ワイヤー状の金属粒子の合成方法
【課題】選択的にワイヤー状に合成でき、かつ凝集物として生成することのない金属粒子の合成方法を提供すること。
【解決手段】ワイヤー状の金属粒子の合成方法において、溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に滴下することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得られる。
【解決手段】ワイヤー状の金属粒子の合成方法において、溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に滴下することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤー状の金属粒子の合成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤー状の金属粒子は、エレクトロニクス分野において配線材料、導電性ペースト、電極材料、センサー、液晶表示素子、ナノ磁石、電磁波シールド、光学材料として、その他にも環境触媒、燃料電池用高機能触媒、医薬品などとして近年最も注目を浴びている材料のひとつである。ワイヤー状の金属粒子の合成方法としては、電解法、化学還元法、光還元法等が知られている。
【０００３】
化学還元法として特許文献１には、１，３−ブタンジオールと分散剤との混合溶液に水溶性銀化合物の水溶液を添加し、該銀化合物を還元して非凝集、単分散の銀粒子の合成方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２においては溶液中の金属塩を化学的還元法により還元する工程と、金属塩を化学的に還元した溶液へ光還元法により金属粒子を合成する方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では得られる金属粒子の長さが比較的短く、ワイヤー状の金属粒子を得ることが困難である。また、特許文献２においても同様にワイヤー状の金属粒子を得ることが困難であり、化学還元工程の後に光還元工程を行う必要があるため合成方法が複雑である。また、合成が進行するにつれて着色されるために光の照射が不十分となり、高濃度での合成が困難である。さらに、光照射を長時間行ったとしても、金属粒子は長軸方向に成長すると同時に短軸方向にも成長するため、金属粒子をワイヤー状に形成することが難しい。
【０００６】
また、本願出願人は、ワイヤー状の金属粒子の合成方法を提案している（特願２００７−１２５６号）。この方法によればワイヤー状の金属粒子を簡便に合成することが可能であるが、ワイヤー状の金属粒子同士が絡みやすく、凝集物として生成しやすい問題を有している。
【特許文献１】特開２００５−５４２２３号公報
【特許文献２】特開２００５−９７７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、選択的にワイヤー状に合成でき、かつ凝集物として生成することのない金属粒子の合成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、化学還元法によるワイヤー状の金属粒子の合成方法に関して鋭意研究を重ねた結果、核生成剤として塩化白金を使用して金属粒子が成長する核を生成して、高度に選択的にワイヤー状の金属粒子を得ることができ、さらに生成したワイヤー状金属粒子の凝集のない合成方法を見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、多価アルコール系化合物と塩化白金とを含む溶液（Ａ）に、溶媒と金属化合物とを含む溶液（Ｂ）を添加してワイヤー状の金属粒子を合成する際に、溶液（Ｂ）における金属化合物の濃度を低くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワイヤー状の金属粒子を選択的に合成でき、しかも生成したワイヤー状の金属粒子が凝集することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１１】
本明細書中で使用される「ワイヤー状」とは、長さが２〜１５０μｍであって、径が５０〜１０００ｎｍの形状を意味するものである。なお、「ワイヤー状」の金属粒子は、長さ及び径が前記範囲内であれば、長さや径が同等のもののみから構成されていても、長さや径が異なるものが混在していても差し支えない。
【００１２】
本発明のワイヤー状の金属粒子の合成方法においては、溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に滴下することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得られる。
【００１３】
先ず溶液（Ａ）について説明する。溶液（Ａ）は、多価アルコール系化合物と塩化白金とを含むものである。
【００１４】
