(57)【要約】【解決手段】本発明は、金属ナノ粉末を含む導電性インクを製造するための新規且つ低コストな方法を開示する。前記方法は、（ｉ）溶媒中で、金属ナノ粉末と、結合剤、界面活性剤、添加剤、重合体、緩衝剤、分散剤及び／又はカップリング剤から選択される少なくとも１つと、を均質な溶液となるように混合し、（ii）前記ステップ（ｉ）において均質化された混合物を、被覆すべき表面に塗布し、（iii）前記均質化された混合物から前記溶媒を蒸発させるステップと、最後に（iv）前記表面の上で、５０℃乃至３００℃の温度範囲で被覆層を焼結し、０．００５Ω／スクエア乃至５Ω／スクエアの抵抗値を特徴とする導電性インクを与える、４つのステップを備えてなる。本発明は、とりわけ常圧で低温焼結を施すステップを含むプロセスにより得られる金属ナノ粉末を含む導電性インクも開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ナノ粉末を含む導電性インクを製造する方法であって、
（ｉ）溶媒中で、金属ナノ粉末と、結合剤、界面活性剤、添加剤、重合体、緩衝剤、分散剤及び／又はカップリング剤から選択される少なくとも１つと、を均質な溶液となるように混合するステップと、
（ii）前記ステップ（ｉ）において均質化された混合物を、被覆すべき表面に塗布するステップと、
（iii）前記均質化された混合物から前記溶媒を蒸発させるステップと、
（iv）０．００５Ω／スクエア乃至５Ω／スクエアの抵抗値を有する導電性インクを生成すべく、前記表面の上で、５０℃乃至３００℃の温度範囲で被覆層を焼結するステップと、
を備えてなる。
【請求項２】
前記焼結するステップは、およそ５０℃の温度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記焼結するステップは、０．５時間乃至２時間行われる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属ナノ粉末は、
金属ナノ粉末と、
金属ナノ粉末及び金属コロイド類の組み合わせと、
金属ナノ粉末、並びに、被還元性金属塩（metal reducible salt）及び／又は有機金属錯体類及び／又は分解して導電性材料を形成する有機金属化合物類、の組み合わせと、
からなる群の少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記混合された溶液における前記金属ナノ粉末の濃度は１重量％乃至７０重量％である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記混合された溶液における前記金属ナノ粉末の濃度は２重量％乃至５０重量％である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記混合された溶液は、有機溶媒又は有機溶媒混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記混合された溶液は、有機溶媒又は有機溶媒混合物と、紫外光及び熱による硬化性の単量体と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記混合された溶液における前記有機溶媒又は前記有機溶媒混合物の濃度は２０重量％乃至８５重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合された溶液における前記有機溶媒又は前記有機溶媒混合物の濃度は４０重量％乃至８０重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶媒は、石油エーテル、ヘキサン、ヘプタン類、アクリル酸塩類、トルエン、ベンゼン、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ニトロメタン、ジブロモメタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンからなる群のうちの少なくとも１つ、又は、これらの何れかの混合物から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記混合された溶液における前記結合剤の濃度は０重量％乃至５重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結合剤はエチルセルロース及び／又は変性尿素から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記被覆すべき表面は、ガラス、可撓性又は比較的非可撓性を有する高分子フィルム類又はシート類、ポリエチレン製品類、ポリプロピレン、アクリル酸含有製品類、ＰＭＭＡ、これらの共重合体、又はこれらの何れかの組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記高分子フィルムは、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリカーボネート類、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらの共重合体からなる群の少なくとも１つ、又は、これらの何れかの組み合わせを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記被覆すべき表面をコロナ処理及び／又はプライマの被覆により処理するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記プライマは、３-アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、グリシジルトリメトキシシラン、市販のＴｗｅｅｎ製品類、Ｔｗｅｅｎ−８０、ネオアルコキシトリチタン酸（リン酸チタン酸ジオクチルプロピル）からなる群の少なくとも１つ、又は、これらの何れかの組み合わせから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ナノ粉末は、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、又はこれらの何れかの組み合わせから選択される金属又は金属混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
金属を含む前記ナノ粉末は、金属コロイド類、又は、被還元性金属塩及び／又は有機金属錯体類及び／又は分解して導電性材料を形成する有機金属化合物類、と混合される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記均質化された溶液において水溶性重合体が得られるように、触媒及び／又は酸化剤及び／又は還元剤の下で単量体を重合させるステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
被覆すべき表面に対する前記均質化された混合物の塗布は、ただの塗布、バースプレッディング（bar spreading）、浸漬（immersing）、スピンコーティング、ドーピング及び／又はディッピングから選択される方法により行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
被覆すべき表面に対する前記均質化された混合物の塗布による前記被覆層は１ミクロン乃至２００ミクロンの濡れ厚（wet thickness）を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記焼結するステップは常圧で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
焼結に先立って、導電性が発現する温度がより低くなるように前記粉末を洗浄するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
常圧で低温焼結するステップをとりわけ備えたプロセスにより得られる金属ナノ粉末を含む導電性ナノインク。
【請求項２６】
請求項１乃至２４の方法により得られる金属ナノ粉末を含む導電性ナノインク。
【請求項２７】
所定パターンで印刷又は被覆される請求項２５に記載の導電性ナノインク。
【請求項２８】
自己組織化された、請求項２５に記載の導電性ナノインク。
【請求項２９】
耐引っかき性、接着性向上、又はこれらの組み合わせから選択される、表面の後処理に特に適合された、請求項２５に記載の導電性ナノインク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温焼結導電性ナノインク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属ナノ粉末材料は、少なくとも一方向の寸法が数ナノメートル（標準的には１〜１００ナノメートル）のオーダーの粒度を有する単相又は多相の多結晶である。通常の多結晶材料における粒界はその体積の１％未満に相当するのに対して、ナノ構造材料における粒界はその体積の５０％も占め得ることが良く知られている。かくして、ナノ粒子、特に金属ナノ粒子は、これらの寸法と、粒子中の原子の大部分が粒子表面、又は粒子及び粒の境界にあるという事実と、に直接関係する非常に特殊な性質を有している。これらの性質には、光学的性質、拡散の性質、キャパシタンス、インピーダンス、及びレジスタンス（抵抗）のような電気的性質、触媒活性、並びに他の多くの性質が含まれる。
【０００３】
改良されたこれらの性質は、化学反応用触媒、電極、燃料電池、医療機器、浄水技術、電子装置、被覆物等の広範囲の用途や応用を有している。
【０００４】
優れた電気伝導度を特徴とした被覆物用であるナノインク及びナノ粉末は、アンテナ、スマートタグ、表示パネル、プリント基板、チップ等に有用であるが、これらに限定されるものではない。
【０００５】
