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JP2016000842A - Manufacturing method of plating - Google Patents

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JP2016000842A
JP2016000842A JP2014120512A JP2014120512A JP2016000842A JP 2016000842 A JP2016000842 A JP 2016000842A JP 2014120512 A JP2014120512 A JP 2014120512A JP 2014120512 A JP2014120512 A JP 2014120512A JP 2016000842 A JP2016000842 A JP 2016000842A
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Japan
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plated
compound
metal nanoparticle
metal
manufacturing
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Pending
Application number
JP2014120512A
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Japanese (ja)
Inventor
昭太 新林
Akita Shinbayashi
昭太 新林
深澤 憲正
Norimasa Fukazawa
憲正 深澤
義之 佐野
Yoshiyuki Sano
義之 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Application filed by DIC Corp, Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical DIC Corp
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Publication of JP2016000842A publication Critical patent/JP2016000842A/en
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Abstract

【課題】工程が簡便で、複雑な形状を有する被めっき物や熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも容易に導電膜を形成させ、めっき物を製造する方法、及び当該製造方法により得られるめっき物を提供する。【解決手段】(I)被めっき物表面に、金属ナノ粒子保護化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とを含有する金属ナノ粒子複合体を吸着させる工程、(II)前記工程(I)で得られた金属ナノ粒子複合体が吸着された被めっき物を乾燥する工程、(III)前記工程(II)で得られた、表面に導電膜が形成された被めっき物に電気めっきを行う工程を有することを特徴とする、めっき物の製造方法。【選択図】なしA method of manufacturing a plated article by forming a conductive film easily on the surface of an article to be plated having a simple process and having a complicated shape or being easily affected by heat treatment, and Provided is a plated product obtained by the manufacturing method. (I) a step of adsorbing a metal nanoparticle composite containing a metal nanoparticle protective compound (X) and a metal nanoparticle (Y) on the surface of an object to be plated; (II) the step (I) A step of drying the object to be plated on which the metal nanoparticle composite obtained by (3) is adsorbed, and (III) electroplating the object to be plated having a conductive film formed on the surface obtained in the step (II) It has a process, The manufacturing method of plated object characterized by the above-mentioned. [Selection figure] None

Description

本発明は、めっき物の製造方法及び当該製造方法によって得られるめっき物に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a plated product and a plated product obtained by the manufacturing method.

めっきプロセスは、種々の基材に対して装飾性、環境耐性、導電性といった機能を付与する目的で産業上広く用いられている。絶縁性の基材にめっきを施すためには、まず表面に導電性を有する薄いシード層を形成し、この導体層をさらに電気めっきで厚み付けする方法が挙げられる。該シード層の形成方法としては、一般的な無電解めっき法のほかに、無電解めっきを用いないダイレクトめっき法も数多く報告されている。
例えば特許文献1は、パラジウム−スズコロイドを基板上に吸着させ、これを還元した皮膜を導体層としている。特許文献2は、基板上に金属イオンまたは金属塩と相互作用する官能基を有するポリマーを設け、これに金属イオン又は金属塩を吸着させた後に還元して導体層を形成している。特許文献3は、ポリイミド前駆体樹脂からなる基材もしくは膜の表層に金属化合物を含浸させ、次いで金属イオンを還元処理して導体層を形成している。しかしながら、これらの方法では、工程数が多い点や高価なパラジウムを使用する点において経済的なプロセスとはいえない。
また、特許文献4は、プラスチック基材上に金属ナノ粒子ペーストを塗布し、それを加熱融着させることで導体膜を形成している。しかしながら、この方法では、複雑な形状の樹脂成型品の表面に金属皮膜を形成することが困難である。
このように、工程が簡便且つ低コストで、複雑な形状を有する被めっき物や熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも容易に金属皮膜を形成させることができ、かつ被めっき物と金属皮膜との間に高い密着性をもたらす方法が無いのが現状である。
The plating process is widely used in industry for the purpose of imparting functions such as decoration, environmental resistance, and conductivity to various substrates. In order to plate an insulating base material, first, a method of forming a thin seed layer having conductivity on the surface and further thickening the conductor layer by electroplating can be mentioned. As a method for forming the seed layer, in addition to a general electroless plating method, many direct plating methods that do not use electroless plating have been reported.
For example, Patent Document 1 uses a film obtained by adsorbing a palladium-tin colloid on a substrate and reducing it as a conductor layer. In Patent Document 2, a polymer having a functional group that interacts with a metal ion or a metal salt is provided on a substrate, and the conductor layer is formed by adsorbing the metal ion or the metal salt and then reducing the polymer. In Patent Document 3, a metal compound is impregnated into a surface layer of a base material or a film made of a polyimide precursor resin, and then a metal ion is reduced to form a conductor layer. However, these methods are not economical processes in that there are many steps and expensive palladium is used.
Patent Document 4 forms a conductive film by applying a metal nanoparticle paste on a plastic substrate and heat-sealing it. However, with this method, it is difficult to form a metal film on the surface of a resin molded product having a complicated shape.
As described above, the metal film can be easily formed on the surface of the object to be plated having a complicated shape or the property of being easily adversely affected by the heat treatment in a simple and low-cost process. At present, there is no method for providing high adhesion between the plated product and the metal film.

特開平11−61425号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-61425 特開2007−131875号公報JP 2007-131875 A 特許第5101623号公報Japanese Patent No. 5101623 特開2010−251703号公報JP 2010-251703 A

上記の実情を鑑み、本発明が解決しようとする課題は、複雑な形状を有する被めっき物、熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも、容易に金属皮膜(導電膜)を形成させることができ、所望の厚みを有するめっき物を簡便に製造する方法を提供することにある。また、当該製造方法によって得られるめっき物を提供することにある。   In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is that a metal film (conductive film) can be easily applied to the surface of a plated object having a complicated shape or a surface of a plated object that is easily affected by heat treatment. An object of the present invention is to provide a method for easily producing a plated product having a desired thickness. Moreover, it is providing the plated article obtained by the said manufacturing method.

本発明者らは、水に安定に分散させることができ、室温乾燥もしくは低温での加熱乾燥によって導電性を獲得する性質を有する金属ナノ粒子複合体に着目し、これをダイレクトめっきプロセスに応用できる可能性に想到した。   The present inventors have focused on metal nanoparticle composites that can be stably dispersed in water and have the property of obtaining conductivity by drying at room temperature or by drying at low temperature, and can apply this to a direct plating process. I came up with the possibility.

上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、複雑な形状を有する被めっき物や、熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも容易に金属皮膜を形成させることができ、所望の厚みを有するめっき物が容易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest research to solve the above problems, it is possible to easily form a metal film on the surface of the object to be plated having a complicated shape and the object to be adversely affected by heat treatment, The present inventors have found that a plated product having a desired thickness can be easily obtained and completed the present invention.