本発明に使用される多価アルコール系化合物は、溶媒の役割と金属化合物を還元する役割を果たすものである。多価アルコール系化合物は、アルキル鎖長が２〜１０の２価のアルコール系化合物又は３価のアルコール系化合物が使用でき、具体的にはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。多価アルコール系化合物は用いる金属化合物や、反応させる温度および溶液（Ｂ）中の金属化合物の種類や濃度等により選択されるが、比較的粘度が低く、金属化合物が溶けやすいエチレングリコールが好ましく用いられる。また、エチレングリコールの還元作用は比較的穏やかであるため、反応が急激に進行して、得られる金属が球状又は擬球状に微粒子化するようなことがなく、ワイヤー状に成長しやすい。多価アルコール系化合物は、一種であっても複数組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
本発明の塩化白金は合成段階で金属粒子が成長する際の核生成剤としての役割を果たす。塩化白金を用いることにより金属粒子の核が生成され、これを起点として速やかにワイヤー状に成長が進行する。また、塩化白金を使用することにより生成した金属粒子が安定化し、酸化されて元の金属化合物に戻ったり、反応槽中に金属粒子が溶解したりすることを防止できる。塩化白金は多価アルコール系化合物１００重量部に対して、０．０００１〜０．０８重量部含有されることが好ましい。多価アルコール系化合物に対して塩化白金の添加量が０．０００１重量部より少ないと核生成が不十分になり、得られる金属粒子に球状又は擬球状微粒子が混在する。また０．０８重量部より多いと粒子径が大きくなる傾向にあり、ワイヤー状の金属粒子を得ることが困難になる。
【００１６】
また、塩化白金は無水物がよく、好ましくは塩化白金（ＰｔＣｌ２）である。水和物を含有すると金属化合物の溶解性が増して、還元の妨げとなり、得られる金属粒子の形状が不均一になるおそれがある。
【００１７】
溶液（Ａ）には、上記多価アルコール系化合物、塩化白金以外に、目的に応じて各種溶剤、分散剤、還元剤、安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。
【００１８】
次に、溶液（Ｂ）について説明する。溶液（Ｂ）は、溶媒と金属化合物とを含むものである。
【００１９】
溶液（Ｂ）の溶媒としては金属化合物や金属粒子の成長調整剤を均一に分散するものであればよいが、溶液（Ａ）の還元作用を阻害しないようにするため、多価アルコール系化合物が主成分であることが好ましい。例えば多価アルコール系化合物としては、溶液（Ａ）の場合と同様にエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の２価のアルコール系化合物又は３価のアルコール系化合物が使用できる。溶液（Ａ）で使用する多価アルコール系化合物と溶液（Ｂ）で使用する多価アルコール系化合物は同一でなくても問題ないが、溶液（Ａ）の多価アルコールの希釈による還元性の低下の点から、同一であることが好ましい。
【００２０】
本発明の金属化合物とはニッケル、銅、銀、金、ビスマスの硝酸化物、硫酸化物、炭酸化物、水酸化物、塩化物である。例えば、銀粒子を得る場合は硝酸銀、硫酸銀、炭酸銀、塩化銀を用いることができ、溶媒に溶解しやすく、還元されやすい硝酸銀が好適である。金属化合物は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して８重量部以下含有される。８重量部を超えると、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に添加してワイヤー状の金属粒子を合成する際に、生成したワイヤー状の金属粒子同士が絡み合い凝集してしまう。
また、金属化合物の含有量が少なすぎるとワイヤー状金属粒子の生成効率が悪くなるため、生産性とワイヤー状の金属粒子の凝集防止の観点から、金属化合物の含有量は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して０．５〜８重量部であることが好ましい。
【００２１】
本発明のワイヤー状の金属粒子を合成する方法においては、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含有する。本発明の金属粒子の成長調整剤とは、金属化合物が還元されたときに金属粒子に吸着する部位を有する化合物で、金属粒子の表面に吸着することによって、選択的に金属粒子をワイヤー状に成長させる働きを有するものである。金属粒子の成長調整剤は含窒素有機化合物のポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン等を挙げることができ、中でも金属への吸着が良く、溶剤への溶解性の観点からポリビニルピロリドンが好適である。金属粒子の成長調整剤の添加量は前記金属化合物１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましい。５０重量部より少ないと球状又は擬球状微粒子が混在して、選択的にワイヤー状の金属粒子を得ることが困難となる。３００重量部より多いとワイヤー状への成長の妨げとなり微粒子化されやすく、また溶液（Ｂ）に金属粒子成長調整剤を含有する場合に合っては、溶液（Ｂ）の粘度が極端に高くなり滴下を調製することが困難になる。
【００２２】