ナノ粒子の焼結ステップに関しては文献に幾つかのヒントがある。この技術の殆どは、それぞれ高い温度範囲における焼結を示唆している。かくして、Cochran, Jr.等の特許文献１では、とりわけ、（i）金属の前駆体である非金属性ナノ粉末を含む出発物質を結合させるステップと、（ii）自立し支承されていない形状に出発物質を成形して、所定構造をなす非金属物を製造するステップと、（iii）非金属物の所定構造を略保持しつつ、この非金属物を還元剤で化学的に金属物に変換するステップと、（iv）前記非金属物の所定構造を略保持しつつ、前記金属物を５００℃乃至１４５０℃で焼結して、より高密度の金属物を生成するステップと、の４つを含む成形金属物を生成するプロセスが開示されている。同様に、Pechnik等の特許文献２では、高圧及び極低温を用いてナノサイズ粒子から高密度成形体を製造する方法が開示されており、この方法では、焼結ステップは１０００℃乃至１５００℃の温度範囲で適用されている。
【０００６】
Kear等の特許文献３では、別の手法が開示され、低温だが非常な高圧を及ぼすことによりナノ結晶性セラミック物を製造する方法が提案されている。かくして、この方法は、（i）準安定構造を有し緩く塊状化したセラミックナノ粉末を合成するステップと、（ii）セラミックナノ粉末を成形体に成形するステップと、次に、（iii）３ＧＰａ乃至５．５ＧＰａの圧力と、セラミックナノ粉末の融点のおよそ０．６倍以下の温度とでセラミックナノ粉末成形体を焼結して、前記ナノ結晶性の物質を生成するステップと、を備えている。
【特許文献１】米国特許第６，５８２，６５１号公報
【特許文献２】米国特許第５，１４７，４４６号公報
【特許文献３】米国特許第６，３９５，２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ナノ粒子及び特に導電性ナノインク粉末を低温及び常圧で焼結するための有用且つ低コストな方法は、このように、産業上強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主要な目的は、金属ナノ粉末を含む導電性インクを製造するための有用且つ新規な方法を提供することにある。前記方法は、とりわけ以下の４つのステップを備えてなる。即ち、（i）溶媒中で、金属ナノ粉末と、結合剤、界面活性剤、添加剤、重合体、緩衝剤、分散剤及び／又はカップリング剤から選択される少なくとも１つと、を均質な溶液となるように混合するステップと、（ii）前記ステップ（i）において均質化された混合物を、被覆すべき表面に塗布するステップと、（iii）前記均質化された混合物から前記溶媒を蒸発させるステップと、最後は最も重要であるが 、（iv）前記表面の上で、５０℃乃至３５０℃の温度範囲で被覆層を焼結し、０．００５Ω／スクエア乃至５Ω／スクエアの抵抗値を特徴とする導電性インクを与えるステップと、である。前記焼結は常圧（例えば略大気圧）で行われるのが好ましい。
【０００９】
前記焼結するステップがおよそ５０℃の温度で行われることは本発明の範囲内である。代わりに又は更に、前記焼結するステップが０．５時間乃至２時間行われることは本発明の範囲内である。
【００１０】
本発明はまた、前記金属ナノ粉末が、金属ナノ粉末と、金属ナノ粉末及び金属コロイド類の組み合わせと、金属ナノ粉末、並びに、被還元性金属塩（metal reducible salt）及び／又は有機金属錯体類及び／又は分解して導電性材料を形成する有機金属化合物類、の組み合わせと、からなる群の少なくとも１つから選択される、前述した方法に関する。前記混合された溶液における前記金属ナノ粉末の濃度は１重量％乃至７０重量％であってもよい。より特定すれば、前記混合された溶液における前記金属ナノ粉末の濃度は２重量％乃至５０重量％であってもよい。
【００１１】
前記混合された溶液は、紫外光及び熱による硬化性の単量体を有する有機溶媒又は有機溶媒混合物を含む。また、前記混合された溶液における前記有機溶媒又は前記有機溶媒混合物の濃度は２０重量％乃至８５重量％であってもよい。最も特定すれば、この範囲は４０重量％乃至８０重量％である。
【００１２】
前述した溶媒は、石油エーテル、ヘキサン、ヘプタン類、トルエン、ベンゼン、アクリル酸塩類、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ニトロメタン、ジブロモメタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンからなる群のうちの少なくとも１つ、又は、これらの何れかの混合物から選択されることが好ましい。前記混合された溶液における前記結合剤の濃度は０重量％乃至５重量％であることが好ましい。前記結合剤はエチルセルロース及び／又は変性尿素（modified urea）から選択されることが好ましい。
【００１３】
また、前記被覆すべき表面が、セラミック、ガラス、可撓性又は比較的非可撓性を有する高分子フィルム類又はシート類、ポリイミド類、ケプトン（kepton）、ポリエチレン製品類、ポリプロピレン、アクリル酸含有製品類、メタクリル酸ポリメチル類（例えば、ＰＭＭＡ又はPerspex（商標））、これらの共重合体又はこれらの何れかの組み合わせ、又は印刷可能な基板から選択されることは本発明の範囲内である。
