(57)【要約】  配線用として用いる導電性ペーストに利用する金属粒子としては、樹脂等のペーストに利用される他の材料との組合せで極性溶媒に分散しやすい特性を有していることが重要となる。ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬとエチルアルコール１０ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加してｐＨ＝５となる量の硝酸水溶液を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに０．５ｇの評価すべき金属粒子を加えてから、上記量の０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を加えたときに指示されるｐＨ値がｐＨ＝６以下の値を示す、金属粒子粉末を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）とエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に、０．５ｇの評価すべき金属粉末を加えてから、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加してｐＨ＝５となる量の硝酸量を０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を加えたときに指示されるｐＨ値が６．０以下を示す金属粒子粉末。
【請求項２】
ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）とエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加して、ｐＨが４．５〜５．０となる量の硝酸量を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに０．５ｇの試料粉末を加えたものに添加した際に算出される評価すべき金属粒子から放出されるプロトン（Ｈ＋）が３．０×１０１９（個／ｍ２）以下である、金属粒子粉末。
【請求項３】
粒子表面が総炭素数８以下の有機物で構成されている、請求項１または２に記載の金属粒子粉末。
【請求項４】
前記金属粒子粉末は大気中４０℃で保持しても粒子間焼結を生じない性質を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の金属粒子粉末。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の金属粒子粉末と分散溶媒を含む、金属ペースト。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の金属粒子粉末と分散溶媒および少なくとも一種の樹脂を含む、導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細配線や接合体等に好適に用いられる微細な金属粒子（特に銀ナノ粒子）および該粒子を含有するペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属ナノ粒子は、特に粒子径が小さくなるに伴って、比表面積が大きくなり通常の性質とは異なってくることが広く知られており、利用の用途が広がりつつある。特に、微細な粒子を用いる場合には、反応性が高く融解しやすいという特徴があるため、導電性接着剤や物質間接合ならびに導電性配線の形成といった用途への使用が検討されるようになってきた。【０００３】
特に最近では電子機器の小型化が進むにつれ、配線の微細化が指向されてくるようになってきた。とりわけ、配線の微細化を図るためには、描かれる配線が導電性を確保しつつ、より繊細に形成される必要がある。【０００４】
本発明者らは、一次粒子径がナノオーダーでありながらも大気中で安定であり、大量生産に適した粒子を開発し、特許文献１あるいは２に開示している。【０００５】
なお、金属粒子を溶媒に分散させ、ペーストあるいはインクとする場合には、金属粒子の表面性がインクの性状に大きく影響を及ぼす。とりわけ平均一次粒子径の小さい金属ナノ粒子はその比表面積が大きい値を示すため、その影響は顕著である。従って、表面性を制御しペーストの安定性や粒子の分散性を確保することはきわめて重要な技術と言える。【０００６】
本出願人は、金属銅粉表面の表面に存在するプロトン数と表面に存在する表面官能基との関係を見いだし、特許文献３として開示した。特許文献３では、酸性水溶液をアルカリ性試薬で滴定し、各ｐＨにおける銅粉表面の表面官能基に引き寄せられているプロトン個数を算出する。算出されたプロトン個数は、銅粉の表面を脂肪酸で処理した時の表面状態を表していると考えられる。そこでこの算出されたプロトン個数から、脂肪酸による表面処理に好適な銅粉か否かを判定する。つまり、特許文献３は、脂肪酸による表面処理に適した銅粉を提供する方法を開示している。【０００７】
また、粒子の表面性を評価する方法としてはこのほかに、従来より粉体ｐＨ（ＪＩＳＫ５１０１−１７−２など）が知られており、その指標に絡めて粒子の表面特性を検討し好ましいインク・ペーストを提供する例も多い（例えば、特許文献４ないし６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３４４００１号公報
【特許文献２】国際公開２０１０／０７３７０５号パンフレット
【特許文献３】特開２００９−０８４６１４号公報
【特許文献４】特開２００７−２０４８１７号公報
【特許文献５】特開２００５−１７９０９６号公報
【特許文献６】特開２００４−３２７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
金属粒子およびその製造方法に関しては、上記の他にも多くの提案がある。また、それらが提供している金属粒子の大きさもナノサイズからミクロンサイズまで多岐に及ぶ。しかし、導電性の配線用として利用するには、単に大きさを規定した金属粒子だけでは実用には耐えない。【００１０】
確かに、粒子径が小さければ、高精度の印刷が可能になり、微細な配線を実現できる可能性はある。しかし、実際の印刷方法で印刷できる塗料（インク）に調製することができなければ、実用性に乏しい。【００１１】
より具体的には、スクリーン印刷やインクジェットといった微細印刷が可能な印刷方法に使用できるインクとして要求される特性である粘度、乾燥性、接着性、保存性そして焼結温度といった特性を持ち得るインクに仕上げることができるか否かという点が問題となる。【００１２】
これらのインクとしての特性は、金属粒子だけでは達成することはできず、インクを構成する他の材料と容易に混合できることが必要となる。その際には、テルピネオールやオクタンジオールといった極性溶媒に分散できる特性を有しているか否かという点が重要な特性となる。極性溶媒中に分散して用いられる材料は、すでに豊富に用意されており、またそれらの材料は実績も多いからである。言い換えると、塗料化しやすい金属粒子という観点からは、極性溶媒に分散しやすい特性を有することが実用的には重要となる。【００１３】
また、従来知られている粒子の表面性を粉体ｐＨにより評価する手法は、その測定方法から明確なとおり、「ｐＨ調整をしていない水」に対し、粉末を添加した状態で煮沸あるいは常温での金属からの溶出によりもたらされるｐＨ値を評価するものである。しかしながら、金属ナノ粒子は表面に有機物からなる被覆層が形成されている場合が多く、水に対しては浮力が生じてしまう、あるいは十分に粉体がぬれないため、誤差が大きく適切な評価結果が得られにくいことがわかってきた。そのため、金属ナノ粒子の表面状態を的確に評価できる方法を提示することは、ナノ粒子の産業上利用可能性を拡大するためには必要不可欠である。【００１４】
なお、ここで「極性溶媒に分散しやすい」というのは、極性溶媒（分散媒）に対して分離し、凝集沈降しないことを指す。分散媒に対して、分離し凝集沈降してしまうと、インクにした際に、インク中に均一に金属粒子が存在しているとは言えず、均一な配線を印刷することができないからである。【００１５】