金属粒子の成長調整剤の添加量は、金属化合物１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましいことは上述のとおりである。金属粒子の成長調整剤の添加量は、金属化合物の添加量により決定されるので、金属粒子の成長調整剤は金属化合物が含有されている溶液（Ｂ）に含有されていることが好ましい。
【００２３】
溶液（Ｂ）には溶液（Ａ）と同様に、目的に応じて各種溶剤、分散剤、還元剤、安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。
【００２４】
本発明のワイヤー状の金属粒子は、上述の溶液（Ａ）１００ｍＬに対して上述の溶液（Ｂ）を１〜２０ｍＬ／ｍｉｎで滴下することで合成される。前記速度で添加することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得ることができる。滴下速度が１ｍＬ／ｍｉｎより遅いと、ワイヤー状の金属粒子を得ることはできるが、合成に時間がかかり合成効率が悪い。また、滴下速度が２０ｍＬ／ｍｉｎより速いと、得られる金属粒子に球状又は擬球状粒子が混在し、ワイヤー状金属粒子を選択的に得ることができない。
【００２５】
なお、溶液（Ａ）の多価アルコール系化合物は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して２０〜８０重量部であることが好ましい。２０重量部未満であると、金属化合物を還元する作用が弱く、球状あるいは擬球状の金属粒子が生成する傾向にある。８０重量部を超えると、金属化合物を還元する能力が高くなりすぎて生成したワイヤー状の金属粒子が凝集する傾向にあり、またワイヤー状の金属粒子の生成効率が悪くなる。
【００２６】
また、本発明のワイヤー状の金属粒子の合成方法においては、溶液（Ａ）を予め加熱しておくことが好ましく、溶液（Ｂ）を滴下しワイヤー状の金属粒子を合成する際も温度を一定に保っておくことが好ましい。加熱温度は多価アルコール系化合物の沸点以下であり、好ましくは多価アルコール系化合物が高い還元作用を示す６０〜１８０℃程度であり、使用する多価アルコール系化合物や金属化合物により適宜決定される。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
エチレングリコール３００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン１００ｇをエチレングリコール１０００ｍＬに溶解した溶液（Ｂ）を１１ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した。滴下終了後６０分後にサンプリングを行い、金属粒子の形状を電子顕微鏡で確認した。生成した凝集物を秤量した結果３．３ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約７μｍ、径が約２５０ｎｍのワイヤー状であった。（図１ 電子顕微鏡画像）
【００２８】
（実施例２）
溶液（Ｂ）を硝酸銀３０ｇとポリビニルピロリドン６０ｇをエチレングリコール１，０００ｍＬに溶解したものに変えた以外は、実施例１と同様の方法で合成した。生成した凝集物を秤量した結果３．２ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約９μｍ、径が約１８０ｎｍのワイヤー状であった。（図２ 電子顕微鏡画像）
【００２９】
（実施例３）
エチレングリコール２００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン１００ｇをエチレングリコール１，０００ｍＬに溶解した溶液（Ｂ）を５ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した。滴下終了後６０分後にサンプリングを行い、金属粒子の形状を電子顕微鏡で確認した。生成した凝集物を秤量した結果２．０ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約７．５μｍ、径が約３００ｎｍのワイヤー状であった。（図３ 電子顕微鏡画像）
【００３０】
（比較例１）
エチレングリコール６００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン８３ｇをエチレングリコール７００ｍＬに溶解した以外は実施例１と同様の方法で合成した。生成した凝集物を秤量した結果２０．２ｇであり、銀粒子のほとんどが凝集物として得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、銀粒子は長さが約７μｍ、径が約２００ｎｍのワイヤー状であった。
【００３１】
（比較例２）
溶液（Ｂ）を１００ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した以外は実施例１と同様な方法で合成した。得られた銀粒子は球状及び擬似球状であって、その粒径は２μｍ未満であり、粒子が凝集したものであった。
【００３２】