即ち、本発明は、
(1)(I)被めっき物表面に、金属ナノ粒子保護化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とを含有する金属ナノ粒子複合体を吸着させる工程、(II)前記工程(I)で得られた金属ナノ粒子複合体が吸着された被めっき物を乾燥する工程、(III)前記工程(II)で得られた、表面に導電膜が形成された被めっき物に電気めっきを行う工程を有することを特徴とする、めっき物の製造方法、
(2)前記金属ナノ粒子保護化合物(X)がアニオン性化合物(X1)又はカチオン性化合物(X2)である、前記(1)記載の製造方法、
(3)前記アニオン性化合物(X1)が、重量平均分子量が100〜2,000のポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルとリン酸エステル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとを少なくとも重合させてなる重量平均分子量が3,000〜15,000の化合物である、前記(1)又は(2)記載の製造方法、
(4)前記カチオン性化合物(X2)が、フタロシアニン系化合物、アルキルアミン、アルキルジアミン、又はアルキルアミンとアルキルジアミンとの混合物である、前記(1)又は(2)記載の製造方法、
(5)前記工程(I)を行う前に、被めっき物表面をカチオン化処理剤でカチオン化する工程を有する、前記(1)〜(3)の何れかに記載の製造方法、
(6)前記工程(I)の金属ナノ粒子複合体を吸着させる工程が、被めっき物を金属ナノ粒子複合体分散液に浸漬する工程である前記(1)〜(5)の何れかに記載の製造方法、
(7)前記金属ナノ粒子(Y)が、銀ナノ粒子である前記(1)〜(6)の何れかに記載の製造方法、並びに
(8)前記(1)〜(7)の何れかに記載の製造方法で得られるめっき物、を提供するものである。
That is, the present invention
(1) (I) a step of adsorbing a metal nanoparticle composite containing a metal nanoparticle protective compound (X) and a metal nanoparticle (Y) on the surface of the object to be plated, (II) in the step (I) A step of drying the object to be plated on which the obtained metal nanoparticle composite is adsorbed; (III) a step of electroplating the object to be plated having a conductive film formed on the surface obtained in the step (II); A method for producing a plated product, comprising:
(2) The production method according to (1), wherein the metal nanoparticle protective compound (X) is an anionic compound (X1) or a cationic compound (X2).
(3) The anionic compound (X1) polymerizes at least a (meth) acrylic acid ester having a polyethylene glycol chain having a weight average molecular weight of 100 to 2,000 and a (meth) acrylic acid ester having a phosphate group. The production method according to (1) or (2), wherein the weight average molecular weight is a compound having a weight average molecular weight of 3,000 to 15,000,
(4) The production method according to (1) or (2), wherein the cationic compound (X2) is a phthalocyanine compound, an alkylamine, an alkyldiamine, or a mixture of an alkylamine and an alkyldiamine.
(5) The manufacturing method according to any one of (1) to (3), including a step of cationizing a surface of an object to be plated with a cationizing agent before performing the step (I).
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the step of adsorbing the metal nanoparticle composite in the step (I) is a step of immersing an object to be plated in the metal nanoparticle composite dispersion. Manufacturing method,
(7) The manufacturing method according to any one of (1) to (6), wherein the metal nanoparticles (Y) are silver nanoparticles, and (8) any one of (1) to (7). The present invention provides a plated product obtained by the described production method.

本発明のめっきプロセスは、
1)金属皮膜形成のための金属ナノ粒子複合体吸着工程を浸漬により行うことが可能なため、複雑な形状を有する被めっき物の表面にも容易に金属皮膜を形成させることができ、
2)乾燥、あるいは乾燥に加えて低温かつ短時間の加熱を行うだけで導電性を発現できる性質を持つ金属ナノ粒子複合体を使用するため、熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも容易に金属皮膜を形成させることができ、
3)また、その工程は、無電解めっきプロセスや従来のダイレクトめっきプロセスと比較して非常に簡単であり、高価な装置、特別な設備を必要としないため経済的である、という格別顕著な効果を奏する。
The plating process of the present invention comprises:
1) Since the metal nanoparticle composite adsorption process for forming a metal film can be performed by immersion, a metal film can be easily formed on the surface of an object to be plated having a complicated shape,
2) Use of a metal nanoparticle composite that has the property of developing conductivity by drying or drying at a low temperature in a short time in addition to drying, so that the object to be plated is susceptible to adverse effects due to heat treatment. A metal film can be easily formed on the surface,
3) In addition, the process is very simple compared to the electroless plating process and the conventional direct plating process, and it is economical because it does not require expensive equipment and special equipment. Play.

<被めっき物>
本発明で用いる被めっき物は、金属ナノ粒子複合体を吸着可能な固体であれば、特に制限されるものではないが、例えば樹脂成型品、その他の有機物、各種の無機物、有機−無機複合物が挙げられる。
<To be plated>
The object to be plated used in the present invention is not particularly limited as long as it is a solid capable of adsorbing the metal nanoparticle composite, but for example, resin molded products, other organic substances, various inorganic substances, organic-inorganic composites. Is mentioned.

樹脂成型品は、その組成を特に限定されるものではないが、例えばABS樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、合成ゴム、各種エンジニアリングプラスチック、各種天然樹脂などを好適に使用することができる。   The composition of the resin molded product is not particularly limited. For example, ABS resin, polyimide, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, synthetic rubber, various engineering plastics Various natural resins can be suitably used.

その他の有機物としては、例えば皮革、木材、布、紙、植物などが挙げられる。   Examples of other organic substances include leather, wood, cloth, paper, and plants.

各種の無機物としては、例えばガラス、磁石、陶器、石材、金属、金属酸化物などが挙げられる。   Examples of the various inorganic materials include glass, magnets, earthenware, stone materials, metals, and metal oxides.

有機−無機複合物としては、例えば上記基材の複合成形品、無機フィラーを樹脂中に分散させた有機−無機複合材料、貝殻のような生体鉱物などが挙げられる。   Examples of the organic-inorganic composite include composite molded products of the above-described base materials, organic-inorganic composite materials in which an inorganic filler is dispersed in a resin, and biological minerals such as shells.

ここで、被めっき物の形状は特に制限されるものではないが、例えば曲面、凹凸、貫通孔を有するものであってもよい。つまり、繊維、メッシュ、フィルムのようなものであってもよい。   Here, the shape of the object to be plated is not particularly limited. For example, the object to be plated may have a curved surface, irregularities, and through holes. That is, it may be a fiber, mesh, or film.

これらのうち、熱処理により悪影響を受けやすいものは、特にABS樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、合成ゴム、皮革、木材、布、紙、植物などである。   Among these, those that are easily affected by heat treatment are ABS resin, polyethylene, polyester, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, urethane resin, synthetic rubber, leather, wood, cloth, paper, plant, and the like.

<被めっき物のカチオン化処理>
被めっき物が負の表面電荷を有するものであり、金属ナノ粒子複合体がアニオン性表面を有するものである場合は、前記工程(I)を行う前に被めっき物の表面をカチオン化処理剤でカチオン化することが好ましい。
<Cationization treatment of the object to be plated>
When the object to be plated has a negative surface charge and the metal nanoparticle composite has an anionic surface, the surface of the object to be plated is subjected to a cationization treatment agent before performing the step (I). It is preferable to cationize with.

前記カチオン化処理剤は、カチオン性の化合物を含有する組成物であり、市販されているカチオン性界面活性剤、或いはカチオン性の官能基(アミノ基やアンモニウム塩)を有する化合物を水性媒体に溶解または分散させたものであることが好ましい。   The cationizing agent is a composition containing a cationic compound, and a commercially available cationic surfactant or a compound having a cationic functional group (amino group or ammonium salt) is dissolved in an aqueous medium. Or it is preferably dispersed.