極性溶媒に分散しやすいか否かという特性は、金属粒子の表面状態（例えば、水酸基の結合量等）に関係すると考えられる。しかし、これまで金属粒子のそのような表面状態と分散性について、定量的な指標が与えられた報告は少なかった。金属ナノ粒子に関して言うと皆無であった。つまり、金属粒子の表面特性の評価指標の一手法を提案し、その指標に基づいた、極性溶媒に分散しやすい金属粒子を提供することは、なされていなかったという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らはその検討により、上述の課題はｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）とエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に、評価すべき金属粒子の粉末（以後「試料粉末」ともいう）０．５ｇを添加した溶液に対して、試料粉末を添加しない状態でｐＨ＝５となる量の０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸水溶液を添加したときにその値がｐＨ＝６以下を示すような粉末であれば解決できうることを見いだし、本発明を完成させた。すなわち、上記の指標に基づく金属粒子粉末は、極性溶媒に分散しやすい。なお、本明細書において、「ｐＨ＝１１」とは、水酸化カリウムとエチルアルコールの混合溶液を、「ｐＨ＝１１±０．５の範囲に調整した」ことを示す。測定はリファレンス（ブランク溶液）に、測定すべき粉末を添加し行うので、初期のｐＨがこの範囲で変動しても、解析結果には影響を与えない。【００１７】
より具体的には、本発明の金属粒子粉末は、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬとエチルアルコール１０ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加してｐＨ＝５となる量の硝酸水溶液を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに０．５ｇの試料粉末を加えてから、上記量の０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を加えたときに指示されるｐＨ値がｐＨ＝６以下の値を示す、金属粒子粉末である。【００１８】
また、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加して、ｐＨが４．５〜５．０となる量の硝酸量を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに０．５ｇの試料粉末を加えたものに添加した際に算出される評価すべき金属粒子から放出されるプロトン（Ｈ＋）が３．０×１０１９（個／ｍ２）以下である、金属粒子粉末である。【００１９】
さらに、上記の金属粒子の粒子表面が総炭素数８以下の有機物で構成されている金属粒子粉末である。【００２０】
加えて、金属粒子の平均一次粒子径は１０〜１０００ｎｍである金属粒子粉末である。【００２１】
さらには、上述の金属粒子粉末を使用し、金属粉末、有機溶媒、樹脂等を組み合わせることで、その用途に適した金属粒子を含む金属ペーストを得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
上述の粉末の構成とすることにより、アルコール類、ケトン類、エステル類に対する粒子分散性が優れた、金属粒子粉末を得ることが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の指標を得るための測定装置の概略の構成を示す図である。
【図２】図１の測定装置による測定結果を例示する図である。
【図３】ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときのブランク溶液の示すｐＨ値（基準ｐＨ値）と、粉末を０．５ｇ添加したｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときに示すｐＨ値（指示ｐＨ値）の相関を示した図である。
【図４】ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときのブランク溶液の示すｐＨ値（基準ｐＨ値）と、式（１）で算出される粒子から放出／吸着されるプロトン量（個／ｍ２）との相関を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明では、極性溶媒に分散しやすい金属粒子か否かという点を以下の表面性評価方法で評価した。なお、金属粒子は、単に「粒子」とも呼び、また通常粉末状態で取り扱われるので、「金属粒子粉末」若しくは単に「粉末」とも呼ぶ。なお、「評価すべき金属粒子の粉末」は「試料粉末」と呼ぶ。
【００２５】
（金属粒子の表面性評価方法）
５００メッシュで解粒した試料粉末０．５ｇを、０．０１モル／Ｌの硝酸カリウムを含む（ここで、硝酸カリウムは滴定時に生じるイオン濃度増加に伴う液中の導電性の急激な上昇を抑える緩衝剤として添加する）ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬとエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に添加した後、この溶液に０．１０モル／Ｌの硝酸水溶液を０．０２ｍＬ／分の速度で添加して、試料粉末の試料溶液のｐＨの変化を測定する。ここで、水酸化カリウム水溶液もしくはその代替溶液は空気中の炭酸を吸収する作用があることから、作製してから数日以上経過した液を使用することは好ましくない。
【００２６】
ここで、本発明者らが検討したところによれば金属からなる粒子に対して、特許文献３で開示したような、酸性側からの解析では、十分に表面性を把握できない可能性があることが判明した。具体的には、酸性側からの滴定を行うと、粒子の材質により、粒子の溶解が生じて溶解によって生じた金属イオン（特許文献３であれば銅イオン）が、滴定の妨害になる可能性があった。特許文献３のようなミクロンオーダーの粒子であれば、比較的溶解が生じないため適切な値を示すが、ナノあるいはサブミクロンオーダーの金属粒子では、溶解が進行しやすく、適切な評価手法にはならないことがわかった。そのため、本発明における評価はアルカリ性側から滴定を行う手法を採用している。
【００２７】
硝酸水溶液の添加によるｐＨの変化は、例えば、流動電位自動滴定装置（京都電子工業製のＡＴ−５１０Ｗｉｎ／ＰＣＤ−５００型流動電位自動滴定装置）を用いて測定することができる。試料粉末の分散性が保たれた状態での測定を行う方が好ましいことから、本測定は、マグネチックスターラーを使用して溶液を撹拌しつつｐＨ測定を行うのがよい。
【００２８】
また、上記と同様の硝酸水溶液と水酸化カリウム水溶液を使用し、試料粉末を添加しない水酸化カリウム水溶液に上記と同濃度の硝酸水溶液を添加して、ブランク溶液へ硝酸水溶液を添加した際のｐＨ変化を予め測定し、試料粉末分散液に対して硝酸水溶液を添加した際のｐＨ変化を規定する基準として使用する。
【００２９】
図１には、流動電位自動滴定装置１の構成図を示す。流動電位自動滴定測定装置１は、水酸化カリウム溶液を保持するタンク２と、ｐＨを測定する電位計（ｐＨ計）３と、硝酸水溶液の滴定装置４を含む。また、タンク２には、空気中の炭素を吸収することでｐＨが変化しないように、窒素ガスの導入管５が配置されていてもよい。また、マグネチックスターラー６と攪拌子７によってタンク２内の溶液を攪拌した。マグネチックスターラー６は、交流磁界８を発生させ、磁石性の攪拌子７を回転運動させる。本件の滴定装置４と、電位計（ｐＨ計）３は図示しない制御装置が制御し、滴定量とｐＨ値が順次記録される。
【００３０】
このようにして、ブランクの溶液のｐＨ変化と粉を入れた溶液のｐＨ変化が例えば図２のように得られる。図２では、白丸のライン１０はブランクの溶液のｐＨ変化を表し、黒三角のライン１１は試料粉末が入った溶液のｐＨ変化である。図２では横軸は滴定した硝酸溶液の総量（ｍｌ）であり、縦軸はｐＨ計３によるｐＨ値である。後述する判断基準では、ブランクの溶液のｐＨを「基準ｐＨ」とし、試料粉末が入った溶液のｐＨを「指示ｐＨ」として、これらの関係を用いて極性溶媒に分散しやすい金属粒子か否かを判断する。
