[发明专利]含有金属纳米粒子的复合物、其分散液以及它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过液相还原法所得的金属纳米粒子和聚合物的复合物及其分散液，以及它们的制造方法，更详细而言，涉及一种金属纳米粒子和聚合物的复合物，其不经过实质上的加热操作，仅通过在室温(1～30℃)下的干燥，作为保护剂的聚合物就从金属纳米粒子表面上脱落，进而金属纳米粒子容易熔合，并且可以制作显示出10^-5Ωcm级这种在实用中足够低的体积电阻率的金属被膜，以及该复合物的分散液、它们的制造方法和使用它们所得的塑料基板。

背景技术

近年人们清楚了，纳米级的金属微粒(以下，称为金属纳米粒子。)显示出与通常的块状金属(金属块)不同的热、磁性质，并且利用这些性质的新型反应、原材料的开发也日益盛行。例如，已知通常的金粒子为非磁性的，但几纳米的金纳米粒子则表现出强磁性自旋极化。此外，虽然块状的金为化学惰性的，但几纳米的金簇则表现出路易斯酸性，基于该性质，偶联反应、利用氧分子活性化的氧化催化反应正被积极研究。

此外，金属纳米粒子，和一般的毫米级金属粉末不同，其在显著低于元素单质所示熔点的低温下，具有相互熔合的性质。例如，银的熔点超过960℃，但具有100nm以下粒径的银纳米粒子，即使在200℃以下的温度下也可以进行熔合。因此，如果将其油墨化、涂料化，则可以作为能够在耐热性低的高分子膜上印刷成型电子电路的导电性涂料，因此其是一种备受关注的材料。

为了表现出低温熔合现象，需要制造尽可能小的金属粒径，因此，正在进行真空蒸发法、在各种胶体保护剂的共存下还原溶液状金属化合物的液相法的开发。在后者方法中，根据生成粒子的比表面积，常常需要大量的胶体保护剂，而由于残留在金属纳米粒子上的有机物构成了熔合温度提高的主要原因，因此需要将其使用量限制在必需的最小限度。然而，如果减少了胶体保护剂，则所得的金属纳米粒子分散体不稳定，容易产生在保存中凝集而导致粗粒化，并且会生成沉淀的缺陷。

例如，在由银纳米粒子的分散液形成金属被膜时，为了实现200℃以下的低温烧成，希望将粒子上残存的胶体保护剂控制在5质量％以下，如果在该点以上，则已知为即使通过200℃的烧成，也难以实现10^-5Ωcm级的低电阻率(例如，参照专利文献1)。因此，能够以较少量维持金属纳米粒子稳定分散的胶体保护剂的选择，是实现低温烧成的一个要点。尽管作出了这样的努力，但为了实现10^-5Ωcm级的低电阻率，在大部分情况下仍然需要在涂布后进行150℃以上的加热烧成。

仅有的例子是，国立大学法人大阪大学和财团法人大阪产业振兴机构的团队，由使用十二烷基胺包覆的银纳米粒子的十四烷分散体制作薄膜，将该膜浸渍在极性溶剂中，在该溶剂中去除与金属纳米粒子表面配位的十二烷基胺，然后在室温下干燥该膜，从而实现了10^-5Ωcm级的体积电阻率(例如，参照专利文献2)。然而，预先将涂布物在极性溶剂中浸渍数小时，从而溶解除去保护剂的工序，并不适合应用于在被涂布物(基板)上制作导电性配线、导电性电极等安装技术。此外，浸渍在极性溶剂中的工序，无法保证基板与金属纳米粒子的密合性，也无法避免金属纳米粒子从基板上脱落。作为局部现象的仅在室温干燥下表现出低电阻率，在实用性方面不足。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开2003-103158号公报

专利文献2：日本特开2008-072052号公报

发明概要

发明要解决的问题

本发明要解决的问题是提供一种不设置格外的加热烧成工序或通过溶剂除去保护剂的工序，仅通过在室温下干燥就可以形成具有在实用中足够低的电阻值的金属被膜的金、银、铂族、铜等金属纳米粒子和聚合物的复合物、该复合物的分散液、它们的制造方法以及使用它们的塑料基板。

解决问题的方法