前記カチオン性の化合物としては、例えば、モノアルキルアミン塩(酢酸塩)等の高級アルキルモノアミン塩、N−アルキルプロピレンジアミンジオレイン塩等のアルキルジアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩(クロライド)等の4級アンモニウム塩等(アルキル基中の炭素数は6〜32、好ましくは8〜24程度)として市販されているカチオン性界面活性剤や、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン塩(塩酸塩、硫酸塩)、ポリアリルアミン塩ジアリルアミン塩コポリマー、ポリアニリン等のカチオン性ポリマー(重量平均分子量として1,000〜100,000、好ましくは5000〜20,000)などを好適に使用することができる。   Examples of the cationic compound include higher alkyl monoamine salts such as monoalkylamine salts (acetates), alkyldiamine salts such as N-alkylpropylenediaminediolein salts, and quaternary compounds such as alkyltrimethylammonium salts (chlorides). Cationic surfactants commercially available as ammonium salts and the like (the number of carbon atoms in the alkyl group is 6 to 32, preferably about 8 to 24), polyethyleneimine, polyallylamine, polyallylamine salts (hydrochloride, sulfate) Cationic polymers such as polyallylamine salt diallylamine salt copolymer and polyaniline (weight average molecular weight of 1,000 to 100,000, preferably 5000 to 20,000) can be suitably used.

これらのカチオン性の化合物は、通常、水を媒体として、0.01〜50g/Lの範囲で調整することが好ましく、0.1〜20g/Lであることがより好ましい。この範囲で均一に溶解しにくい化合物を用いる場合には、水と相溶する有機溶剤を併用しても良い。   These cationic compounds are usually preferably adjusted in the range of 0.01 to 50 g / L, more preferably 0.1 to 20 g / L, using water as a medium. When using a compound that is difficult to dissolve uniformly within this range, an organic solvent compatible with water may be used in combination.

上記したカチオン化処理剤には、pH緩衝剤として、ホウ酸、リン酸、塩化アンモニウム、アンモニア、炭酸、酢酸などを使用することができる。pH緩衝剤の使用量は、1〜50g/Lが好ましく、1〜20g/Lがより好ましい。   As the pH buffering agent, boric acid, phosphoric acid, ammonium chloride, ammonia, carbonic acid, acetic acid, and the like can be used for the cationizing agent described above. 1-50 g / L is preferable and, as for the usage-amount of a pH buffer, 1-20 g / L is more preferable.

カチオン化処理では、必要により前処理を行なった被めっき物を、カチオン化処理剤に浸漬する方法で処理を行なう方法がもっとも簡便である。その条件については特に限定されないが、通常、カチオン化処理剤の温度を10〜80℃程度、好ましくは20〜50℃として、これに被めっき物を浸漬する。浸漬時間については、1〜20分間程度が好ましく、2〜10分間の範囲であることがより好ましい。このようなカチオン化処理剤での処理は、一般的に被めっき物表面が酸性サイドのものが多いこと、被めっき物に対するカチオン化処理が、その後の水洗、ソフトエッチング等を含むめっきプロセス中、効果を維持しやすいことに由来している。   In the cationization treatment, the simplest method is to perform the treatment by immersing an object to be plated that has been pretreated if necessary in a cationization treatment agent. Although the conditions are not particularly limited, the temperature of the cationization treatment agent is usually about 10 to 80 ° C., preferably 20 to 50 ° C., and the object to be plated is immersed therein. About immersion time, about 1 to 20 minutes are preferable and it is more preferable that it is the range of 2 to 10 minutes. The treatment with such a cationization treatment agent is generally that the surface of the object to be plated is mostly acidic, the cationization treatment for the object to be plated is a subsequent plating process including washing with water, soft etching, etc. This is because the effect is easy to maintain.

<金属ナノ粒子保護化合物(X)>
本発明で用いる金属ナノ粒子保護化合物(X)(本発明ではコロイド保護剤ともいう)は、金属ナノ粒子の凝集を抑制し、さらには分散安定化を可能とする金属ナノ粒子保護機能を有するものである。これらの中でも、本発明では、アニオン性化合物(X1)とカチオン性化合物(X2)が好適に用いられる。
<Metal nanoparticle protective compound (X)>
The metal nanoparticle protective compound (X) used in the present invention (also referred to as a colloid protective agent in the present invention) has a metal nanoparticle protective function that suppresses aggregation of the metal nanoparticles and further enables dispersion stabilization. It is. Among these, the anionic compound (X1) and the cationic compound (X2) are preferably used in the present invention.

<アニオン性化合物(X1)>
本発明で用いる金属ナノ粒子複合体は、アニオン性化合物(X1)と金属ナノ粒子(Y)との複合体であり、それが水系媒体に分散した組成物である。
<Anionic compound (X1)>
The metal nanoparticle composite used in the present invention is a composite of an anionic compound (X1) and metal nanoparticles (Y), which is a composition dispersed in an aqueous medium.

ここで用いられるアニオン性化合物(X1)としては、カルボキシ基、リン酸基、亜リン酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基を有する化合物である。これらの官能基は、ヘテロ原子が有する非共有電子対を介して金属ナノ粒子に吸着するとともに、同時に負の電荷を与え、粒子間の電荷反発によりコロイド粒子の凝集を防いでいる。   The anionic compound (X1) used here is a compound having a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, and a sulfenic acid group. These functional groups are adsorbed to the metal nanoparticles via the lone pair of heteroatoms, and at the same time, give a negative charge, preventing aggregation of the colloidal particles by charge repulsion between the particles.

また、電荷による斥力発現と同時に立体反発効果によるコロイド保護作用を利用するため、媒体中で適当な体積をもって広がることで分散安定化を発現させる、高分子分散基を共存させることも効果的と考え、このため分子中にポリエチレングリコール鎖、ポリアルキレン鎖等を組み入れた。   In addition, in order to utilize the colloid protection effect due to the steric repulsion effect at the same time as the repulsive force due to the electric charge, it is considered effective to coexist with a polymer dispersing group that causes dispersion stabilization by spreading with an appropriate volume in the medium. For this reason, polyethylene glycol chains, polyalkylene chains and the like were incorporated in the molecule.

つまり、(メタ)アクリル酸、リン酸エステルを有する(メタ)アクリル酸モノマー、スルホン酸基を有するアニオン性官能基を有する化合物と、ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリル酸モノマー、とを縮合ないしは重合させて製造される化合物は、上記ふたつのコロイド保護機構を具備する好適なアニオン性化合物である。   That is, a (meth) acrylic acid, a (meth) acrylic acid monomer having a phosphate ester, a compound having an anionic functional group having a sulfonic acid group and a (meth) acrylic acid monomer having a polyethylene glycol chain are condensed or The compound produced by polymerization is a suitable anionic compound having the above two colloid protection mechanisms.

なかでも、アニオン性化合物(X1)が、重量平均分子量が100〜2,000のポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルとリン酸エステル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとを少なくとも重合させてなる重量平均分子量が3,000〜15,000の化合物である場合は、貴金属、銀、銅のナノ粒子を安定化する能力が高く、好適な保護剤であり望ましい。   Especially, anionic compound (X1) polymerizes at least a (meth) acrylic acid ester having a polyethylene glycol chain having a weight average molecular weight of 100 to 2,000 and a (meth) acrylic acid ester having a phosphate group. When the compound has a weight average molecular weight of 3,000 to 15,000, it has a high ability to stabilize nanoparticles of noble metals, silver and copper, and is a preferable protective agent.