【００１４】
より特定すれば、前記高分子フィルムは、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリカーボネート類、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらの共重合体からなる群の少なくとも１つ、又は、これらの何れかの組み合わせを含む。
【００１５】
前記方法が、前記被覆すべき表面をコロナ処理及び／又はプライマの被覆により処理するステップを更に備えることも本発明の範囲内である。このようなプライマは、３-アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、グリシジルトリメトキシシラン、市販のＴｗｅｅｎ（商標）製品類、Ｔｗｅｅｎ−８０（商標）、ネオアルコキシトリチタン酸（リン酸チタン酸ジオクチルプロピル）からなる群の少なくとも１つ、又は、これらの何れかの組み合わせから選択されてもよい。
【００１６】
前記ナノ粉末が、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、又はこれらの何れかの組み合わせ、或いは何れか他の導電性金属から選択される金属又は金属混合物を含むことも本発明の範囲内である。更に又はその代わりに、前記金属は、金属コロイド類と混合したり、金属ナノ粉末並びに被還元性金属塩及び／又は有機金属錯体類及び／又は分解して導電性材料を形成する有機金属化合物類の組み合わせと混合したりする。
【００１７】
前述した方法は、前記均質化された溶液において水溶性重合体が得られるように、触媒及び／又は酸化剤及び／又は還元剤の下で単量体を重合させるステップを備えてもよい。被覆すべき表面に対する前記均質化された混合物の塗布（スプレッディング、展布）は、ただの塗布（スプレッディング）、バースプレッディング（bar spreading）、浸漬（immersing）、スピンコーティング、ドーピング及び／又はディッピングから選択される方法により行ってもよい。また、被覆すべき表面に対する前記均質化された混合物の塗布（スプレッディング）による前記被覆層は、１ミクロン乃至２００ミクロンの濡れ厚（wet thickness）を特徴としてもよい。
【００１８】
とりわけ常圧で低温焼結を施すステップを含むプロセスにより得られる金属ナノ粉末を含む有用な導電性インクを提供することは本発明の更にもう１つの目的である。
【００１９】
所定パターンで印刷又は被覆された上記の導電性ナノインクを提供することと、自己組織化された導電性ナノインクを提供することと、は更に本発明の範囲内である。特に、耐引っかき性、接着性向上、又はこれらの組み合わせから選択された、表面の後処理に特に適合された導電性ナノインクを提供することは本発明の範囲内である。
【００２０】
上記の何れかで定義された方法で得られる金属ナノ粉末を含む有用な導電性インク（例えば、０．００５Ω／スクエア乃至５Ω／スクエアの抵抗値を特徴とするナノ粉末）を提供することが本発明の最終目的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を理解し、それが実際にどのように実施されるのかを理解するために、添付図面を参照しつつ、非制限的な例のみに基づき好ましい実施形態を説明する。
【００２２】
以下の説明は、本発明の全ての部分に渡り、当業者が本発明を実施可能となるように提供され、本発明の実施に際して発明者が最良と思う方法を示している。しかし、本発明の包括的原理は、特に、低温焼結導電性ナノインク及びこの製造方法に対して定義されているので、種々の変形例が存在することは当業者には明らかである。
【００２３】
金属ナノ粉末を含む導電性被覆物及びインク（即ち、被覆物又はインク）の製造に有用で新規な低温焼結方法をここで説明する。本発明により、予め分散させたインク、溶液、又はペーストで或る基板を被覆することにより、低コストな、ナノ導電性材料及び／又は導電性及び透明性を有する被覆物を製造できる。
【００２４】
「被覆（coating）」という用語は、本発明では、以下の如く製造されていれば、導電性を有する層の如何なるものをも指す。即ち、溶媒中の金属ナノ粉末を、均質化された溶液が得られるように、結合剤、界面活性剤、添加剤、重合体、緩衝剤、分散剤及び／又はカップリング剤からなる群から選んだ少なくとも１つの成分と混合し、次に５０℃乃至３００℃の低温で焼結するという手順の製造である。
【００２５】
「インク」という用語は、本発明では、金属又は金属類のナノ粉末、特に材料を着色するために提供される乳濁液ベースの組成物を含むインクであれば如何なるインクをも指す。或いは、「インク」という用語は、プリント基板上に印刷するのに適したレジェンドインク（マーキングインク）を指す。
【００２６】