【００３１】
また、こうして試料粉末の存在の有無により測定されるｐＨ値から、金属粒子に対して放出あるいは吸収されるプロトン（Ｈ＋）量を算出することができる。具体的には次のように算出する。試料粉末とした金属粒子がプロトンを放出する時には、プロトン量の値はマイナス（−）の値を取り、プロトンを吸収するときには（＋）の値を取る。ｐＨ値で見れば金属粒子からプロトンが放出されるとき、ｐＨはもとのリファレンスよりも酸性側（小さい）値をとり、プロトンを吸収するときにはリファレンスよりも塩基性側（大きい）値を取る。
【００３２】
液に対して放出／吸収（蓄積）される単位面積当たりのプロトン量（Ｈ＋）は、次の（１）式より計算される。ここで、ＮＡはアボガドロ数（＝６．０２×１０２３）である。ただし、この計算時に使用するｐＨ値は同じ濃度で同じ量の硝酸を添加したときのｐＨ値を使用する。
【数１】
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【００３３】
（１）式で算出されるプロトンの放出／吸収プロトン量は、溶液に対して同じプロトン量を添加した環境において、粉末を添加したことに伴って、どの程度のプロトンの授受が発生するかを示す。よって、この値は粉末のプロトンに対する感受性を示すといっても良い。
【００３４】
なお、この測定は、等電点の測定と類似しているが、少し異なる。等電点とは、粉体の表面荷電がゼロとなるｐＨのことで、等電点では電気泳動移動度がゼロとなる。一方、等酸点は溶液に粉体を懸濁させてもｐＨが変化しないｐＨのことである。すなわち、等電点は粉末に含まれる（基本的には表面において）すべてのイオンの影響をトータルで見るものであり、等酸点は粉末によるプロトンの授受のみに着目したものである。たとえば、テフロン（登録商標）の表面の等電点は測定できるが、等酸点は測定できない。ここでは、粒子と樹脂の分散性についての関係を知りたいので、等電点では意味がなく、等酸点付近の値を目印とする。
【００３５】
なお、本発明の「分散性の良い金属粒子（粉末）」とは、塗料とした際に一次粒子の形態を保ち、粒子間の凝集が少ない金属粒子を言う。具体例を示すと、「ＪＩＳＫ−５６００−２−５：１９９９  塗料一般試験方法  第２部：塗料の性状・安定性−第５節：分散度」にあるようなグラインドゲージ法を用いて評価することが出来る。
【００３６】
本明細書では、凝集体の評価としてスクレーパーを引いた際にその径の部分に粒子が存在することを示す筋の占める割合が溝全体の半分となるポイントを、平均粒径Ｄ５０として評価した。なお、表１では、「グラインドゲージ」として表した。この評価に付すペーストは、例えば試料粉末７０ｇ、ブチルカルビトールアセテート８．９ｇ、熱可塑性ポリウレタン樹脂２２．３ｇ（例えば、荒川化学工業株式会社製ユリアーノ８００１）、高分子系顔料分散剤０．３５ｇ（例えば、味の素ファインテクノ株式会社製アジスパーＰＡ−１１１）を混合して、三本ロールで混練したペーストを評価することが出来る。そうして作製したペーストは、その凝集径（Ｄ５０値）が５．０μｍ以下、好ましくは３．０μｍ以下の値を示すようなものである。この凝集径を確認するためには、溝の最大深さが５０μｍ以下のものを用いるとより詳細に確認できる。
【００３７】
また、視認による分散性評価として、粉末１．０ｇを５０ｍＬのガラス製容器に加えた後に、α−テルピネオール２０ｍＬを注ぎ込み、５分間超音波分散器（例えば、ヤマト科学株式会社製  超音波洗浄器  １５１０Ｊ−ＭＴ型）にかけ１２時間静置したのち、水平方向から液を見たときの液の状態により、評価した。具体的な判断基準としては、粒子により視野が遮蔽される状態を○とし、透過光が確認される状態（粉末がところどころで空隙を作っている状態）を△とし、粒子が完全に沈降もしくは浮遊して、光の透過を妨げないような状態になっている場合を×として評価した。
【００３８】
後述する実施例が示すように、上記の評価によれば、リファレンス（ブランク溶液）におけるｐＨの値が５になるような量の硝酸を、金属粒子の試料粉末が入った水酸化カリウム溶液に投入すると、その時のｐＨが６．０以下であるような表面特性を有する金属粒子であれば、極性溶媒に分散され、インク化が可能であることを見出した。また、これはプロトンの放出量で言い換えると、３．０×１０１９（個／ｍ２）以下であるような金属粒子粉末である。
【００３９】
なお、特許文献３の銅粒子は、本発明が示す値とは異なる値を示す。特許文献３に掲載されている滴定曲線を参照すると、リファレンスとなる滴定曲線がｐＨ＝５を示す状態時（正確な滴定値は不明であるが、０．１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨをおおよそ１．０ｍＬと確認される）において、粉体を添加したときに示している値はいずれもｐＨ＝６よりも大（ｐＨ＝８近傍）であることから、特許文献３で開示されている金属粒子と本発明に係る粒子は異なっている。
【００４０】
次に本発明が目的とする極性溶媒に分散する金属粒子について説明する。
【００４１】
＜金属粒子＞
（平均一次粒子径）
本発明のような表面性を有する粒子は特に、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）による粒子観察法による平均一次粒子径が１０〜１０００ｎｍ、好ましくは２０〜５００ｎｍ、一層好ましくは３０〜３００ｎｍ、なお一層好ましくは３０〜１５０ｎｍである金属粒子である。この粒子径の最小値はあくまで用途による便宜のために定めた値であり、本明細書に記載の方法によってはさらに微粒子を得ることもできる。一方、上限である１０００ｎｍを超えると、例えば低温焼結性が発現しにくくなるので好ましくない。なお、ここでいう粒子径はＴＥＭ写真の直接測定法で求めても良いし、画像処理で平均一次粒径を求めることもできる。この時の平均一次粒径は少なくとも２００粒子を測定した結果から算出することが好ましい。また、粒子同士の重なり等が無い個々が独立した粒子で求め出すことが好ましい。
【００４２】
このような粒子径を有する粒子を得る方法は大別して二種類ある。第一の方法としては、銀塩と総炭素数８以下の有機保護剤である有機物と還元剤を水中にて混合することにより、総炭素数８以下の有機保護剤で被覆された銀ナノ粒子を直接合成する方法（ただしこの後に有機保護剤を置換することを排除しない）である。
【００４３】
第二の方法は一旦脱離しやすい高分子物質で被覆されたナノ粒子を合成した後、本発明に従う炭素数８以下の有機保護剤で被覆（置換）する方法である。
【００４４】
概説すると、第一の方法は平均一次粒子径が２００ｎｍ以下である粒子を得るのに好適であり、第二の方法は平均一次粒子径が２００ｎｍ以上の粒子を得るのに好適である。
【００４５】
第一の方法により直接合成する方法においては、炭素原子間が単一結合のみで構成された有機保護剤を用いると、とりわけ３０ｎｍ以下の微細な粒子が得られ、二重結合、あるいはカルボキシル基などの官能基を２つ以上その構造中に持つ場合（以後「二重結合等を有する有機保護剤」と呼ぶ。）には、３０ｎｍ以上の微細な粒子を得やすい。
【００４６】
特に、平均一次粒子径２００ｎｍ以下の粒子について、単一結合のみを有する脂肪酸を用いれば比較的小さい粒子径のものが得られ、二重結合等を有する有機保護剤を採用した際には、平均一次粒子径が３０ｎｍ以上の粒子が得られやすくなる。このような相違が生じることについては不明な点が多いが、発明者らは、以下のように推測している。金属イオンの還元析出時においては、金属表面に対して吸着する速度がこうした炭素−炭素間二重結合を有するカルボン酸化合物やカルボキシル基を有する化合物は通常のカルボン酸よりはやや遅くなる。そのため、公知のカルボン酸を使用する方法で析出させる場合に比較して金属粒子の成長が進み、粒子径を大きくすることができるようになったのであろう。
【００４７】