被めっき物表面がカチオン性であると、このようなアニオン性化合物(X1)と複合した金属ナノ粒子(Y)はその表面に効果的に吸着でき、その溶液に浸漬するだけで被めっき物に金属ナノ粒子複合体を高濃度に吸着させることが可能となる。また、被めっき物の形状によらず、微小な凹部、貫通/非貫通孔部にも、当該金属ナノ粒子複合体を均一に吸着させることができ、これにより、つきまわり性が良好なめっき析出を可能とするものである。   When the surface of the object to be plated is cationic, the metal nanoparticles (Y) combined with such an anionic compound (X1) can be effectively adsorbed on the surface, and simply immersed in the solution, It becomes possible to adsorb the metal nanoparticle composite at a high concentration. In addition, the metal nanoparticle composite can be evenly adsorbed to minute recesses and through / non-through holes regardless of the shape of the object to be plated. Is possible.

本発明で用いるアニオン性化合物(X1)は、前述の2種類のモノマーを共重合させたものであれば良い。例えば、市販されている2−メタクリロイルオキシホスフェート(例えば共栄社化学製ライトエステルP−1M)、と市販のポリエチレングリコール鎖を有するメタクリル酸エステルモノマー(例えば日油製ブレンマーPME−1000)を任意の重合開始剤(例えば油溶性アゾ重合開始剤V−59)で共重合させることにより前述の化合物(X1)を得ることができる。   The anionic compound (X1) used in the present invention may be any one obtained by copolymerizing the above-mentioned two types of monomers. For example, commercially available 2-methacryloyloxyphosphate (for example, Kyoeisha Chemical's light ester P-1M) and a commercially available methacrylic acid ester monomer having a polyethylene glycol chain (for example, NOF's Blemmer PME-1000) can be arbitrarily initiated. The aforementioned compound (X1) can be obtained by copolymerization with an agent (for example, an oil-soluble azo polymerization initiator V-59).

この時、金属ナノ粒子表面へのアニオン性化合物(X1)の吸着と金属ナノ粒子の分散安定性とを両立させる観点から、リン酸モノエステルを有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの質量分率については全重合性モノマーに対して5%以上30%未満とするのが好ましい。   At this time, from the viewpoint of achieving both the adsorption of the anionic compound (X1) to the surface of the metal nanoparticles and the dispersion stability of the metal nanoparticles, the mass fraction of the (meth) acrylate monomer having a phosphate monoester Is preferably 5% or more and less than 30% with respect to the total polymerizable monomer.

前述のアニオン性化合物(X1)の重量平均分子量を上記の範囲に調整するためには、特許文献(特開2010−265543)等に記載の連鎖移動剤を用いてもよいし、連鎖移動剤を使用せずに重合条件によって制御してもよい。   In order to adjust the weight average molecular weight of the anionic compound (X1) to the above range, a chain transfer agent described in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-265543) or the like may be used. You may control by polymerization conditions, without using.

<カチオン性化合物(X2)>
本発明で用いる金属ナノ粒子複合体は、カチオン性化合物(X2)と金属ナノ粒子(Y)との複合体であり、それが水系媒体に分散した組成物である。
<Cationic compound (X2)>
The metal nanoparticle composite used in the present invention is a composite of a cationic compound (X2) and metal nanoparticles (Y), which is a composition dispersed in an aqueous medium.

ここで用いられるカチオン性化合物(X2)としては、フタロシアニン系化合物、アルキルアミン、アルキルジアミン、又はアルキルアミンとアルキルジアミンとの混合物などが挙げられる。   Examples of the cationic compound (X2) used here include phthalocyanine compounds, alkylamines, alkyldiamines, or mixtures of alkylamines and alkyldiamines.

ここでフタロシアニン系化合物としては、「2,3,9,10,16,17,23,24−オクタキス[(2−N,N−ジメチルアミノエチル)チオ]フタロシアニン」(OTAP)、「2,3,11,12,20,21,29,30−オクタキス[(2−N,N−ジメチルアミノエチル)チオ]ナフタロシアニン」(OTAP)などが挙げられる。   Here, as the phthalocyanine compound, “2,3,9,10,16,17,23,24-octakis [(2-N, N-dimethylaminoethyl) thio] phthalocyanine” (OTAP), “2,3 , 11, 12, 20, 21, 29, 30-octakis [(2-N, N-dimethylaminoethyl) thio] naphthalocyanine "(OTAP).

ここでアルキルアミンとは一つのアミノ基を有するアルキルアミンを意味し、アルキルジアミンとは二つのアミノ基を有するアルキルアミンを意味するものとする。例えば金属ナノ粒子(Y)が銀ナノ粒子である場合、複合体の合成において、銀化合物との錯化合物を形成するためのアミンにおけるアルキルジアミンの割合は、その混合目的に応じて適宜決定されるが、被覆銀ナノ粒子の低温焼結性の確保のためには、好ましくは90モル%以下であり、更に好ましくは70モル%以下である。また、銀化合物との錯化合物を形成する際の反応速度を高めるため、及び錯化合物の熱分解を低温短時間で行う観点からは、10%モル%以上、好ましくは20%モル%以上のアルキルジアミンをアルキルアミンに混合して用いることが好ましい。アルキルジアミンとアルキルアミンとを加えて銀化合物とアミンの錯化合物を生成させる際には、銀化合物に含まれる銀原子とアルキルアミンやアルキルジアミンの総量とのモル比を1:1〜4程度とすることが好ましい。   Here, the alkylamine means an alkylamine having one amino group, and the alkyldiamine means an alkylamine having two amino groups. For example, when the metal nanoparticles (Y) are silver nanoparticles, in the synthesis of the composite, the proportion of the alkyldiamine in the amine for forming a complex compound with the silver compound is appropriately determined according to the purpose of mixing. However, in order to ensure low-temperature sinterability of the coated silver nanoparticles, the content is preferably 90 mol% or less, and more preferably 70 mol% or less. Further, in order to increase the reaction rate when forming a complex compound with a silver compound, and from the viewpoint of performing thermal decomposition of the complex compound in a short time at a low temperature, 10% mol% or more, preferably 20% mol% or more alkyl. It is preferable to use diamine mixed with alkylamine. When an alkyldiamine and an alkylamine are added to form a complex compound of a silver compound and an amine, the molar ratio between the silver atoms contained in the silver compound and the total amount of the alkylamine or alkyldiamine is about 1: 1 to 4 It is preferable to do.

<金属ナノ粒子複合体>
本発明の金属ナノ粒子複合体は、常温での乾燥のみ又は常温での乾燥後の100℃以下の低温加熱で導電性を発現する公知の金属ナノ粒子複合体を使用できる。
<Metal nanoparticle composite>
As the metal nanoparticle composite of the present invention, a known metal nanoparticle composite that exhibits conductivity only by drying at room temperature or by low-temperature heating at 100 ° C. or lower after drying at room temperature can be used.

