搬送方向が同じになる向きに、印刷媒体を搬送台に減圧で固定した。前記印刷評価装置に印刷命令を転送し、Duty100%で、印刷媒体にインクを吐出して付着させた後、ホットプレート上にて60℃で2分間、印刷媒体上のインクを加熱乾燥し、金属膜を形成した評価用印刷物を得た。
 なお、印刷媒体は、縦300mm×横297mmのポリエステルフィルム(東レ株式会社製、ルミラーT60、厚み75um、吸水量2.3g/m)を用いた。
〔耐折り曲げ性の評価〕
 上記で得られた評価用印刷物を、印刷面を内側にして縦方向の端部同士又は横方向の端部同士が重なるように180度折り曲げた。次いで、200gの直方体形状の錘(底面積4cm)を、錘の中央部が印刷物の折り目の中央部に重なるように配置し、50g/cmの加重で30秒間押圧した後、印刷物を開いた。そして、破損した金属膜を柔らかい布でふき取った後の、金属膜の欠損の幅(mm)の最大値を金属膜の耐折り曲げ性の指標とした。金属膜の欠損の幅の最大値が小さいほど、金属膜の耐折り曲げ性が良好である。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表4より、実施例の2-1~2-20のインクは、比較例2-1~2-5のインクと比べて、耐折り曲げ性に優れる金属膜を形成できることが分かる。
(インクジェット印刷による導電性評価用印刷物の作製)
 実施例2-1のインクを用い、前述の耐折り曲げ性評価用印刷物の作製において、印刷媒体をポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製、テオネックスQ51-A4)(縦210mm×横297mm、厚み25μm)に変更した以外は、同様の印刷条件にてベタ画像のインク被膜を形成した。その後、真空乾燥機(アズワン社製、AVO-200NB)で190℃、8kPaの条件で1時間加熱を行い、金属膜を形成し、導電性評価用印刷物1を得た。
〔導電性の評価〕
 上記で得られた導電性評価用印刷物を用いて、下記の方法で体積固有抵抗値を測定し、金属膜の導電性を評価した。
 上記で得られた導電性評価用印刷物を用い、低抵抗 抵抗率計(株式会社三菱ケミカルアナリテック製、ロレスタGP MCP-T610)にASPプローブを接続し、JIS K7194「導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法」に準じて、4端子4探針法によって10箇所の抵抗値の測定を行い、その平均値を体積固有抵抗値とした。
 なお、体積固有抵抗値の測定に用いる金属膜の厚みは、ステンレス製剃刀(フェザー安全剃刀株式会社製、76カミソリ通常用、刃の厚さ76μm)で切り出した金属膜の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)(日立株式会社製、装置名:S-4800)によって測定した厚みを入力した。
 導電性評価用印刷物1の体積固有抵抗値は1.7×10-5(Ω・cm)であり、十分な導電性を示した。
<RFIDタグの製造>
(インクジェット印刷によるRFIDタグ用アンテナの作製)
 実施例2-1のインクを用い、前述の耐折り曲げ性評価印刷物の作製において、印刷媒体を前記PENフィルム(縦210mm×横297mm、厚み25μm)に変更した以外は同様の印刷条件にて、UHF帯のRFIDタグ用アンテナとして動作するアンテナパターン(外形サイズ95mm×8mm)を形成した。その後、上記真空乾燥機にて190℃、8kPaの条件で1時間加熱を行い、RFIDタグ用アンテナ1を得た。
(通信回路の表面実装)
 上記で作製したRFIDタグ用アンテナ1上に、導電ペースト(化研テック株式会社製、商品名:TKペーストCR-2800)を用いてUHF帯のRFID用半導体チップ(エイリアンテクノロジーズ社製、Alien-Higgs3)を実装し、RFIDタグ1を得た。同様にしてRFIDタグ1を合計100個得た。
〔UHF帯RFIDの評価〕
 UHF帯RFIDリーダライタ本体(株式会社東北システムズ・サポート製、DOTR-2100)及びソフト(株式会社東北システムズ・サポート製、RFID-BOX)を用い、通信距離20cmで通信し、書き込み、読み出しを行った。上記で得られた100個のRFIDタグ1で通信を行ったところ、100個全てのRFIDタグで通信が可能であり、不良率は0%であった。
<MLCCの製造>
(誘電体層形成用セラミックスラリーの調製)
 誘電体層を形成する材料として、チタン酸バリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)を100部、ポリビニルブチラール(積水化学工業株式会社製、商品名:エスレックBM-2)7部、フタル酸ジオクチル(東京化成工業製、特級)3部、メチルエチルケトン(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)30部、エタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)20部、及びトルエン(富士フイルム和光純薬株式会社製、特級)20部を、ジルコニアビーズ(株式会社ニッカトー社製、型番:YTZ-1)600部と共に、磁製ボールミル(日陶科学株式会社製、外径120mm、容量900mL)に投入し、200rpmで20時間混合し、誘電体層形成用セラミックスラリー1を得た。
(インクジェット印刷による多層積層シートの作製)
 前述の耐折り曲げ性評価印刷物の作製において、印刷媒体を前記PENフィルム(縦210mm×横297mm、厚み25μm)に変更した以外は同様の印刷条件にて、誘電体形成層セラミックスラリー1及び内部電極層形成用インクとして実施例2-1のインクを用いて、該印刷媒体上に誘電体層と内部電極層とが交互に積層されるように印刷した後、該印刷媒体を剥離して多層積層シート1を得た。多層積層シート1の積層数は、誘電体層及び内部電極層の合計で256層であった。
(MLCCの作製)
 得られた多層積層シート1を小型ボックス炉(光洋サーモシステム株式会社製、型番:KBF333N1)で190℃、1分間加熱処理することで溶剤を乾燥除去した。
 次に、加熱処理された多層積層シート1をダイシングにより予め定められたカットラインに沿ってチップ状(サイズ32mm×16mm)に切断し、切断されたチップを上記小型ボックス炉でN雰囲気中、350℃で3時間加熱し、ポリマー等の有機物を燃焼除去させた後、上記小型ボックス炉で還元性ガス雰囲気中、900℃で2時間焼成し、コンデンサ本体となるコンデンサ焼成体1を得た。
 次に、コンデンサ焼成体1の両端面にガラスフリットを含有する銀ペースト(アズワン株式会社社製、型番:TDPAG-TS1002-80)を塗布し、上記小型ボックス炉でN雰囲気中、800℃で焼き付けて外部電極を形成し、該外部電極と内部電極層とが
電気的に接続されたMLCC1を得た。
〔MLCCの観察評価〕
 MLCC1の断面を上記SEMにて観察し、誘電体層及び内部電極層の積層状態を評価した。誘電体層及び内部電極層の各層の厚みは0.6μmであり、50箇所を観察したが厚みのばらつきはなく、厚み精度の高いMLCCが得られることが分かった。