なお、かような効果を持つ有機物としては、具体的にはカルボン酸の中で炭素−炭素間二重結合を有する化合物、ジヒドロキシル化合物、ジカルボキシル化合物とすることができる。これら構造を有するものを例示すれば、炭素−炭素間二重結合を有する化合物としてはソルビン酸が例示でき、ジカルボキシル化合物としてはアジピン酸が例示できる。これらの構造を有する化合物により、金属ナノ粒子の表面を構成するとよい。なお、本明細書中では平均一次粒径が１ｎｍから１０００ｎｍまでの金属粒子を「ナノ粒子」若しくは「金属ナノ粒子」と呼ぶ。特に、金属を「銀」とした場合は「銀ナノ粒子」とも呼ぶ。
【００４８】
第二の方法を採用する際には、一旦脱離のしやすい高分子を被覆し、その高分子を置換して、総炭素数８以下の有機物により被覆する。このときに用いられる高分子としてイミン化合物（高分子イミン）であるとよく、特にポリエチレンイミンであるのがよい。ここで用いられる高分子イミンは分子量３００以上のものが好適に使用できる。なお、後の操作によって置換することを想定していることから、ここでの分子量の上限値には特段の制限はない。
【００４９】
（粒子表面に存在する有機物）
金属粒子表面は総炭素数８以下の有機物により表面が被覆されているのがよい。この程度の分子数の有機物で覆われていることにより、特に微細な１００ｎｍ以下の平均一次粒子径を有するような粉末の場合でも、室温・大気中で保管しても変化を生じにくく、保管安定性に優れた粒子を得ることが出来る。
【００５０】
粒子表面を構成する有機物は、複数の炭素数の異なる有機物で被覆されていてもよい。どちらかと言えば単一の炭素数の有機物で被覆されている方が、溶媒に対する分散度合がまちまちにならないので好ましい。粒子の安定性を考慮すると有機物を構成する炭素数が２〜８、より好ましくは３〜７、一層好ましくは４〜６であるのがよい。
【００５１】
上記のような有機物で被覆される粒子は、ナノ粒子（重複のため削除）とした場合にも、大気中で安定して存在することができるため、粉末として得ることができる。そうした形態をとる粒子は、従来のケーキ状あるいは分散液状にて提供されていた粒子と比較してきわめて使用しやすい粒子となる。
【００５２】
また取扱に便がよいため、第二の方法を用いて作成した粒子の表面も、総炭素数８以下の有機物で被覆しておくことが望ましい。こうした構成とした粒子とするには、一旦形成させた高分子イミンにより被覆された粒子に、総炭素数８以下の所望する有機物成分（主としてカルボン酸）を添加して置換することにより得ることができる。
【００５３】
＜粒子の製造法＞
（第一の方法による粒子の形成）
具体的に、第一の方法により粒子を析出させる場合、原料である金属の水溶液及び還元液を調整する調液工程、溶液の温度を上昇させる昇温工程、原料である金属水溶液を還元液に添加し反応を行う反応工程、液中の金属粒子（特に銀ナノ粒子）を成長させる熟成工程、濾過・水洗・分散を繰り返し余分な有機物質を除去する洗浄工程、及び乾燥により液中の水分を除去する乾燥工程、また必要に応じて置換工程を付加した工程群によってなる。
【００５４】
（調液工程）
第一の方法による調液工程は原料水溶液（以降、原料液という）と還元液を準備する工程からなる。原料液としては、水に溶解性のある銀塩、特に好ましくは硝酸銀を純水に溶解する。この時の銀濃度は、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下、一層好ましくは０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上１．０ｍｏｌ／Ｌ以下とする。あまりに濃度が薄すぎる場合には、反応効率が悪くなりすぎるので好ましくない。一方濃度が濃すぎる場合には、本発明の方法であれば反応が一度に進みすぎてしまい、粒子径が不均一になりすぎることがあるので好ましくない。
【００５５】
還元液は、水とアンモニア水と表面を被覆する有機物（特に好ましいのは有機酸）とヒドラジン水和水溶液とを混合したものとする。この時、還元剤は銀に対して当量以上、好ましくは銀に対して２当量以上とするのがよい。
【００５６】
ここで、前記ヒドラジン水和物とあるのは、還元剤として金属を還元可能なものであればよい。ヒドラジン水和物以外の還元剤、具体的には、ヒドラジン、水素化ホウ素アルカリ塩（ＮａＢＨ４など）、リチウムアルミニウムハイドライド（ＬｉＡｌＨ４）、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、Ｌ−アスコルビン酸、ヒドロキノン、没食子酸、ホルマリン、ホスフィン、グルコン酸やそれらの誘導体などを併用することもできる。
【００５７】
還元剤の添加量は金属に対する当量にして０．５〜９．０の範囲、好ましくは０．５〜８．０、一層好ましくは１．０〜７．０の範囲とすることが好ましい。０．５未満の場合、未還元の金属が残存する可能性があるので好ましくない。一方、９．０を超える場合は還元剤量が多くなり、反応が過剰に早くなり過ぎることがある。そのため、凝結粒子が増加し最終的に粒子径のバラつきが大きくなる可能性があるので好ましくない。
【００５８】
さらに、還元液の中に添加するアンモニア水は、表面を被覆する総炭素数８以下の有機物を溶解する溶解促進剤として働くので、作業の効率化の観点から見て添加することが好ましい。すなわち、アンモニア水の添加で有機物が溶けやすくなる。特に炭素数の多い有機物を利用する場合において、添加なき場合には有機物の溶解が生じがたいことから、アンモニア水の添加は必須である。
【００５９】
第一の方法において、金属ナノ粒子表面を保護する界面活性剤の金属成分に対するモル比は、界面活性剤／金属成分とすれば４．０以下、好ましくは０．１〜３．０、更に好ましくは０．３〜２．０の範囲とすればよい。ここで、４．０を超える場合は銀の周囲を被覆する保護剤が多すぎるものが得られる。このことは最終的に生成する銀組成物中において、不純物が多く残存する虞が高いことを示し、高純度の銀膜を得にくくなる虞があるので好ましくない。
【００６０】
（昇温工程）
上記原料液、還元液を共に加熱して、おおよそ４０〜８０℃にする。この時共に加熱するのは、後の工程で銀の還元反応を起こさせる際に、急激な温度差による事故を防止し、安全を確保するのに重要である。これは本反応は急激に進む反応であるので、出来る限り反応にばらつきが生じないよう注意を払う必要があるためである。なお、反応槽中の温度が前記温度範囲から外れると、４０℃未満では、金属の過飽和度が上昇し、核発生が促進されるため、微粒が多くなりやすい。８０℃超では、核発生は抑制されるが、粒子成長、粒子凝集が促進されやすい。
【００６１】
（反応工程）
原料液および還元液が設定の温度で安定させた後、還元液に原料液を添加して反応を一度に進める。この時出来るだけ均一に進めることが好ましく、スケール（製造規模）によっては加圧して反応を均一にしても良い。なお、反応中には出来るだけ液を均一な状態とするために、高速攪拌を行っても良い。
【００６２】
ここで、一挙に添加しないと溶液内が不均一系になり、核発生と粒子凝集が同時並行的に起こるようになり、結果的に粒度分布の大きな、不均一な銀ナノ粒子が得られることがある。したがって、ここでいう「一挙に添加する」とは、還元剤や保護剤の濃度若しくはｐＨ、温度といった反応要因が、硝酸銀水溶液の添加時期によって実質的に変化しない態様をいう。また、反応要因が硝酸銀水溶液の添加時期によって実質的に変化しない態様であれば、具体的方法は特に限定されるものではない。
【００６３】
（熟成工程）
反応液を混合した後、１０〜３０分程度攪拌を続け、粒子の成長を完結させる。このときの反応は、サンプリングした反応液に対し、ヒドラジン水和物を滴下することにより、未還元銀の反応が生じるかどうか確認することによって、終点を判断する。
【００６４】
（洗浄工程）
得られたスラリーについて濾過、あるいは遠心分離を行って、液中の生成物と母液を分離する。本発明に従う粒子は緩やかに凝集した形で得られるので、通常知られている濾過、あるいはスケールの大きな場合にはフィルタープレスといった方法であっても固液分離することが可能である。
【００６５】
そして、この濾過により固液分離をした後、余分な有機成分や還元剤あるいは硝酸根等を水洗により除去する。この濾過に関しては十分に水洗できればよい。水洗が十分であるか否かについては、例えば水洗後の液の導電率測定により確認する方法が採用できる。すなわち、水洗できていれば、液の導電率は下がるからである。