アニオン性化合物(X1)をコロイド保護剤として使用した金属ナノ粒子の複合体も好適に使用することができる。これは前述の方法で合成されたアニオン性化合物(X1)を水性媒体に溶解又は分散させた後、ここに金属化合物、例えば硝酸銀、酢酸銅、硝酸パラジウム等を添加し、必要に応じて錯化剤を併用して均一な分散体とした後、或いは錯化剤と同時に、還元剤を混合することによって、これらの金属化合物を還元し、還元された金属がナノサイズ粒子(ナノメートルオーダーの大きさを有する微粒子)となると同時に前記アニオン性化合物(X1)と複合した金属ナノ粒子(Y)の水性分散体を得ることができる。   A composite of metal nanoparticles using the anionic compound (X1) as a colloid protective agent can also be suitably used. This is done by dissolving or dispersing the anionic compound (X1) synthesized by the above-mentioned method in an aqueous medium, and then adding a metal compound such as silver nitrate, copper acetate, palladium nitrate, etc., and complexing as necessary. These metal compounds are reduced by mixing a reducing agent together with a complexing agent or simultaneously with a complexing agent to reduce these metal compounds, and the reduced metal becomes nano-sized particles (on the order of nanometers). At the same time, an aqueous dispersion of metal nanoparticles (Y) combined with the anionic compound (X1) can be obtained.

カチオン性化合物(X2)をコロイド保護剤として使用した金属ナノ粒子の複合体も好適に使用することができる。例えば前記したフタロシアニン系化合物を用いたものとして、特許文献(WO11/114713)の金ナノ粒子が挙げられ、また、アルキルアミン等を用いたものとして、特許文献(特開2010−265543)の銀ナノ粒子等が挙げられ、これらは本発明において好適に使用することができる。   A composite of metal nanoparticles using the cationic compound (X2) as a colloid protective agent can also be suitably used. For example, gold nanoparticles described in the patent document (WO11 / 114713) can be given as examples using the above-mentioned phthalocyanine compounds, and silver nanoparticles described in the patent document (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-265543) can be given as examples using alkylamines. Examples thereof include particles, and these can be suitably used in the present invention.

本発明においては、このような方法で得られた金属ナノ粒子との複合体の水性分散体をそのまま用いてもよく、或いは、余剰の錯化剤、還元剤、又は原料として用いた銀化合物に含まれた対イオン等を限外ろ過法や沈殿法、遠心分離、減圧蒸留、減圧乾燥等の各種精製法を単独或いは2種以上を組み合わせて行う精製工程を経たものや、これを更に濃度(不揮発分)や水性媒体を変更して新たに分散体として調製し直したものなどを用いてもよい。   In the present invention, an aqueous dispersion of a complex with metal nanoparticles obtained by such a method may be used as it is, or an excess complexing agent, a reducing agent, or a silver compound used as a raw material. The counter ions contained therein are subjected to a purification step in which various purification methods such as ultrafiltration, precipitation, centrifugation, vacuum distillation, and vacuum drying are carried out alone or in combination of two or more, and the concentration ( Non-volatile components) or aqueous media may be used and newly prepared as a dispersion may be used.

前記金属ナノ粒子複合体は、前述の金属ナノ粒子保護化合物(X)と平均粒子径が1〜100nmの金属ナノ粒子とを成分とするものである。   The metal nanoparticle composite is composed of the above-mentioned metal nanoparticle protective compound (X) and metal nanoparticles having an average particle diameter of 1 to 100 nm.

この金属ナノ粒子複合体中に含まれる金属ナノ粒子(Y)は、その大きさを透過型電子顕微鏡写真によって見積もることが可能であって、その100個の平均値が0.5〜100nmの範囲であるものが特許第4697356公報および特開2010−209421号公報の方法に従うことによって容易に得ることができる。それらの金属ナノ粒子は1個ずつが独立して存在し、前記化合物(X)で保護され、室温下では融着せず安定に存在している。特に本発明においては、その平均粒子径が5〜50nmであるものを用いることにより、より緻密で均一なめっき被覆基板が得られる観点から好ましいものである。   The size of the metal nanoparticles (Y) contained in the metal nanoparticle composite can be estimated by a transmission electron micrograph, and the average value of 100 particles is in the range of 0.5 to 100 nm. Can be easily obtained by following the methods of Japanese Patent No. 4697356 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-209421. Each of these metal nanoparticles exists independently, is protected by the compound (X), and does not melt at room temperature and exists stably. In particular, in the present invention, it is preferable to use one having an average particle diameter of 5 to 50 nm from the viewpoint of obtaining a denser and uniform plated substrate.

金属ナノ粒子(Y)の粒子径は、金属化合物の種類、コロイド保護剤となる金属ナノ粒子保護化合物(X)の分子量、構造、その使用割合、錯化剤や還元剤の種類やその使用量、還元反応時における温度等によって容易に制御可能である。   The particle size of the metal nanoparticle (Y) is the type of metal compound, the molecular weight of the metal nanoparticle protective compound (X) as a colloid protective agent, the structure, the use ratio, the type of complexing agent and reducing agent, and the amount used. The temperature can be easily controlled by the temperature during the reduction reaction.

また、前記金属ナノ粒子複合体には、金属ナノ粒子保護化合物(X)としてアニオン性化合物(X1)を用いる場合、その比率としては、複合体中に2〜10質量%であることが好ましい。即ち、この金属ナノ粒子複合体においてはその重量の大部分を金属ナノ粒子が占めるものであることが、当該金属ナノ粒子との複合体の被めっき物への安定的な吸着が図れ、後のめっき工程において、均一なめっきを行なうことが容易となる。   Moreover, when using an anionic compound (X1) as a metal nanoparticle protection compound (X) for the said metal nanoparticle composite_body | complex, it is preferable that the ratio is 2-10 mass% in a composite_body | complex. That is, in this metal nanoparticle composite, the metal nanoparticle occupies most of the weight, so that the composite with the metal nanoparticle can be stably adsorbed to the object to be plated. In the plating process, it is easy to perform uniform plating.

このような金属ナノ粒子複合体は、水性媒体、即ち水や水と相溶可能な有機溶剤との混合溶剤中において、0.01〜70質量%程度の範囲で均一に分散させることが可能である。また、その分散体は室温(〜25℃)において、少なくとも数ヶ月程度は凝集すること無く、安定に保存できる。   Such a metal nanoparticle composite can be uniformly dispersed in an aqueous medium, that is, a mixed solvent of water or an organic solvent compatible with water in a range of about 0.01 to 70% by mass. is there. Further, the dispersion can be stably stored at room temperature (˜25 ° C.) without aggregation for at least several months.

上記の金属ナノ粒子複合体を金属導体層形成用水性分散体として用いる場合には、被めっき物への吸着量を確保する点から、その濃度(不揮発分濃度)が5〜200g/Lの範囲であることが好ましい。   When the metal nanoparticle composite is used as an aqueous dispersion for forming a metal conductor layer, its concentration (nonvolatile content concentration) is in the range of 5 to 200 g / L from the viewpoint of securing the amount of adsorption to the object to be plated. It is preferable that

アニオン性化合物(X1)と銀ナノ粒子の複合体は、溶液の安定性が高く、十分な導電性を発現することができ、かつ経済性も高いので最も好適である。この時、銀ナノ粒子の平均粒子径は0.5〜100nmのものが良好に使用できるが、好適には1〜30nmである。   The complex of the anionic compound (X1) and the silver nanoparticles is most preferable because the solution has high stability, can exhibit sufficient conductivity, and has high economic efficiency. At this time, silver nanoparticles having an average particle diameter of 0.5 to 100 nm can be preferably used, but preferably 1 to 30 nm.