 本発明によれば、粒径100nm以下の微細な金属微粒子を高い含有率で含有する金属微粒子分散体を得ることができる。また、本発明は、該金属微粒子分散体を含有するインクを用いることにより、耐折り曲げ性に優れ、高い導電性を発現する金属膜が形成された印刷物を得ることができる。そのため、該金属微粒子分散体及び該該金属微粒子分散体を含有するインクは、様々な分野に好適に用いることができる。

Claims (15)

  1.  ポリマーBで分散された金属微粒子aを含有する金属微粒子分散体の製造方法であって、
     金属酸化物A、ポリマーB、及び化合物Cを混合する工程1を含み、
     該ポリマーBが親水性基を有し、
     該化合物Cが下記一般式(1)で表される2価アルコールであり、
     該金属微粒子aのキュムラント平均粒径が50nm以下である、金属微粒子分散体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (一般式(1)中、R及びRは水素原子又は炭素数1以上3以下の炭化水素基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基であり、nは0以上30以下の整数である。但し、一般式(1)において、R及びRがいずれも水素原子である場合には、Rは少なくともプロピレン基を含み、かつnは1以上である。)
  2.  化合物Cが1,2-プロパンジイル骨格を有する2価アルコールである、請求項1に記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  3.  工程1において、更に錯化剤Dを混合する、請求項1又は2に記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  4.  錯化剤Dと金属酸化物Aとの質量比[錯化剤D/金属酸化物A]が、0.01以上0.5以下である、請求項3に記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  5.  錯化剤Dがアンモニアである、請求項3又は4に記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  6.  金属酸化物Aの体積中位粒径D50が、0.1μm以上30μm以下である、請求項1~5のいずれかに記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  7.  化合物Cと金属酸化物Aとの質量比[化合物C/金属酸化物A]が、0.05以上45以下である、請求項1~6のいずれかに記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  8.  工程1における混合を20℃以上100℃以下で行う、請求項1~7のいずれかに記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  9.  金属酸化物Aが、酸化銀及び酸化銅から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~8のいずれかに記載の金属微粒子分散体の製造方法。
  10.  請求項1~9のいずれかに記載の製造方法により得られた金属微粒子分散体を含有する、インク。
  11.  請求項10に記載のインクを印刷媒体上に塗布し、金属膜が形成された印刷物を得る、印刷物の製造方法。
  12.  前記インクの印刷媒体上への塗布方法がインクジェット印刷法である、請求項11に記載の印刷物の製造方法。
  13.  請求項10に記載のインクから形成されてなる、RFIDタグ用アンテナ。
  14.  請求項13に記載のRFIDタグ用アンテナを含む、RFIDタグ。
  15.  請求項10に記載のインクから形成されてなる内部電極層を含む、積層セラミックコンデンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022145076A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07 花王株式会社 複合材料の製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202024248A (zh) * 2018-12-27 2020-07-01 日商花王股份有限公司 金屬微粒子之分散體
WO2020217502A1 (ja) 2019-04-26 2020-10-29 花王株式会社 金属微粒子含有インク
WO2022034755A1 (ja) * 2020-08-13 2022-02-17 花王株式会社 金属ペースト

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169557A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 金属超微粒子スラリーの製造方法及びその製造方法で得られた金属超微粒子スラリー
JP2010285695A (ja) 2005-10-26 2010-12-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銀微粒子とその分散液
JP2011012290A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Tokyo Institute Of Technology 金属酸化物または金属水酸化物からマイクロ波照射により金属微粒子を製造する方法および製造装置
CN103408896A (zh) * 2013-05-21 2013-11-27 中国科学院深圳先进技术研究院 一种含纳米铜的环氧树脂复合材料及其制备方法
JP2017002219A (ja) 2015-06-12 2017-01-05 株式会社フェクト 銀鏡膜層形成用組成液の製造方法及び銀鏡膜層の形成方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100494290C (zh) * 2005-07-28 2009-06-03 上海三瑞化学有限公司 一种高分散纳米银颗粒的制备方法
US7625637B2 (en) * 2006-05-31 2009-12-01 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles from precursors having low reduction potentials
KR100836659B1 (ko) * 2006-07-06 2008-06-10 삼성전기주식회사 금속 및 금속 산화물 나노입자의 제조방법
JP4956386B2 (ja) * 2006-11-09 2012-06-20 古河電気工業株式会社 導電部材の製造方法
EP2147733A4 (en) * 2007-05-16 2012-12-12 Dainippon Ink & Chemicals METHOD FOR PRODUCING A SILVER-BASED NANOSTRUCTURE AND SILVER-CONTAINING NANOSTRUCTURE