【００６６】
（乾燥工程）
得られた金属塊（銀塊）を、１００℃以下、好ましくは８０℃以下、一層好ましくは６０℃以下の温度条件に設定し、少なくとも０．５時間以上、好ましくは２時間以上、一層好ましくは６時間以上乾燥させる。この乾燥時には定温に保持した乾燥機中に入れ乾燥することも出来るが、真空乾燥としても良い。
【００６７】
（置換工程）
得られた有機物により被覆された金属粉末（被覆金属粉末）をイソプロピルアルコール等の溶媒に添加し攪拌したところに、置換する目的である有機物を溶解させた処理液を添加して、常温にて１〜６時間程度攪拌すれば、表面に存在する有機物を置換することができる。ここで、本発明に従う被覆金属粉末のような粒子であれば、置換対象物質であるカルボン酸と容易に置換することが可能となる。このような構成とすることで、所望の表面性状あるいは物性を有するような金属粉末を得ることができるようになる。
【００６８】
（第二の方法による粒子の形成）
第二の方法により粒子を得ようとする場合には、第一段階の高分子イミンにより被覆された銀ナノ粒子の形成する工程（この工程は、大別して原料の調液工程、反応工程からなる）と、第二段階として表面を被覆する高分子イミンを総炭素数８以下の有機物への置換する工程を経て形成させるという経路を通り形成させる。具体的には下記のようにして提供する。
【００６９】
（調液工程）
硝酸銀をはじめとする原料成分を水溶液中に溶解し、アンモニア水あるいはアンモニウム塩を添加することで、銀のアンミン錯体を形成させる。銀に対するアンモニウム基の配位数は２であることから、ここでのアンモニウム添加量は銀に対して２当量以上とするのがよい。これを錯体溶液と呼ぶ。
【００７０】
銀を還元する還元剤は、第一の方法で用いたもののいずれでも採用し得るが、とくにヒドラジン溶液を使用すると好適である。ヒドラジンは比較的処理手法が色々と検討されており、その種類を適宜選択することでニーズにあった処理方法を選択することが出来るためである。なお、還元液の調整時においては、存在する銀量に対して１当量以上とするのがよい。
【００７１】
高分子イミン化合物は、還元の時点で共存していればよいことから、還元前に銀原料液へ添加しておいてもよいし、還元液に添加しておいても構わない。添加量は液中の銀の質量に対して、０．１質量％以上の添加量とすればよい。
【００７２】
（反応工程）
こうして得られた錯体溶液と、上述の高分子イミンとが共存した環境下で還元剤を作用させることで高分子イミンが表面を被覆した銀ナノ粒子を得ることができる。還元剤（場合によっては高分子イミン化合物が共存している）の添加速度は可能な限り早いことが好ましく、１当量／分以上とするのがよい。これは、たとえば還元剤を銀に対して１当量比で設定した場合には、その還元剤が含まれる溶液を１分以内で添加混合することを示す。このとき反応を急速に進める観点から、攪拌を生じさせていても構わない。
【００７３】
（置換工程）
反応は急速に進むので、反応後１０分程度熟成させ反応を完結させた後、総炭素数８以下の有機物（主としてカルボン酸）を添加して、表面に形成された高分子イミンを置換する。なお、反応の完結の有無はたとえば、反応液の一部を抽出し、該溶液にベンシルを添加して反応が確認されるか否かで判断することができる。置換に用いる有機物は銀の存在量に対して０．０２当量以上の添加を行えばよい。置換物質添加後は１０分以上攪拌し、表面を被覆する高分子イミンを総炭素数８以下のカルボン酸の置換を行い、総炭素数８以下の有機物で被覆された平均一次粒子径２００ｎｍ以上の粒子を得ることができる。
【００７４】
こうして得られた銀ナノ粒子のスラリーは公知の濾過、水洗（スケールによってはフィルタープレスを用いる）後、乾燥処理を行うことで銀ナノ粒子粉末を得ることができる。
【００７５】
（ＢＥＴ値）
本発明に従う金属粒子粉末のＢＥＴ法で測定した比表面積は０．１〜６０ｍ２／ｇ、より好ましくは０．３〜５５ｍ２／ｇ、一層好ましくは０．５〜５０ｍ２／ｇである。この範囲に合致する金属粒子であれば、ペースト化する際の粘度調整が容易になるので好ましい。
【００７６】
次に本発明の金属粒子を用いたインク（以下「導電性ペースト」とも呼ぶ。）について説明する。
【００７７】
＜分散媒＞
導電性ペーストとしては、上述の銀ナノ粒子を分散媒に分散させることで得られる。この時に使用する分散媒は極性溶媒である。極性溶媒を選択することにより、蒸気圧が低く取扱に好適になる。
【００７８】
特に、熱硬化樹脂と相溶する性質を有するものを使用すればよいが、エステル系、エーテル系、ケトン系、エーテルエステル系、アルコール系、炭化水素系、アミン系などの有機溶剤を使用するのが好ましい。
【００７９】
具体例としては、水、オクタンジオールなどのジオール類、アルコール、ポリオール、グリコールエーテル、１−メチルピロリジノン、ピリジン、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テキサノール、フェノキシプロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、１−オクタノールなどがあげられる。
【００８０】
特に、導電性ペーストは、一般に印刷によって回路を形成するために使用されるので、印刷時の揮発性が低い高沸点溶剤を使用するのが好ましく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテート、オクタンジオールを使用するのがさらに好ましい。また、複数種類の溶剤を組み合わせて使用してもよい。この溶剤の量は、熱硬化樹脂と金属成分の総量に対して３０質量％以下であるのが好ましく、２５質量％以下であるのがさらに好ましく、２０質量％以下であるのが最も好ましい。
【００８１】
＜分散剤＞
本発明にかかる導電性ペーストには銀ナノ粒子粉末をほどよく分散させる分散剤を添加しても良い。本発明の金属粒子はもともと極性溶媒中に分散する表面特性を有するが、さらに分散剤を使用することで、導電性ペースト中では銀ナノ粒子の独立性を確保することができる。その性質としては、銀ナノ粒子表面と親和性を有するとともに分散媒に対しても親和性を有するものであればよく、市販汎用のものであってもよい。また、単独の種類のみならず、複数種類を併用使用しても構わない。この添加する際の量は、銀ナノ粒子の添加重量に対して６．０質量％以下、好ましくは３．０質量％以下、一層好ましくは１．０質量％以下である。
【００８２】
こうした性質を有する分散剤としては、脂肪酸塩（石けん）、α−スルホ脂肪酸エステル塩（ＭＥＳ）、アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＡＢＳ）、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）、アルキル硫酸塩（ＡＳ）、アルキルエーテル硫酸エステル塩（ＡＥＳ）、アルキル硫酸トリエタノールといった低分子陰イオン性（アニオン性）化合物、脂肪酸エタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（ＡＰＥ）、ソルビトール、ソルビタンといった低分子非イオン系化合物、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルピリジニウムクロリド、といった低分子陽イオン性（カチオン性）化合物、アルキルカルボキシルベタイン、スルホベタイン、レシチンといった低分子両性系化合物や、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ビニル化合物とカルボン酸系単量体の共重合体塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどに代表される高分子水系分散剤、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリアルキレンポリアミンといった高分子非水系分散剤、ポリエチレンイミン、アミノアルキルメタクリレート共重合体といった高分子カチオン系分散剤が代表的なものであるが、本発明の粒子に好適に適用されるものであれば、ここに例示したような形態のもの以外の構造を有するものを排除しない。
