(57)【要約】【課題】導電性に優れた繊維状銅微粒子膜が作製できる繊維状銅微粒子分散液の製造方法を提供する。【解決手段】繊維状銅微粒子、および、還元剤またはポリオールを含む分散液を加熱することを特徴とする繊維状銅微粒子分散液の製造方法、および、前記記載の製造方法によって得られることを特徴とする繊維状銅微粒子分散液、および、前記記載の繊維状銅微粒子分散液から形成させたことを特徴とする導電膜。本発明によれば、導電性に優れた繊維状銅微粒子分散液の製造方法を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状銅微粒子、および、還元剤またはポリオールを含む分散液を加熱することを特徴とする繊維状銅微粒子分散液の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法によって得られることを特徴とする繊維状銅微粒子分散液。
【請求項３】
請求項２記載の繊維状銅微粒子分散液から形成させたことを特徴とする導電膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維状銅微粒子分散液の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅微粒子は導電性に優れ、導電性に優れる銀と比較すると、イオンマイグレーションが起こりにくく、安価な材料であることから、導電性コーティング剤などの原料として広く用いられている。このような導電性コーティング剤は、プリント配線板などにおいて各種印刷法を用いて回路を形成するための材料や、各種の電気的接点部材などとして幅広く利用されている。
【０００３】
銅微粒子を導電材とする導電性コーティング剤は、銅微粒子の焼結などを目的とした焼成や還元が必要となるため、ポリマー基板には不適であるという問題があった。そのため、焼結を不要とする繊維状銅微粒子が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、繊維状銅微粒子を、ヒドラジン、界面活性剤、アルコールなどを組み合わせた分散液が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７１８８５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の繊維状銅微粒子分散液を用いて膜を作製しても、期待する導電性が得られない場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、導電性に優れた繊維状銅微粒子膜が作製できる繊維状銅微粒子分散液の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、特許文献１の繊維状銅微粒子分散液を用いて膜を形成しても期待する導電性が得られないのは、繊維状銅微粒子は、Ｘ線回折では銅を示していても、その表面は非常に不安定であり、繊維状微粒子の形成や精製時に、酸化などの劣化層を形成しているためであることを突き止めた。
【０００９】
本発明者らは、繊維状銅微粒子と、ポリオールまたは還元剤を含む分散液を加熱することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）繊維状銅微粒子、および、還元剤またはポリオールを含む分散液を加熱することを特徴とする繊維状銅微粒子分散液の製造方法。
（２）（１）記載の製造方法によって得られることを特徴とする繊維状銅微粒子分散液。
（３）（２）記載の繊維状銅微粒子分散液から形成させたことを特徴とする導電膜。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導電性に優れた繊維状銅微粒子膜が作製できる繊維状銅微粒子分散液の製造方法を提供することができる。得られた繊維状銅微粒子分散液は、導電膜、導電塗料などに好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の製造方法は、繊維状銅微粒子、および、還元剤またはポリオールを含む分散液を加熱することを特徴とする。
【００１３】
本発明の製造方法に用いる還元剤またはポリオールは、繊維状銅微粒子表面を還元するために添加する。繊維状銅微粒子表面の還元をおこなうためには、繊維状銅微粒子、および還元剤またはポリオールを含む分散液を加熱する必要がある。加熱する温度は、２５℃以上４００℃未満とすることが好ましく、７０℃以上２００℃未満とすることがより好ましい。加熱温度を２５℃以上４００℃未満とすることにより、繊維状銅微粒子の表面の劣化層が効率よく除去することができる。
【００１４】
本発明の製造方法に用いる還元剤としては、例えば、鉄塩、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、ヒドラジン、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸、ジエチルヒドロキシアミンが挙げられ、ポリオールとしては、例えば、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、グリセリンが挙げられる。
【００１５】