実施例１〜３は、図１〜３の電子顕微鏡写真から明らかなように、ワイヤー状の金属粒子を得ることができた。また、凝集物として生成する量が少ないので、非常に効率よくワイヤー状の金属粒子を合成できる。比較例１は、ワイヤー状の金属粒子を得ることはできるが、凝集物として生成する量が多いため、ワイヤー状の金属粒子の合成効率が悪い。比較例２は、溶液（Ｂ）の滴下速度が速いため、ワイヤー状の金属粒子を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【図２】実施例２で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【図３】実施例３で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤー状の金属粒子の合成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤー状の金属粒子は、エレクトロニクス分野において配線材料、導電性ペースト、電極材料、センサー、液晶表示素子、ナノ磁石、電磁波シールド、光学材料として、その他にも環境触媒、燃料電池用高機能触媒、医薬品などとして近年最も注目を浴びている材料のひとつである。ワイヤー状の金属粒子の合成方法としては、電解法、化学還元法、光還元法等が知られている。
【０００３】
化学還元法として特許文献１には、１，３−ブタンジオールと分散剤との混合溶液に水溶性銀化合物の水溶液を添加し、該銀化合物を還元して非凝集、単分散の銀粒子の合成方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２においては溶液中の金属塩を化学的還元法により還元する工程と、金属塩を化学的に還元した溶液へ光還元法により金属粒子を合成する方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では得られる金属粒子の長さが比較的短く、ワイヤー状の金属粒子を得ることが困難である。また、特許文献２においても同様にワイヤー状の金属粒子を得ることが困難であり、化学還元工程の後に光還元工程を行う必要があるため合成方法が複雑である。また、合成が進行するにつれて着色されるために光の照射が不十分となり、高濃度での合成が困難である。さらに、光照射を長時間行ったとしても、金属粒子は長軸方向に成長すると同時に短軸方向にも成長するため、金属粒子をワイヤー状に形成することが難しい。
【０００６】
また、本願出願人は、ワイヤー状の金属粒子の合成方法を提案している（特願２００７−１２５６号）。この方法によればワイヤー状の金属粒子を簡便に合成することが可能であるが、ワイヤー状の金属粒子同士が絡みやすく、凝集物として生成しやすい問題を有している。
【特許文献１】特開２００５−５４２２３号公報
【特許文献２】特開２００５−９７７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、選択的にワイヤー状に合成でき、かつ凝集物として生成することのない金属粒子の合成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、化学還元法によるワイヤー状の金属粒子の合成方法に関して鋭意研究を重ねた結果、核生成剤として塩化白金を使用して金属粒子が成長する核を生成して、高度に選択的にワイヤー状の金属粒子を得ることができ、さらに生成したワイヤー状金属粒子の凝集のない合成方法を見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、多価アルコール系化合物と塩化白金とを含む溶液（Ａ）に、溶媒と金属化合物とを含む溶液（Ｂ）を添加してワイヤー状の金属粒子を合成する際に、溶液（Ｂ）における金属化合物の濃度を低くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワイヤー状の金属粒子を選択的に合成でき、しかも生成したワイヤー状の金属粒子が凝集することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１１】
本明細書中で使用される「ワイヤー状」とは、長さが２〜１５０μｍであって、径が５０〜１０００ｎｍの形状を意味するものである。なお、「ワイヤー状」の金属粒子は、長さ及び径が前記範囲内であれば、長さや径が同等のもののみから構成されていても、長さや径が異なるものが混在していても差し支えない。
【００１２】
本発明のワイヤー状の金属粒子の合成方法においては、溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に滴下することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得られる。
【００１３】
先ず溶液（Ａ）について説明する。溶液（Ａ）は、多価アルコール系化合物と塩化白金とを含むものである。
【００１４】