より特定すれば、「インク」という用語は、本発明では、以下の如く製造されていれば、導電性を有する局所的パターン（topical pattern）の如何なるものをも指す。即ち、溶媒中の金属ナノ粉末を、均質化された溶液が得られるように、結合剤、添加剤、重合体、緩衝剤、分散剤及び／又はカップリング剤からなる群から選んだ少なくとも１つの成分と混合し（前記溶液は、水又は水溶性溶媒又は水溶性溶媒混合物とＷ／Ｏ型乳濁液が得られるように混合してもよいが必須ではない）、被覆しようとする表面上で、上記で得た均質化された混合物を塗布（スプレッディング）又は印刷し、その位置に自己組織化（自己集合）ネットワーク様パターンが生成されるか、又は、印刷されたパターン又は完全な被覆が形成されるように、その均質化された混合物から溶媒を蒸発させ、次に導電性ナノインクが得られるように、５０℃乃至３００℃の低温でネットワーク様パターンを焼結する、という手順で製造したパターンのことである。
【００２７】
インク類（例えば、インクペースト、インク、溶液、被覆物）は、本発明によれば、特に、透明な基板の中又はその上で使用するように適合させることもできる。前述したインクは、固体又は半固体のマトリックスの上又は中で、或いは、他のなんらかの適当な方法によって、可撓性、半可撓性、又は剛性を有する材料を含む高分子マトリックスやガラス等の上で、被覆、覆い（covering）、浸漬（長時間浸漬）、ディッピング（短時間浸漬）、及び／又はトラップするように適合されている。
【００２８】
本発明は、金属ナノ粉末及びインク（即ち、Ｄ５０＜６０ｎｍ及びＤ９０＜１００ｎｍを特徴とする導電性重合体、導電性金属及び酸化物）の新規な性質を開示する。これらの性質により、ここで定義されたナノ粉末は、高分子フィルムやプラスチック等の基板上でのフレキシブル電気回路の工業規模の製造を実現することができるようになる。
【００２９】
本発明の１つの実施形態では、バルクの材料よりもはるかに広い表面積を有し、特殊な拡散の性質を特徴とし、比較的低温及びより低いエネルギー入力で連続的な導電相を形成すべく加工可能な、ナノサイズの粒子及び粒を提供する。
【００３０】
本発明のもう１つの実施形態では、基板を金属ナノ粉末又はインクで被覆する。或いは、本発明のもう１つの実施形態では、基板を溶液又はペーストで被覆する。ここで、金属ナノ粉末が分散されて、０．００５Ω／スクエア乃至５Ω／スクエアの抵抗値を特徴とする導電相が得られるようにおよそ５０℃好ましくはおよそ１００℃乃至２２０℃の低温で焼結される。
【００３１】
これらの抵抗値は、比抵抗値２．１×１０−５Ω・ｃｍ乃至６．６×１０−４Ω・ｃｍに匹敵する。得られた比抵抗値で最も低いものは、我々の系で測定されたバルクの銀の場合のおよそ１．５倍高いだけである。市販の技術及び文献に引用されている技術では、導電相を形成するのに、３００℃を超えて通常９００℃に近い焼結温度が必要である旨が示唆されているのに対して、本発明は、２５０℃より低い温度、及び／又は、プラスチックや重合体等の柔軟な材料のＴｇ（ガラス転移温度）又は融点より低い温度、で焼結する新規な方法を開示する。
【００３２】
本発明のもう１つの実施形態では、スクリーン印刷、手動塗布機及び手動スプレッディング、リソグラフィ、インクジェット印刷、オフセット印刷、充填粉砕分配機（fill and mill dispensing machine）、スピンコーティング、及びスプレイコーティングの中から選択される有用な印刷技術を提供するが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
かくして、本発明のもう１つの実施形態では、殆どどのような基板も被覆可能である。より特定すれば、これらの基板は、ガラス、ポリカーボネート、高分子フィルム、又はこれらの何れかの組み合わせから選択されるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
以下、各方法の配合例を説明する。これらは代表例にすぎず、本発明がカバーする広い範囲の可能性を証明するためにここで述べられるものである。本発明により、我々は金属ナノ粉末類の特殊な性質を利用できる。また、ここで説明する実施例の配合は、異なる結合剤、溶媒、金属粉末、添加剤、重合体、緩衝剤、界面活性剤、分散剤及び／又はカップリング剤についても同様に作成可能と認められる。しかし、やはり本発明による、導電性を有し小粒径（Ｄ９０＜０．１μｍ）であるという特徴を持つナノ粉末金属及び／又はナノ粉末金属塩が特に好ましい。実施例の濃度は、粘性並びに被覆された基板の抵抗値及び透過性を制御するように調節可能である。
【００３５】
抵抗値をオームの法則Ｖ＝Ｉ・Ｒで計算することは本発明の範囲内である。ここで比抵抗値ρはＲ・（Ｈ・Ｗ／Ｌ）、Ｈは粉末の層の厚さ、Ｗは層の幅、Ｌは層の長さであり、また相対抵抗値は（Ｒ０−Ｒ)／Ｒ０に等しく、Ｒ０は試料の初期抵抗値である。
【００３６】
［実施例１］
（乾燥した、銀の金属ナノ粉末）