本発明の製造方法に用いる繊維状銅微粒子の平均長、平均径、形状は特に限定されない。平均長は５〜１００μｍであることが好ましく、平均径は１０〜２００ｎｍであることが好ましい。平均径、平均長が前記範囲の繊維状銅微粒子は、導電塗料や透明導電膜などの用途に好適に使用することができる。平均径は、１０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。
【００１６】
本発明の製造方法に用いる繊維状銅微粒子は、公知のいずれの方法によって製造されてもよいが、例えば、銅イオン、アルカリ性化合物、銅イオンと安定な錯体を形成し得る含窒素化合物および還元剤を含有する水溶液から、繊維状銅微粒子を析出させて製造することができる。
【００１７】
本発明の製造方法において、分散液中の繊維状銅微粒子の濃度は、特に制限されないが、０．０１〜１．０質量％とすることが好ましい。濃度が０．０１質量％未満の場合、必要な溶媒量、加熱に必要な熱エネルギーが増えるため、コスト面で不利になる。一方、濃度が１．０質量％を超える場合、得られる分散液中の繊維状銅微粒子が凝集しやすくなり、分散性や成膜性が低下したりする場合がある。
【００１８】
本発明の製造方法において、繊維状銅微粒子と、ポリオールまたは還元剤の合計の濃度は、０．１〜１００質量％であることが好ましい。前記割合が０．１質量％未満である場合、表面の劣化層の除去が不十分となる場合がある。
【００１９】
本発明の繊維状銅微粒子分散液には、本発明の効果を損なわない範囲で、ｐＨを調整して表面の劣化層を除去する効率を向上させるため、アンモニア、アミン類などを含有させてもよく、成膜性を向上させるため、濡れ剤、レベリング剤を、接着性を向上させるため、バインダーを含有させてもよい。
【００２０】
本発明の繊維状銅微粒子分散液は、基材に塗布し、乾燥することにより、膜や積層体、配線などを形成することができる。基材としては、例えば、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、セラミックシート、金属板が挙げられる。塗布方法は特に限定されないが、例えば、ワイヤーバーコーター塗り、フィルムアプリケーター塗り、スプレー塗り、グラビアロールコーティング法、スクリーン印刷法、リバースロールコーティング法、リップコーティング、エアナイフコーティング法、カーテンフローコーティング法、浸漬コーティング法、ダイコート法、スプレー法、凸版印刷法、凹版印刷法、インクジェット法が挙げられる。
【００２１】
本発明の繊維状銅微粒子分散液は、導電膜、導電塗料などに好適に用いることができる。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの発明によって限定されるものではない。
【００２３】
Ａ．評価方法
実施例および比較例で用いた評価方法は以下の通りである。
【００２４】
繊維状銅微粒子膜の表面抵抗率
繊維状銅微粒子の目付量が４ｍｇ／ｃｍ２になるように、得られた繊維状銅微粒子分散液を濾過または乾燥することにより、繊維状銅微粒子膜を作製した。得られた繊維状銅微粒子膜の表面抵抗率について、三菱化学アナリテック社製抵抗率計ＭＣＰ−Ｔ６１０を用い、ＪＩＳ  Ｋ７１９４に準拠して、１０Ｖの電圧を印加し測定した。
【００２５】
Ｂ．材料
実施例および比較例で用いた繊維状銅微粒子は以下のように作製した。
【００２６】
窒素雰囲気下で、３０００ｍＬのフラスコ内にて、７２０ｇの水酸化ナトリウム（ナカライテスク社製）を、純水２４００ｇに溶解した。次いで、硝酸銅三水和物（ナカライテスク社製）２．１ｇを９０ｇの純水で溶解させた水溶液を添加した。さらに３９ｇのエチレンジアミン（ナカライテスク社製）を添加し、２００ｒｐｍで撹拌をおこない、均一な青色の水溶液を調製した。
【００２７】
この水溶液に、アスコルビン酸（ナカライテスク社製）水溶液（１０質量％）１６０ｇを加え、２００ｒｐｍで撹拌を継続したまま、フラスコを７０℃の湯浴に６０分間浸漬した。その後、撹拌を停止し、湯浴に浸漬し続けることによって、繊維状銅微粒子が析出したことを目視で確認した。析出した繊維状銅微粒子を、ポリテトラフルオロエチレンメンブレンフィルター（孔径：１μｍ、アドバンテック社製）を用いた加圧濾過により分離した。
得られた繊維状銅微粒子の平均繊維径は７０ｎｍ、平均繊維長は４５μｍであった。
【００２８】
実施例１
得られた繊維状銅微粒子５０ｍｇとエチレングリコールで合計１０ｇにしたものを、１５０℃で３時間加熱し、繊維状銅微粒子分散液を得た。
【００２９】
実施例２〜７、比較例１〜３
エチレングリコールを、表１に記載されているポリオールまたは還元剤、その他の溶媒に変更する以外は、実施例１と同様の操作をおこなって繊維状銅微粒子分散液を得た。
【００３０】
実施例、比較例で得られた繊維状銅微粒子分散液の製造条件およびその特性値を表１に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
実施例１〜７の製造方法により得られた分散液を用いて作製した繊維状銅微粒子膜は、いずれも導電性に優れていた。
比較例１、２の製造方法においてはポリオールを用いなかったため、得られた分散液を用いて作製した繊維状銅微粒子膜は導電性に劣るものであった。
比較例３の製造方法においては加熱しなかったため、得られた分散液を用いて作製した繊維状銅微粒子膜は導電性に劣るものであった。