本発明に使用される多価アルコール系化合物は、溶媒の役割と金属化合物を還元する役割を果たすものである。多価アルコール系化合物は、アルキル鎖長が２〜１０の２価のアルコール系化合物又は３価のアルコール系化合物が使用でき、具体的にはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。多価アルコール系化合物は用いる金属化合物や、反応させる温度および溶液（Ｂ）中の金属化合物の種類や濃度等により選択されるが、比較的粘度が低く、金属化合物が溶けやすいエチレングリコールが好ましく用いられる。また、エチレングリコールの還元作用は比較的穏やかであるため、反応が急激に進行して、得られる金属が球状又は擬球状に微粒子化するようなことがなく、ワイヤー状に成長しやすい。多価アルコール系化合物は、一種であっても複数組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
本発明の塩化白金は合成段階で金属粒子が成長する際の核生成剤としての役割を果たす。塩化白金を用いることにより金属粒子の核が生成され、これを起点として速やかにワイヤー状に成長が進行する。また、塩化白金を使用することにより生成した金属粒子が安定化し、酸化されて元の金属化合物に戻ったり、反応槽中に金属粒子が溶解したりすることを防止できる。塩化白金は多価アルコール系化合物１００重量部に対して、０．０００１〜０．０８重量部含有されることが好ましい。多価アルコール系化合物に対して塩化白金の添加量が０．０００１重量部より少ないと核生成が不十分になり、得られる金属粒子に球状又は擬球状微粒子が混在する。また０．０８重量部より多いと粒子径が大きくなる傾向にあり、ワイヤー状の金属粒子を得ることが困難になる。
【００１６】
また、塩化白金は無水物がよく、好ましくは塩化白金（ＰｔＣｌ２）である。水和物を含有すると金属化合物の溶解性が増して、還元の妨げとなり、得られる金属粒子の形状が不均一になるおそれがある。
【００１７】
溶液（Ａ）には、上記多価アルコール系化合物、塩化白金以外に、目的に応じて各種溶剤、分散剤、還元剤、安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。
【００１８】
次に、溶液（Ｂ）について説明する。溶液（Ｂ）は、溶媒と金属化合物とを含むものである。
【００１９】
溶液（Ｂ）の溶媒としては金属化合物や金属粒子の成長調整剤を均一に分散するものであればよいが、溶液（Ａ）の還元作用を阻害しないようにするため、多価アルコール系化合物が主成分であることが好ましい。例えば多価アルコール系化合物としては、溶液（Ａ）の場合と同様にエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の２価のアルコール系化合物又は３価のアルコール系化合物が使用できる。溶液（Ａ）で使用する多価アルコール系化合物と溶液（Ｂ）で使用する多価アルコール系化合物は同一でなくても問題ないが、溶液（Ａ）の多価アルコールの希釈による還元性の低下の点から、同一であることが好ましい。
【００２０】
本発明の金属化合物とはニッケル、銅、銀、金、ビスマスの硝酸化物、硫酸化物、炭酸化物、水酸化物、塩化物である。例えば、銀粒子を得る場合は硝酸銀、硫酸銀、炭酸銀、塩化銀を用いることができ、溶媒に溶解しやすく、還元されやすい硝酸銀が好適である。金属化合物は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して８重量部以下含有される。８重量部を超えると、溶液（Ｂ）を溶液（Ａ）に添加してワイヤー状の金属粒子を合成する際に、生成したワイヤー状の金属粒子同士が絡み合い凝集してしまう。
また、金属化合物の含有量が少なすぎるとワイヤー状金属粒子の生成効率が悪くなるため、生産性とワイヤー状の金属粒子の凝集防止の観点から、金属化合物の含有量は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して０．５〜８重量部であることが好ましい。
【００２１】
本発明のワイヤー状の金属粒子を合成する方法においては、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含有する。本発明の金属粒子の成長調整剤とは、金属化合物が還元されたときに金属粒子に吸着する部位を有する化合物で、金属粒子の表面に吸着することによって、選択的に金属粒子をワイヤー状に成長させる働きを有するものである。金属粒子の成長調整剤は含窒素有機化合物のポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン等を挙げることができ、中でも金属への吸着が良く、溶剤への溶解性の観点からポリビニルピロリドンが好適である。金属粒子の成長調整剤の添加量は前記金属化合物１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましい。５０重量部より少ないと球状又は擬球状微粒子が混在して、選択的にワイヤー状の金属粒子を得ることが困難となる。３００重量部より多いとワイヤー状への成長の妨げとなり微粒子化されやすく、また溶液（Ｂ）に金属粒子成長調整剤を含有する場合に合っては、溶液（Ｂ）の粘度が極端に高くなり滴下を調製することが困難になる。
【００２２】
金属粒子の成長調整剤の添加量は、金属化合物１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましいことは上述のとおりである。金属粒子の成長調整剤の添加量は、金属化合物の添加量により決定されるので、金属粒子の成長調整剤は金属化合物が含有されている溶液（Ｂ）に含有されていることが好ましい。