ナノサイズの粉末を含む種々の粒度の銀粉末を、本願明細書中に参考として提示されている米国特許第５,４７６,５３５号公報に記載されている手順で製造した。この粉末を有機材料とともに被覆し脱塊状化させた（de-agglomerated）。クールター粒度分析計（Coulter particle Size Analyzer）ＬＳ２３０型で測定したこれらの粉末の体積粒度分布を表１に示す。
【００３７】
2005531679.tif 000002
【００３８】
これらの粉末の電気抵抗を、異なる焼結プロセス毎に測定した（表２及び表３参照）。
【００３９】
図１は、界面活性剤で被覆された銀ナノ粉末（１）と、界面活性剤が洗い落とされた銀ナノ粉末（２）との相対抵抗の変化を示す。図２は、我々の測定系における、種々の粒度の銀粉末の比抵抗と、測定したバルクの銀の比抵抗との温度依存性を示す。
【００４０】
試料１、２、及び３はナノ銀粉末であり、試料４及び５は２．５μｍ（Ｄ９０）より大きい粒度を有する粗い銀粉末である。図からわかるように、ナノ銀粉末は、より低温においてより良い導電性を達成している。被覆物が洗浄されたナノ銀粉末は、被覆された粉末でのおよそ２２０℃、及び、粗い銀粉末での７００℃を超える温度と比べて、およそ１００℃というより低い温度で同じ性能を示す。
【００４１】
2005531679.tif 000003
［実施例２］
＝＝＝乾燥した、銅の金属ナノ粉末＝＝＝
ナノサイズの粉末を含む種々の粒度の銅粉末を、本願明細書中に参考として提示されている米国特許第５,４７６,５３５号公報に記載されている手順で製造した。この粉末を有機材料とともに被覆し脱塊状化させた。クールター粒度分析計ＬＳ２３０型で測定したこれらの粉末の体積粒度分布を表４に示す。
【００４２】
2005531679.tif 000004
【００４３】
これらの粉末の電気抵抗を異なる焼結プロセス毎に測定した。図３は、我々の測定系における、種々の粒度の銅粉末の比抵抗と、測定したバルクの銅の比抵抗との温度依存性を示す。
【００４４】
［実施例３］
＜＜＜配合物における金属ナノ粉末＞＞＞
配合物は、印刷及び／又は被覆プロセスを容易にするインク又はペーストであり、下で説明する一般的手順に従って調製した。導電性添加剤（金属ナノ粉末、塩、及び／又はコロイド）が良く分散するように注意しなければならない。  
３つのインク／ペースト系を試験した。３つの系全てが低い焼結温度で導電性被覆物を生成することがわかった。これらの系は、配合のコンセプト、及び、導電性につながる主要な成分において異なることが見出された。これらの系の主要な成分は、１）金属ナノ粉末、２）金属コロイドを有する金属ナノ粉末、３）被還元性金属塩を有する金属ナノ粉末である。  
各方法の配合物の例を下に示す。これら３つの系の抵抗の結果を表５に示す。
【００４５】
＜＜＜系１（前述した）配合物Ｐ００１０＞＞＞
溶媒（例えば、テルピノール）に対して、結合剤（例えば、エチルセルロース）を、１３％（ｗ／ｗ）となるように混合する。次に、上で得られた溶液２５重量部に対して、導電性ナノ粉末金属（例えば、銀ナノ粉末）（Ｄ９０＜０．１μｍ）５０重量部、テルピノール２０重量部、及びカップリング剤（例えば、チタン酸イソプロピルジオレイック（ジオクチルホスファト）、市販のＮＤＺ−１０１  ＫＲＴＴＳとしても知られる）１重量部、を高速回転ホモジナイザで混合する。
【００４６】
＜＜＜系２（前述した）配合物Ｃｌ２１＞＞＞
コロイド状銀１２重量部、例えば接着促進剤である結合剤（例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ））２．５重量部、水３２重量部、を超音波エネルギー及び／又は高速回転分散装置により強く攪拌する。  
次に、導電性ナノ粉末金属（例えば、銀ナノ粉末）（Ｄ９０＜０．１μｍ）１４重量部、溶媒（例えば、エタノール）３９．５重量部、を高速回転ホモジナイザで混合する。最後に、十分に混合及び攪拌しつつ前記第一の混合物に前記第二の混合物を混合する。
【００４７】
＜＜＜系３（前述した）配合物Ｃｌ１６＞＞＞
ギ酸銀塩１重量部、分散剤（例えば、トリオクチルホスフィンオキサイド、ＴＯＰＯ）２重量部、溶媒（例えば、酢酸エチル）８０重量部、を、およそ６０℃で全ての成分が溶解するまで混合する。次に、得られた褐色の溶液に対して、導電性ナノ粉末金属（例えば、銀ナノ粉末）（Ｄ９０＜０．１μｍ）１７重量部を高速回転ホモジナイザで混合する。
【００４８】
2005531679.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】界面活性剤で被覆された銀ナノ粉末（１）及び界面活性剤が洗い落とされた銀ナノ粉末（２）の相対抵抗の変化を示す図である。
【図２】我々の測定系における、種々の粒度の銀粉末の比抵抗と、測定したバルクの銀の比抵抗との温度依存性を示す図である。
【図３】我々の測定系における、種々の粒度の銅粉末の比抵抗と、測定したバルクの銅の比抵抗との温度依存性を示す図である。
【図１】
2005531679.tif 000006
【図２】