【００８３】
分散剤として、具体的名称を挙げると次のようなものが知られているが、上述の性質を有する場合には、本欄に記載のもの以外のものの使用を排除するものではない。たとえば、三洋化成株式会社製のビューライトＬＣＡ−Ｈ、ＬＣＡ−２５Ｈなど、共栄社化学株式会社製のフローレンＤＯＰＡ−１５Ｂなど、日本ルーブリゾール株式会社製のソルプラスＡＸ５、ソルスパース９０００、ソルシックス２５０など、エフカアディティブズ社製のＥＦＫＡ４００８など、味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーＰＡ１１１など、コグニクスジャパン株式会社製のＴＥＸＡＰＨＯＲ−ＵＶ２１など、ビックケミー・ジャパン株式会社製のＤｉｓｐｅｒＢＹＫ２０２０やＢＹＫ２２０Ｓなど、楠本化成株式会社製のディスパロン１７５１Ｎ、ハイブラッドＥＤ−１５２など、株式会社ネオス製のＦＴＸ−２０７Ｓ、フタージェント２１２Ｐなど、東亞合成株式会社製のＡＳ−１１００など、花王株式会社製のカオーセラ２０００、ＫＤＨ−１５４、ＭＸ−２０４５Ｌ、ホモゲノールＬ−１８、レオドールＳＰ−０１０Ｖなど、第一工業製薬株式会社製のエパンＵ１０３、シアノールＤＣ９０２Ｂ、ノイゲンＥＡ−１６７、プライサーフＡ２１９Ｂなど、ＤＩＣ株式会社製のメガファックＦ−４７７など、日信化学工業株式会社製のシルフェイスＳＡＧ５０３Ａ、ダイノール６０４など、サンノプコ株式会社製のＳＮスパーズ２１８０、ＳＮレベラーＳ−９０６など、ＡＧＣセイミケミカル社製のＳ−３８６などが例示できる。
【００８４】
＜樹脂＞
本発明にかかる導電性ペーストとしては、銀ナノ粒子粉末および分散媒に加えて、樹脂を加えることで樹脂型ペーストとすることが出来る。樹脂を添加することで、印刷後の形状維持性や、基材との接着性を高めることができる。添加されるべき樹脂は、広く知られている熱硬化型もしくは熱可塑型のいずれの樹脂も採用することが出来る。樹脂の添加量としては、銀ナノ粒子を合わせた総銀質量と樹脂の合計質量に対して２〜２０質量％、好ましくは２〜１５質量％の添加量とするのがよい。添加をする樹脂量が多すぎると、焼成後に樹脂が必要以上に配線中に残ってしまい、導電性にも多大な影響を与えるため好ましくない。一方添加量を少なくすると配線と基板との密着性が確保できないため、樹脂型（配線）ペーストとして利用するには、少なくとも２質量％程度の添加は必要である。
【００８５】
（熱可塑性樹脂）
本発明においては、知られている熱可塑性樹脂のいずれも使用することが出来るが、なかでも、アクリル樹脂やポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂を添加するのが好ましい、一般的に知られているものとして、次のようなものが知られているが、上述の性質を有する場合には、本欄に記載のもの以外のものの使用を排除するものではない。
【００８６】
ポリウレタン樹脂は、通常市販されている熱可塑性ウレタン樹脂であれば特に制限されることはない。例えば、ポリオール成分と有機ポリイソシアネートを必須成分とし、任意成分として鎖伸長剤、停止剤等を用いて重合させて得られる熱可塑性ウレタン樹脂といったものが挙げられる。
【００８７】
ここで、上記に用いられるポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リジンイソシアネート（ＬＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水添ＸＤＩ（Ｈ６−ＸＤＩ）、水添ＭＤＩ（Ｈ１２−ＭＤＩ）、トランスシクロヘキサン１，４−ジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタン、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）等やこれらの誘導体があげられ、なかでも、黄変性が少ない等の点で、ＨＤＩ、ＩＰＤＩ、Ｈ６−ＸＤＩ、Ｈ１２−ＭＤＩがより好適である。
【００８８】
また、上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、ポリオールとしての結晶性の低いものが好ましいと考えられる。具体的には、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリカーボネート（ＰＣＤ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリカプロラクトンポリエステル（ＰＣＬ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）等が例示できる。
【００８９】
アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル単位および／または（メタ）アクリル酸単位を構成単位として有する樹脂のことを指す。（メタ）アクリル酸エステルまたは（メタ）アクリル酸の誘導体に由来する構成単位を有しているようなものでもよい。
【００９０】
ここで、（メタ）アクリル酸エステル単位としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（メタ）アクリル酸クロロメチル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２，３，４，５，６−ペンタヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸２，３，４，５−テトラヒドロキシペンチル、２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル、２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸エチル、２−（ヒドロキシエチル）アクリル酸メチルなどの単量体に由来する構成単位のことをいう。
【００９１】
一方、（メタ）アクリル酸単位としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸、２−（ヒドロキシエチル）アクリル酸などの単量体に由来する構成単位のことをいう。
【００９２】
ポリエステル樹脂としては通常知られている樹脂のいずれも使用することが出来る。その製造方法を例示すると、低分子ジオールをポリカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体［酸無水物、低級アルキル（炭素数１〜４）エステル、酸ハライド等］との縮合重合により形成させたものや低分子ジオールを開始剤としてラクトンモノマーを開環重合したもの等を上げることが出来る。またこれらの２種以上の混合物を使用することも妨げない。
【００９３】
（熱硬化型樹脂）
本発明においては、知られている熱硬化性樹脂のいずれも使用することが出来る。具体例としては、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、イソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂などから選択することができる。ここでは、エポキシ樹脂とフェノール樹脂について説明する。
【００９４】
本発明にかかるエポキシ樹脂としては、塗膜の耐候性を改善する効果がある。具体的に、エポキシ樹脂としては、モノエポキシ化合物、多価エポキシ化合物のいずれか又はそれらの混合物が用いられる。ここでモノエポキシ化合物としては、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、パラ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、パラキシリルグリシジルエーテル、グリシジルアセテート、グリシジルブチレート、グリシジルヘキソエート、グリシジルベンゾエート等を挙げることができる。
【００９５】