【００２３】
溶液（Ｂ）には溶液（Ａ）と同様に、目的に応じて各種溶剤、分散剤、還元剤、安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。
【００２４】
本発明のワイヤー状の金属粒子は、上述の溶液（Ａ）１００ｍＬに対して上述の溶液（Ｂ）を１〜２０ｍＬ／ｍｉｎで滴下することで合成される。前記速度で添加することによって、選択的にワイヤー状の金属粒子が得ることができる。滴下速度が１ｍＬ／ｍｉｎより遅いと、ワイヤー状の金属粒子を得ることはできるが、合成に時間がかかり合成効率が悪い。また、滴下速度が２０ｍＬ／ｍｉｎより速いと、得られる金属粒子に球状又は擬球状粒子が混在し、ワイヤー状金属粒子を選択的に得ることができない。
【００２５】
なお、溶液（Ａ）の多価アルコール系化合物は溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して２０〜８０重量部であることが好ましい。２０重量部未満であると、金属化合物を還元する作用が弱く、球状あるいは擬球状の金属粒子が生成する傾向にある。８０重量部を超えると、金属化合物を還元する能力が高くなりすぎて生成したワイヤー状の金属粒子が凝集する傾向にあり、またワイヤー状の金属粒子の生成効率が悪くなる。
【００２６】
また、本発明のワイヤー状の金属粒子の合成方法においては、溶液（Ａ）を予め加熱しておくことが好ましく、溶液（Ｂ）を滴下しワイヤー状の金属粒子を合成する際も温度を一定に保っておくことが好ましい。加熱温度は多価アルコール系化合物の沸点以下であり、好ましくは多価アルコール系化合物が高い還元作用を示す６０〜１８０℃程度であり、使用する多価アルコール系化合物や金属化合物により適宜決定される。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
エチレングリコール３００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン１００ｇをエチレングリコール１０００ｍＬに溶解した溶液（Ｂ）を１１ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した。滴下終了後６０分後にサンプリングを行い、金属粒子の形状を電子顕微鏡で確認した。生成した凝集物を秤量した結果３．３ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約７μｍ、径が約２５０ｎｍのワイヤー状であった。（図１ 電子顕微鏡画像）
【００２８】
（実施例２）
溶液（Ｂ）を硝酸銀３０ｇとポリビニルピロリドン６０ｇをエチレングリコール１，０００ｍＬに溶解したものに変えた以外は、実施例１と同様の方法で合成した。生成した凝集物を秤量した結果３．２ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約９μｍ、径が約１８０ｎｍのワイヤー状であった。（図２ 電子顕微鏡画像）
【００２９】
（実施例３）
エチレングリコール２００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン１００ｇをエチレングリコール１，０００ｍＬに溶解した溶液（Ｂ）を５ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した。滴下終了後６０分後にサンプリングを行い、金属粒子の形状を電子顕微鏡で確認した。生成した凝集物を秤量した結果２．０ｇであり、銀粒子のほとんどは遊離した状態で得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、長さが約７．５μｍ、径が約３００ｎｍのワイヤー状であった。（図３ 電子顕微鏡画像）
【００３０】
（比較例１）
エチレングリコール６００ｍＬを１５５℃に加熱し、塩化白金３０ｍｇを添加した溶液（Ａ）に、硝酸銀５０ｇとポリビニルピロリドン８３ｇをエチレングリコール７００ｍＬに溶解した以外は実施例１と同様の方法で合成した。生成した凝集物を秤量した結果２０．２ｇであり、銀粒子のほとんどが凝集物として得られた。なお、遊離した状態で得られた銀粒子は、銀粒子は長さが約７μｍ、径が約２００ｎｍのワイヤー状であった。
【００３１】
（比較例２）
溶液（Ｂ）を１００ｍＬ／ｍｉｎの割合で滴下した以外は実施例１と同様な方法で合成した。得られた銀粒子は球状及び擬似球状であって、その粒径は２μｍ未満であり、粒子が凝集したものであった。
【００３２】
実施例１〜３は、図１〜３の電子顕微鏡写真から明らかなように、ワイヤー状の金属粒子を得ることができた。また、凝集物として生成する量が少ないので、非常に効率よくワイヤー状の金属粒子を合成できる。比較例１は、ワイヤー状の金属粒子を得ることはできるが、凝集物として生成する量が多いため、ワイヤー状の金属粒子の合成効率が悪い。比較例２は、溶液（Ｂ）の滴下速度が速いため、ワイヤー状の金属粒子を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【図２】実施例２で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【図３】実施例３で得た銀粒子の電子顕微鏡写真