<吸着工程>
本発明の工程(I)の「吸着」は、被めっき物に金属ナノ粒子複合体が接触した状態になっていればよく、このような状態にするための方法として、塗布法、印刷法など、従来公知のいずれの方法も用いることができる。
<Adsorption process>
The “adsorption” in the step (I) of the present invention is only required to be in a state where the metal nanoparticle composite is in contact with the object to be plated. As a method for achieving such a state, a coating method, a printing method, etc. Any conventionally known method can be used.

塗布法としては、浸漬塗装法(浸漬法)、スプレーコート法、スピンコート法、バーコート法、ダイコート法などが挙げられる。   Examples of the coating method include a dip coating method (dipping method), a spray coating method, a spin coating method, a bar coating method, and a die coating method.

印刷法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。   Examples of printing methods include screen printing, offset printing, gravure printing, flexographic printing, and ink jet printing.

これらの中でも、金属ナノ粒子複合体の性質の観点や、複雑形状を有する被めっき物に対しても容易に吸着できる観点から、浸漬法で処理を行なうことが好ましい。その条件については特に限定されないが、浸漬時間については、1秒間〜10分間程度が好ましく、1秒間〜5分間の範囲であることがより好ましい。   Among these, it is preferable to perform the treatment by the dipping method from the viewpoint of the properties of the metal nanoparticle composite and the ability to easily adsorb the object to be plated having a complicated shape. The conditions are not particularly limited, but the immersion time is preferably about 1 second to 10 minutes, and more preferably in the range of 1 second to 5 minutes.

<加熱工程>
前記のように被めっき物に金属ナノ粒子複合体を吸着させたものを乾燥させると導電膜となる。このときの乾燥温度は特に限定されないが、高温ほど導電膜の電気抵抗率が小さくなる点と、低温ほど基材選択の幅が広がる点から、100℃以下で加熱するのが好ましい。加熱乾燥時間は、樹脂成型品が乾燥し、後工程の電気めっきを施すのに必要なレベルの導電膜が得られる時間であればよい。また、加熱乾燥時間を短縮するために送風下で行うのが好ましい。
<Heating process>
When the metal nanoparticle composite is adsorbed on the object to be plated as described above, a conductive film is formed. Although the drying temperature at this time is not specifically limited, it is preferable to heat at 100 ° C. or less because the electrical resistivity of the conductive film decreases as the temperature increases and the range of substrate selection increases as the temperature decreases. The heat drying time may be a time during which the resin molded product is dried and a conductive film of a level necessary for performing electroplating in a subsequent process is obtained. Moreover, in order to shorten heat drying time, it is preferable to carry out under ventilation.

金属ナノ粒子保護化合物(X)がアニオン性化合物(P1)(合成例1参照)である場合、特に低温での乾燥が可能である点で好ましく、室温で乾燥させてもよいし、室温かつ送風下で乾燥させてもよいし、加熱して乾燥させてもよい。加熱する場合の温度は、100℃以下が好ましく、20℃〜100℃の範囲であることがさらに好ましい。   When the metal nanoparticle-protecting compound (X) is an anionic compound (P1) (see Synthesis Example 1), it is particularly preferable in that it can be dried at a low temperature. You may make it dry under and may heat and dry. The temperature for heating is preferably 100 ° C. or lower, and more preferably in the range of 20 ° C. to 100 ° C.

<電気めっき工程>
電気めっき液、及び電気めっき工程としては、従来知られている種々の電気めっき液及び工程をいずれも使用できる。
<Electroplating process>
As the electroplating solution and the electroplating step, any of various conventionally known electroplating solutions and steps can be used.

<めっき物>
本発明で得られるめっき物は、金属ナノ粒子(Y)が有する種々の化学的、電気的、磁気的、光学的、色材特性等といった特性に加えて、有機成分である金属ナノ粒子保護化合物(X)が有する成形性、製膜性、接着性、柔軟性等の特性を併せもっている。その用途は限定されるものではなく、例えば、電子材料、磁気材料、光学材料、各種センサー等の非常に幅広い分野で使用可能である。
<Plating>
In addition to various chemical, electrical, magnetic, optical, and colorant properties of the metal nanoparticles (Y), the plated product obtained in the present invention is a metal nanoparticle protective compound that is an organic component. (X) has properties such as moldability, film-forming property, adhesiveness and flexibility. The application is not limited, and can be used in a very wide range of fields such as electronic materials, magnetic materials, optical materials, and various sensors.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断わりがない限り、「%」は「質量%」を表わす。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”.

<本発明に用いた機器類の記載>
本発明で用いた分析機器類は下記の通りである。
H−NMR:日本電子株式会社製、AL300、300Hz
TEM観察:日本電子株式会社製、JEM−2200FS
(電気伝導度:株式会社堀場製作所製、B−173)
SEM観察:キーエンス社製、VE−9800
TG−DTA測定:SIIナノテクノロジー株式会社製、TG/DTA6300
プラズモン吸収スペクトル:株式会社日立製作所製、UV−3500
動的散乱粒径測定装置:大塚電子株式会社製、FPAR−1000
表面抵抗率測定:三菱化学株式会社製、低抵抗率計ロレスタEP(4端子法)
GPC: 東ソー株式会社製 HLC−8220
<Description of equipment used in the present invention>
The analytical instruments used in the present invention are as follows.
1 H-NMR: manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 Hz
TEM observation: JEM-2200FS, manufactured by JEOL Ltd.
(Electrical conductivity: manufactured by HORIBA, Ltd., B-173)
SEM observation: KEY-9800, VE-9800
TG-DTA measurement: TG / DTA6300, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.
Plasmon absorption spectrum: manufactured by Hitachi, Ltd., UV-3500
Dynamic scattering particle size measuring device: FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
Surface resistivity measurement: Mitsubishi Chemical Corporation, low resistivity meter Loresta EP (4-terminal method)
GPC: Tosoh Corporation HLC-8220

〔アニオン性化合物(X1)と金属ナノ粒子(Y)との複合体の水性分散体の合成〕
本発明で用いるアニオン性官能基を有する化合物と金属ナノ粒子の複合体、およびその水性分散体は、特開2010−209421号公報、特許4697356号公報をもとに、下記のように行なった。
[Synthesis of aqueous dispersion of complex of anionic compound (X1) and metal nanoparticles (Y)]
The complex of the compound having an anionic functional group and the metal nanoparticle used in the present invention, and the aqueous dispersion thereof were carried out as follows based on JP2010-209421A and JP4697356A.