多価エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラメチルビスフェノールＡＤ、テトラメチルビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラフルオロビスフェノールＡ等のビスフェノール類をグリシジル化したビスフェノール型エポキシ樹脂；ビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン等のその他の２価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４−（１−（４−（１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル）フェニル）エチリデン）ビスフェノール等のトリスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；１，１，２，２，−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン等のテトラキスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック、臭素化フェノールノボラック、臭素化ビスフェノールＡノボラック等のノボラック類をグリシジル化したノボラック型エポキシ樹脂等；多価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂、グリセリンやポリエチレングリコール等の多価アルコールをグリシジル化した脂肪族エーテル型エポキシ樹脂；ｐ−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸等のヒドロキシカルボン酸をグリシジル化したエーテルエステル型エポキシ樹脂；フタル酸、テレフタル酸のようなポリカルボン酸をグリシジル化したエステル型エポキシ樹脂；４，４−ジアミノジフェニルメタンやｍ−アミノフェノール等のアミン化合物のグリシジル化物やトリグリシジルイソシアヌレート等のアミン型エポキシ樹脂等のグリシジル型エポキシ樹脂と、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環族エポキサイド等が例示される。
【００９６】
上述のエポキシ樹脂の中でも、貯蔵安定性を高めるという観点から、多価エポキシ化合物が好ましい。多価エポキシ化合物のなかでも、生産性が圧倒的に高いので、グリシジル型エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくは、硬化物の接着性や耐熱性が優れることから、多価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂が好ましい。いっそう好ましくはビスフェノール型エポキシ樹脂であるのがよく、とりわけ、ビスフェノールＡをグリシジル化したエポキシ樹脂とビスフェノールＦをグリシジル化したエポキシ樹脂がよい。
【００９７】
また、樹脂の形態としては液状を呈しているものが好ましい。なお、エポキシ当量としては３００以下であることが好ましい。エポキシ当量が３００よりも大きい値になると、組成物が固形になり抵抗値が高くなるとともに使用する際に取扱が不便であるので好ましくない。
【００９８】
熱硬化性のフェノール樹脂としては、例えば、液状ノボラック型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン系フェノール樹脂、テルペン系フェノール樹脂、トリフェノールメタン系樹脂、フェノールアラルキル樹脂などが挙げられる。
【００９９】
＜その他、添加可能成分＞
分散剤に加えて、ペーストの安定性や印刷性を改善するための各種添加剤を添加しても良い。例えば、レベリング剤、粘度調整剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、ダレ防止剤などがあげられる。以上のような構成により金属粒子を主構成成分とする導電性ペーストを形成することが出来る。
【実施例】
【０１００】
＜実施例１＞
実施例に示す粒子の作製例として、ソルビン酸被覆の銀ナノ粒子を製造する例について示す。５００ｍＬビーカーへ硝酸銀（東洋化学株式会社製）１３．４ｇを純水７２．１ｇへ溶解させ、銀溶液を作製した。【０１０１】
続いて５Ｌビーカーに１．３４Ｌの純水を仕込み、窒素を３０分間通気させることで、溶存酸素を除去しつつ６０℃まで昇温させた。ソルビン酸（和光純薬工業株式会社製）１７．９ｇを添加した。そうしてから、ｐＨ調整のため２８％アンモニア水（和光純薬工業株式会社製）２．８２ｇを添加した。このアンモニア水添加により反応開始とする。これを撹拌しながら、反応開始５分経過後に含水ヒドラジン（純度８０％／大塚化学株式会社製）５．９６ｇを添加した。【０１０２】
反応開始９分経過後に、銀溶液を添加し反応させた。その後３０分熟成してソルビン酸で被覆された銀ナノ粒子を形成させた。その後Ｎｏ５Ｃのろ紙で濾過し、純水で洗浄して、銀ナノ粒子凝集体を得た。その凝集体を真空乾燥機にて大気中８０℃１２時間の条件で乾燥させ、銀ナノ粒子乾燥粉の凝集体を得た。【０１０３】
得られた粒子は、ＳＥＭ像による平均一次粒子径が６０ｎｍであり、ＢＥＴが６．５ｍ２／ｇの銀ナノ粒子粉末であることが確認された。そして、上述の表面性評価方法、すなわちｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）とエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加してｐＨ＝５となる量の硝酸量を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬとエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に０．５ｇの試料粉末を加えてから、上記量の０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を加えたときに指示されるｐＨ値はｐＨ＝４．９６であった。なお、この粉末を半年にわたって常温環境下で経時変化をＢＥＴ法による変化で確認したが１％未満の変化にとどまり、粒子間焼結が生じていないことが確認された。【０１０４】
加えて、上述の（１）式に基づく試料粉末から放出されるプロトン（Ｈ＋）の値は、１．１×１０１８（個／ｍ２）と算出された。分散性評価は目視によるもので○となる評価、グラインドゲージによる凝集粉の状況を確認すると５．０μｍ未満と確認され、インク状態とした際には、分散性に優れた粉末となっていることが確認された。特性等については表１にあわせて示す。【０１０５】
＜実施例２＞
反応温度を４０℃に変更した以外は実施例１と同様の操作を繰り返し、かつ実施例１と同様の評価を行った。得られた粒子は、ＳＥＭ像による平均一次粒子径が１００ｎｍであり、ＢＥＴが４．４ｍ２／ｇの銀ナノ粒子粉末であることが確認された。得られた物質の物性等の評価結果を表１に示す。なお、この粉末を半年にわたって４０℃環境下で経時変化をＢＥＴ法による変化で確認したが１％未満の変化にとどまり、粒子間焼結が生じていないことが確認された。【０１０６】
＜実施例３＞
実施例２により得られたソルビン酸で被覆された金属粉末２５ｇをソルミックス（混合アルコールの商品名）中に添加し、２５℃で攪拌しながら溶媒中でかき混ぜた。そこに、酢酸１０ｇをソルミックス１２５ｍｌ中に加えている処理液を添加することで、銀ナノ粒子の表面を被覆する有機物をソルビン酸から酢酸に置換した。なお、粒子表面の置換ができているか否かについてはＧＣ−ＭＳ（Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｇｒａｇｈ−Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ガスクロマトグラフ−質量分析計）を用いて、加熱によりガスを捕集し表面を構成する成分が交換されていることは確認している。得られた物質の物性等の評価結果を表１に示す。なお、この粉末を半年にわたって４０℃環境下で経時変化をＢＥＴ法による変化で確認したが１％未満の変化にとどまり、粒子間焼結が生じていないことが確認された。【０１０７】