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤー状の金属粒子を合成する方法において、
溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ａ）１００ｍＬに対して、溶液（Ｂ）を１〜２０．０ｍＬ／ｍｉｎで滴下することを特徴とするワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項２】
溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項３】
溶液（Ａ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して、塩化白金を０．０００１〜０．０８重量部含むことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項４】
金属化合物がニッケル、銅、銀、金、ビスマスの硝酸化物、硫酸化物、炭酸化物、水酸化物、塩化物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項５】
金属化合物１００重量部に対して、金属粒子の成長調整剤が５０〜３００重量部含有されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項６】
多価アルコール系化合物はアルキル鎖長が２〜１０の２価又は３価のアルコール系化合物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項７】
多価アルコール系化合物がエチレングリコールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項８】
金属粒子の成長調整剤がポリビニルピロリドンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項９】
塩化白金を核生成剤として合成されたことを特徴とするワイヤー状の金属粒子。
【請求項１】
ワイヤー状の金属粒子を合成する方法において、
溶液（Ａ）は多価アルコール系化合物と塩化白金とを含み、溶液（Ｂ）は溶媒と金属化合物とを含み、溶液（Ａ）及び／又は溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むものであって、溶液（Ｂ）の溶媒１００重量部に対して金属化合物が８重量部以下であり、溶液（Ａ）１００ｍＬに対して、溶液（Ｂ）を１〜２０．０ｍＬ／ｍｉｎで滴下することを特徴とするワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項２】
溶液（Ｂ）に金属粒子の成長調整剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項３】
溶液（Ａ）の多価アルコール系化合物１００重量部に対して、塩化白金を０．０００１〜０．０８重量部含むことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項４】
金属化合物がニッケル、銅、銀、金、ビスマスの硝酸化物、硫酸化物、炭酸化物、水酸化物、塩化物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項５】
金属化合物１００重量部に対して、金属粒子の成長調整剤が５０〜３００重量部含有されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項６】
多価アルコール系化合物はアルキル鎖長が２〜１０の２価又は３価のアルコール系化合物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項７】
多価アルコール系化合物がエチレングリコールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項８】
金属粒子の成長調整剤がポリビニルピロリドンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイヤー状の金属粒子の合成方法。
【請求項９】
塩化白金を核生成剤として合成されたことを特徴とするワイヤー状の金属粒子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２０３４８４（Ｐ２００９−２０３４８４Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４３７３３（Ｐ２００８−４３７３３）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００００７７）アキレス株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００００７７）アキレス株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
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