<合成例1 アニオン性化合物:リン酸基を有する化合物(P1)の合成>
窒素雰囲気下、反応容器にエタノール210gと2−ブタノン174gを入れ、攪拌しながら75℃に加熱した。ここにライトエステルP−1M(共栄社化学株式会社製)120g、ブレンマーPME−1000(日油株式会社製)450g、ブレンマーPME−100(日油株式会社製)30gをエタノール90gと2−ブタノン90gに溶解させた混合溶液を3.5時間かけて滴下し、重合開始剤(V−59)3g、連鎖移動剤(3−メルカプトプロピオン酸メチル)18gを2−ブタノン30gに溶解させたものを4.5時間かけて同時に滴下した。反応開始から21時間後に加熱を停止し、室温まで空冷後、蒸留水300gを添加した。ロータリーエバポレータで溶剤を減圧留去し、蒸留水100gを足して再び減圧留去を行い、残液をポリプロピレンメッシュで濾過してアニオン性官能基としてリン酸基を有する化合物(P1)の水溶液を得た(950g、不揮発分62.6%、酸価99)。
<Synthesis Example 1 Anionic Compound: Synthesis of Compound (P1) Having Phosphate Group>
Under a nitrogen atmosphere, 210 g of ethanol and 174 g of 2-butanone were placed in a reaction vessel and heated to 75 ° C. with stirring. Here, 120 g of light ester P-1M (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 450 g of Blemmer PME-1000 (manufactured by NOF Corporation), and 30 g of BLEMMER PME-100 (manufactured by NOF Corporation) are added to 90 g of ethanol and 90 g of 2-butanone. The dissolved mixed solution was dropped over 3.5 hours, and 3 g of a polymerization initiator (V-59) and 18 g of a chain transfer agent (methyl 3-mercaptopropionate) were dissolved in 30 g of 2-butanone. It was dripped simultaneously over 5 hours. Heating was stopped 21 hours after the start of the reaction, and after cooling to room temperature, 300 g of distilled water was added. The solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, 100 g of distilled water was added and distilled under reduced pressure again, and the remaining liquid was filtered through a polypropylene mesh to obtain an aqueous solution of a compound (P1) having a phosphate group as an anionic functional group. (950 g, nonvolatile content 62.6%, acid value 99).

得られた生成物のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDOD)測定結果:
δ(ppm):3.85〜4.45(bs),3.45〜3.75(bs),3.20〜3.40,2.65〜2.95(bs),2.40〜2.65(bs),1.75〜2.35(bs),0.75〜1.50(m)
The measurement result of 1 H-NMR of the obtained product is shown below.
1 H-NMR (CD 3 OD) measurement results:
δ (ppm): 3.85 to 4.45 (bs), 3.45 to 3.75 (bs), 3.20 to 3.40, 2.65 to 2.95 (bs), 2.40 to 2.65 (bs), 1.75 to 2.35 (bs), 0.75 to 1.50 (m)

得られた生成物のGPCの測定結果を以下に示す。
GPC測定条件:
カラム:TSK−GEL HXL−H+G5000HXL+G3000HXL+G2000HXL
サイズ:7.8mmI.D.×30cm 排除限界分子量 ポリスチレン換算400万
温度:40℃ カラム恒温槽
溶媒:THF1級(和光純薬)
流速:1mL/min
試料:固形分濃度0.5wt%、THF溶液、注入量50μL
検量線:TSK標準ポリスチレン(東ソー) 3次近似式
The measurement result of GPC of the obtained product is shown below.
GPC measurement conditions:
Column: TSK-GEL HXL-H + G5000HXL + G3000HXL + G2000HXL
Size: 7.8 mmI. D. × 30cm Exclusion limit molecular weight 4 million in polystyrene conversion Temperature: 40 ° C Column thermostat Solvent: THF grade 1 (Wako Pure Chemical Industries)
Flow rate: 1 mL / min
Sample: solid content concentration 0.5 wt%, THF solution, injection volume 50 μL
Calibration curve: TSK standard polystyrene (Tosoh) cubic approximation formula

GPC解析方法:
GPCプロファイルが原料由来のピークを含む複数のピークからなっている場合、原料由来の低分子量成分を除外して解析した。すなわち、合成例1で使用した原料のうち最も重量平均分子量の大きな原料であるPME−1000(Mw1,100付近)のピークの「高分子量側の鞍部」よりも高分子量側に検出された成分を計算対象として重量平均分子量Mwを計算した。計算対象の成分が複数のピークを含む場合は、それらをまとめてMwを計算した。
GPC analysis method:
When the GPC profile consists of a plurality of peaks including peaks derived from the raw material, the analysis was performed excluding the low molecular weight component derived from the raw material. That is, the components detected on the higher molecular weight side than the “high molecular weight side ridge” of the peak of PME-1000 (near Mw 1,100), which is the raw material with the largest weight average molecular weight among the raw materials used in Synthesis Example 1, The weight average molecular weight Mw was calculated as a calculation target. When the component to be calculated includes a plurality of peaks, Mw was calculated by combining them.

GPC測定結果:
Mw:8,900
GPC measurement results:
Mw: 8,900

<合成例2 リン酸基を有する化合物(P1)と銀ナノ粒子との複合体の水性分散体の合成>
反応容器に、前記合成例1で得られた化合物(P1)の水溶液15.5gを2−ジメチルアミノエタノール31g(0.35mol)、65%硝酸34g(0.35mol)、蒸留水39gの混合物に溶解させたものを入れ、さらに150gの硝酸銀を150gの蒸留水に溶解させたものを添加し、最後に2−ジメチルアミノエタノール34.5g(0.39mol)を添加した。反応容器を油浴に浸け、内温50℃で4時間加熱し、茶黒色の分散体を得た。
<Synthesis Example 2 Synthesis of aqueous dispersion of composite of phosphoric acid group-containing compound (P1) and silver nanoparticles>
In a reaction vessel, 15.5 g of the aqueous solution of the compound (P1) obtained in Synthesis Example 1 is mixed with 31 g (0.35 mol) of 2-dimethylaminoethanol, 34 g (0.35 mol) of 65% nitric acid, and 39 g of distilled water. A solution in which 150 g of silver nitrate was dissolved in 150 g of distilled water was added, and finally 34.5 g (0.39 mol) of 2-dimethylaminoethanol was added. The reaction vessel was immersed in an oil bath and heated at an internal temperature of 50 ° C. for 4 hours to obtain a brownish black dispersion.

上記で得られた反応終了後の分散液を中空糸型UF膜モジュール(ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製、膜面積0.13m)を使用して限外濾過精製を行った。濾液の電気伝導度は最初20mS/cm以上であり、これが10μS/cm以下になったところで限外濾過を終了した。次に、この残渣成分から粗大粒子を除去するために孔径0.45μmのメンブレンフィルタで吸引濾過を行い、銀ナノ粒子との複合体の水性分散体を濾液として得た(1,029g、不揮発分9.9%、収率97%)。このときの濾物(粗大粒子)は135mg(原料の銀換算で0.14%)であった。 The dispersion obtained after completion of the reaction was subjected to ultrafiltration purification using a hollow fiber UF membrane module (manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., membrane area 0.13 m 2 ). The electrical conductivity of the filtrate was initially 20 mS / cm or more, and the ultrafiltration was terminated when it became 10 μS / cm or less. Next, in order to remove coarse particles from this residual component, suction filtration was performed with a membrane filter having a pore size of 0.45 μm to obtain an aqueous dispersion of a complex with silver nanoparticles as a filtrate (1,029 g, non-volatile content). 9.9%, yield 97%). The filtrate (coarse particles) at this time was 135 mg (0.14% in terms of silver of the raw material).