CN102066024B (zh) * 2008-06-26 2014-06-11 Dic株式会社 含银粉末及其制法、使用其的导电性糊剂和塑料基板
KR101078079B1 (ko) * 2008-12-10 2011-10-28 엘에스전선 주식회사 은 수식 탄소 나노튜브 함유 전도성 페이스트 조성물
KR101132108B1 (ko) * 2009-02-18 2012-04-05 도요 보세키 가부시키가이샤 금속 박막 제조 방법 및 금속 박막
JP2010269516A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Dic Corp 導電性水性インクを充填した筆記具、銀配線回路及びその製造方法
CN102596455B (zh) * 2009-09-30 2015-02-04 大日本印刷株式会社 金属微粒分散体、导电性基板的制造方法及导电性基板
JP2011080094A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Toda Kogyo Corp 銀微粒子及びその製造方法、並びに該銀微粒子を含有する導電性ペースト、導電性膜及び電子デバイス
DE102010033924A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln aus einem Edelmetall und die Verwendung der so hergestellten Nanopartikel
US9751997B2 (en) * 2012-10-03 2017-09-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Metal particle dispersion, article and sintered film using metal particle dispersion, and method for producing sintered film
EP2781562B1 (en) * 2013-03-20 2016-01-20 Agfa-Gevaert A method to prepare a metallic nanoparticle dispersion
WO2014172856A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Dic Corporation Metal nanoparticle-protecting polymer and metal colloidal solution, and method for producing the same
WO2015000937A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-08 Agfa-Gevaert A metallic nanoparticle dispersion
JP2015026567A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 富士フイルム株式会社 導電膜形成用組成物及び導電膜の製造方法
WO2015081532A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Dic Corporation Metal nanoparticle-protecting polymer and metal colloidal solution, and method for producing same
US20150166810A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-18 Nano And Advanced Materials Institute Limited Metal Nanoparticle Synthesis and Conductive Ink Formulation
EP3127969B1 (en) * 2014-04-01 2018-06-20 Korea Electronics Technology Institute Ink composition for light sintering, wiring board using same and manufacturing method therefor
JP6120124B2 (ja) * 2014-12-11 2017-04-26 Dic株式会社 銀ペースト及びこれを用いて得られる導電性成形加工物
JP6361059B2 (ja) * 2015-02-03 2018-07-25 富士フイルム株式会社 銀微粒子分散物、インク組成物、銀電極、及び薄膜トランジスタ
JP6605027B2 (ja) * 2015-06-02 2019-11-13 旭化成株式会社 分散体
JPWO2019131435A1 (ja) * 2017-12-26 2020-12-10 コニカミノルタ株式会社 銀ナノ粒子分散液の製造方法、銀ナノ粒子分散液、インクジェットインクおよびそれを用いた画像形成方法
CN108504185A (zh) * 2018-05-10 2018-09-07 北京理工大学珠海学院 一种喷墨纳米银导电墨水的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169557A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 金属超微粒子スラリーの製造方法及びその製造方法で得られた金属超微粒子スラリー
JP2010285695A (ja) 2005-10-26 2010-12-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銀微粒子とその分散液
JP2011012290A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Tokyo Institute Of Technology 金属酸化物または金属水酸化物からマイクロ波照射により金属微粒子を製造する方法および製造装置
CN103408896A (zh) * 2013-05-21 2013-11-27 中国科学院深圳先进技术研究院 一种含纳米铜的环氧树脂复合材料及其制备方法
JP2017002219A (ja) 2015-06-12 2017-01-05 株式会社フェクト 銀鏡膜層形成用組成液の製造方法及び銀鏡膜層の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022145076A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07 花王株式会社 複合材料の製造方法

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