2005531679.tif 000007
【図３】
2005531679.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月11日(2005.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を製造する方法であって、
（ａ）ナノ粒子を含む組成物を用意するステップと、
（ｂ）前記組成物を基材の表面に塗布するステップと、
（ｃ）前記基材の前記表面の上に前記ナノ粒子を含む導電性ネットワークを形成するために、前記ナノ粒子を３００℃以下の温度で焼結するステップと、
を備える。
【請求項２】
前記導電性ネットワークを形成するために、前記ナノ粒子を２５０℃以下の温度で焼結するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性ネットワークを形成するために、前記ナノ粒子を５０℃以下の温度で焼結するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性ネットワークを形成するために、前記ナノ粒子を５０℃乃至３００℃の温度で焼結するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワークの電気抵抗が５Ω／スクエア以下である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ネットワークの電気抵抗が０．００５Ω／スクエア以下である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記組成物は液体担体を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記液体担体は水性液体を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記液体担体は有機系液体を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機系液体は、石油エーテル、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ベンゼン、アクリル酸塩類、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ニトロメタン、ジブロモメタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナノ粒子は、前記組成物の全重量ベースで１重量％乃至７０重量％の範囲の量で存在する、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ナノ粒子は、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される金属元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ナノ粒子は、（ａ）アルミニウム及び金属を含む合金を生成するステップと、（ｂ）前記アルミニウムを除去するために、前記合金を浸出剤で処理するステップと、を有するプロセスで調製される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ナノ粒子のＤ９０値が０．１μｍ未満である請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記組成物は、重合体類、結合剤類、界面活性剤類、分散剤類、カップリング剤類、紫外光硬化性単量体類、熱硬化性単量体類、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される薬剤を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記組成物は、金属コロイド類、被還元性金属塩類（reducible metal salts）、有機金属錯体類、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、導電性を高める薬剤を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記基材は、ガラス基材類、剛性高分子基材類、可撓性高分子基材類、セラミック基材類、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記組成物を前記基材にインクジェット印刷により塗布するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記組成物を前記基材の前記表面に所定パターンに従って塗布するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法により製造される物品。
【国際調査報告】
2005531679.tif 000009
2005531679.tif 000010