＜実施例４〜１０＞
実施例３において置換する物質を、オクタン酸（実施例４）、マロン酸（実施例５）、ブタン酸（実施例６）、乳酸（実施例７）、プロピオン酸（実施例８）、ヘキサン酸（実施例９）、オレイン酸（実施例１０）とした以外は同様にして、実施例３の操作を繰り返し、かつ実施例１と同様の評価を行った。得られた物質の物性等の評価結果を表１に示す。なお、これらの粉末を半年にわたって４０℃環境下で経時変化をＢＥＴ法による変化で確認したが１％未満の変化にとどまり、粒子間焼結が生じていないことが確認された。【０１０８】
＜実施例１１＞
３００ｎｍ粒子の作製例として、ソルビン酸被覆の銀ナノ粒子を製造する例について示す。５Ｌビーカーへ硝酸銀（東洋化学株式会社製）３５．０ｇと硝酸銅二水和物（和光純薬工業株式会社製）０．０４ｇを純水３７００ｇへ溶解させ、銀溶液を作製した。【０１０９】
続いて、５００ｍＬビーカーに２００ｍＬの純水を仕込み、含水ヒドラジン（純度８０％／大塚化学株式会社製）４．５ｇとポリエチレンイミン（平均分子量約６００：和光純薬工業製）０．５４６ｇを混合し還元剤溶液を調整した。【０１１０】
銀溶液を６０℃まで昇温させた後、２８％アンモニア水（和光純薬工業株式会社製）４９．０６ｇを添加し銀のアンミン錯体を形成させた。このアンモニア水添加により反応開始とする。これを撹拌しながら、反応開始３分経過後還元剤溶液を添加した。【０１１１】
反応開始１３分経過後に、ソルビン酸（和光純薬工業株式会社製）を２３．１１ｇ添加し、さらに１０分熟成してソルビン酸で被覆された銀ナノ粒子を形成させた。その後Ｎｏ．５Ｃのろ紙で濾過し、純水で洗浄して、銀ナノ粒子凝集体を得た。その凝集体を真空乾燥機にて大気中８０℃１２時間の条件で乾燥させ、銀ナノ粒子乾燥粉の凝集体を得た。【０１１２】
得られた物質の物性等の評価結果を表１に示す。なお、これらの粉末を半年にわたって４０℃環境下で経時変化をＢＥＴ法による変化で確認したが１％未満の変化にとどまり、粒子間焼結が生じていないことが確認された。【０１１３】
＜比較例１＞
反応媒体兼還元剤としてイソブチルアルコール（和光純薬工業株式会社製特級試薬）３２．１ｇ、オレイルアミン（和光純薬工業株式会社製、分子量＝２６７）５５．３ｇ、銀化合物としての硝酸銀結晶（関東化学株式会社製）  ６．８９ｇを用意し、これらを混合してモーターに接続された攪拌羽根にて攪拌し、硝酸銀を溶解させた。この溶液を還流器のついた容器に移してオイルバスに載せ、容器内に不活性ガスとして窒素ガスを５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で吹込みながら、該溶液をモーターに接続された攪拌羽根により攪拌しながら１１０℃まで昇温した。１１０℃の温度で５時間の還流を行なった後、還元補助剤として２級アミンのジエタノールアミン（和光純薬工業株式会社製、分子量＝１０６）を４．３０ｇ添加した。その状態で１時間保持した後、反応を終了した。【０１１４】
反応終了後のスラリーを上澄みを除去できるデカント槽に移液して、一昼夜放置した。その後上澄みを除き、５００ｍＬビーカーに移液した後、メチルアルコールを２００ｍＬ添加して、マグネチックスターラーにて１時間攪拌した。【０１１５】
そののち２時間静置して、オレイルアミンで被覆された銀ナノ粒子の凝集塊を沈降させ、再度デカンテーションにより洗浄液と銀ナノ粒子の凝集塊を分離した。こうした洗浄作業を２回繰り返して、洗浄操作を完結させた。【０１１６】
こうして得られた粒子を、真空乾燥して洗浄溶媒を除くことで、オレイルアミンで被覆された金属ナノ粒子粉末を得た。得られた粒子は、ＴＥＭ像による平均一次粒子径が１０ｎｍであり、ＢＥＴが０．４５ｍ２／ｇの銀ナノ粒子粉末であることが確認された。そして、上述の表面性評価方法、すなわちｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加してｐＨ＝５となる量の硝酸量を、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに０．５ｇの試料粉末を加えてから、上記量の０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を加えたときに指示されるｐＨ値はｐＨ＝６．１８であった。【０１１７】
加えて、上述の（１）式に基づく試料粉末から放出されるプロトン（Ｈ＋）の値は、３．５×１０１９（個／ｍ２）と算出された。分散性評価は目視によるもので×となる評価、グラインドゲージによる凝集粉の状況を確認すると５．０μｍよりも大と確認され、インク状態とした際には、液になじまないような粉末となっていることが確認された。特性等については表１にあわせて示す。なお、この粉末を半年にわたって４０℃環境下で経時変化を確認したが、目視で判別できる程度に焼結が進んでいることが確認された。【０１１８】
【表１】
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【０１１９】
図３には、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときのブランク溶液の示すｐＨ値（基準ｐＨ値）と、試料粉末を０．５ｇ添加したｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬに対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときに示すｐＨ値（指示ｐＨ値）の相関を示した図を示す。横軸は基準ｐＨの値であり、縦軸は指示ｐＨの値である。本発明の表面特性の測定を行うと、図１のようなプロファイルを得る事ができた。本発明による極性溶媒に分散する金属粒子は、基準ｐＨが５の時に、指示ｐＨが６．０以下のものである。なお、図３で、基準ｐＨ５の時の指示ｐＨは、基準ｐＨ５．０の前後の測定値からｐＨ］５．０の時の値を補間して求める。図３では、基準ｐＨ５．０の前後のデータを補完した直線を二点鎖線で示した。【０１２０】
また、図４には、ｐＨ＝１１の水酸化カリウム溶液１００ｍＬ（ブランク溶液）とエチルアルコールを１０ｍＬ混合した溶液に対して、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硝酸を添加したときのブランク溶液の示すｐＨ値（基準ｐＨ値）と、式（１）で算出される粒子から放出／吸着されるプロトン量（個／ｍ２）との相関を示した図を示す。横軸は基準ｐＨの値であり、縦軸は（１）式で求めたプロトン量（個／ｍ２）を示す。本発明の極性溶媒に分散する金属粒子は、基準ｐＨが５の時に、放出されるプロトン（Ｈ＋）が３．０×１０１９（個／ｍ２）以下（直線１２より下）である。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明により、極性溶媒への再分散性に優れた金属粒子粉末、及びその金属粒子含有組成物を用いたペースト等を得ることができるため、該微小銀ナノ粒子含有組成物又は分散液を用いる各用途に好適に利用することができる。例えば、ＦＰＤ・太陽電池・有機ＥＬ用の電極形成、ＲＦＩＤの配線形成、また微細なトレンチ、ビアホールコンタクトホールなどの埋め込みなどの配線、車や船の塗装用色材、医療、診断、バイオテクノロジー分野での生化学物質を吸着させるキャリア、抗菌作用を利用した抗菌塗料、触媒、導電性接着剤、樹脂との混合により導電性ペーストやそれを用いたフレキシブルプリント回路、高屈曲性シールド、コンデンサ等といった各用途に利用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１    流動電位自動滴定装置
２    タンク
３    ｐＨ計
４    硝酸水溶液の滴定装置
５    窒素ガスの導入管
６    マグネチックスターラー
７    撹拌子
８    交流磁界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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