得られた分散体をサンプリングし、10倍希釈液とすると黄褐色の液となり、その可視吸収スペクトルを測定すると、400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められたことから、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より球形の銀ナノ粒子(平均粒子径6.8nm)が確認された。TG−DTAを用いて、固体中の銀含有率を測定した結果、93.5%を示し、このことから、銀ナノ粒子複合体中の化合物(P1)の含有量は6.5%と見積もることができた。   When the obtained dispersion is sampled and becomes a 10-fold diluted solution, a yellow-brown solution is obtained. When the visible absorption spectrum is measured, a plasmon absorption spectrum peak is observed at 400 nm, confirming the formation of silver nanoparticles. did. Moreover, spherical silver nanoparticles (average particle diameter of 6.8 nm) were confirmed by TEM observation. As a result of measuring the silver content in the solid using TG-DTA, it was found to be 93.5%. From this, the content of the compound (P1) in the silver nanoparticle composite is estimated to be 6.5%. I was able to.

[リン酸基を有する化合物(P1)と銀ナノ粒子との複合体の乾燥温度と電気抵抗率との関係]
スライドガラス表面にポリエチレンイミン10000(純正化学製)の1%水溶液に10秒間浸漬し、水洗後、銀ナノ粒子複合体水性分散体(約10%)に1秒間浸漬し、取り出して冷風乾燥した。次に、所定の温度と時間で加熱処理を行い、シート抵抗と膜厚を測定し、これらの値から電気抵抗率を計算した。シート抵抗と膜厚は、それぞれの試料について3カ所ずつ測定し、第1表にはその平均値を記載した。
[Relationship between drying temperature and electrical resistivity of composite of phosphoric acid group-containing compound (P1) and silver nanoparticles]
The glass slide was immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine 10000 (manufactured by Junsei) for 10 seconds, washed with water, immersed in an aqueous silver nanoparticle composite dispersion (about 10%) for 1 second, taken out, and dried in cold air. Next, heat treatment was performed at a predetermined temperature and time, the sheet resistance and film thickness were measured, and the electrical resistivity was calculated from these values. The sheet resistance and film thickness were measured at three locations for each sample, and Table 1 lists the average values.

Figure 2016000842
Figure 2016000842

第1表のとおり、銀ナノ粒子複合体水性分散体を基材に吸着させた後、室温(20℃)での乾燥、あるいは乾燥に加えて100℃以下の所定の温度で加熱すると、電気めっきを施すに十分な導電膜が得られた。
被めっき物と導電膜との間の密着性を確認するため、テープ剥離試験を行った。
被めっき物の表面に形成された導電膜の縦1cm横2cmの面積に粘着テープ(ニチバン社製)を親指で強く押し付けた後、一気に粘着テープを剥がしたところ、導電膜の剥がれは見られなかった。
As shown in Table 1, after the silver nanoparticle composite aqueous dispersion is adsorbed on the substrate, it is dried at room temperature (20 ° C.) or heated at a predetermined temperature of 100 ° C. or lower in addition to drying. A sufficient conductive film was obtained for the treatment.
In order to confirm the adhesion between the object to be plated and the conductive film, a tape peeling test was performed.
After pressing the adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) with a thumb firmly on the surface of the conductive film formed on the surface of the object to be plated, the adhesive tape was peeled off at once. No peeling of the conductive film was observed. It was.

実施例1
ABS樹脂製の基板(5 cm × 10 cm)をポリエチレンイミン10000(純正化学製)の1%水溶液に2分間浸漬し、取り出して2分間水洗した。次いで20%銀ナノ粒子複合体分散液に2分間浸漬し、取り出して乾燥させた。これを100℃で5分間加熱すると1.6Ω/□のシート抵抗を持つ銀色の導電膜が得られた。
この導電膜付きABS樹脂を98%硫酸50mL/Lで1分間酸洗し、硫酸銅めっき浴(CuSO・5HO 70g/L、 HSO 200g/L)にて電気めっき(電流 2.5A/dm、 30分間)を行った。両面に均一な銅めっき膜が形成され、その厚みは15μmであった。
Example 1
An ABS resin substrate (5 cm × 10 cm) was immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine 10000 (manufactured by Junsei Kagaku) for 2 minutes, taken out, and washed with water for 2 minutes. Subsequently, it was immersed in a 20% silver nanoparticle composite dispersion for 2 minutes, taken out and dried. When this was heated at 100 ° C. for 5 minutes, a silver conductive film having a sheet resistance of 1.6Ω / □ was obtained.
The ABS resin with a conductive film is pickled with 98% sulfuric acid 50 mL / L for 1 minute, and electroplated with a copper sulfate plating bath (CuSO 4 .5H 2 O 70 g / L, H 2 SO 4 200 g / L) (current 2 0.5 A / dm 2 , 30 minutes). Uniform copper plating films were formed on both sides, and the thickness was 15 μm.

実施例2
ABS樹脂製の基板(5 cm × 10 cm)をポリエチレンイミン10000(純正化学製)の1%水溶液に2分間浸漬し、取り出して2分間水洗した。次いで10%銀ナノ粒子複合体分散液に2分間浸漬し、取り出して乾燥させた。これを50℃で5分間加熱すると4Ω/□のシート抵抗を持つ銀色の導電膜が得られた。
この導電膜付きABS樹脂を98%硫酸50mL/Lで1分間酸洗し、硫酸銅めっき浴(CuSO・5HO 70g/L、 HSO 200g/L)にて電気めっき(電流 2.5A/dm、 30分間)を行った。両面に均一な銅めっき膜が形成され、その厚みは15μmであった。
Example 2
An ABS resin substrate (5 cm × 10 cm) was immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine 10000 (manufactured by Junsei Kagaku) for 2 minutes, taken out, and washed with water for 2 minutes. Subsequently, it was immersed in a 10% silver nanoparticle composite dispersion for 2 minutes, taken out and dried. When this was heated at 50 ° C. for 5 minutes, a silver conductive film having a sheet resistance of 4Ω / □ was obtained.
The ABS resin with a conductive film is pickled with 98% sulfuric acid 50 mL / L for 1 minute, and electroplated with a copper sulfate plating bath (CuSO 4 .5H 2 O 70 g / L, H 2 SO 4 200 g / L) (current 2 0.5 A / dm 2 , 30 minutes). Uniform copper plating films were formed on both sides, and the thickness was 15 μm.

上記より、本発明の方法により、工程が簡便で、複雑な形状を有する被めっき物や熱処理による悪影響を受けやすい性質を有する被めっき物の表面にも容易に導電膜を形成させることができ、電気めっき処理により所望の厚みを有するめっき物が得られた。
なお、電気めっき処理前に、被めっき物と前記導電膜との間の密着性を確認するためテープ剥離試験を行った。被めっき物の表面に形成された導電膜の縦1cm横2cmの面積に粘着テープ(ニチバン社製)を親指で強く押し付けた後、一気に粘着テープを剥がしたところ、導電膜の剥がれは見られなかった。
From the above, according to the method of the present invention, the conductive film can be easily formed on the surface of the object to be plated having a simple process, a complicated shape, or the object to be adversely affected by heat treatment, A plated product having a desired thickness was obtained by electroplating.
In addition, before the electroplating treatment, a tape peeling test was performed to confirm the adhesion between the object to be plated and the conductive film. After pressing the adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) with a thumb firmly on the surface of the conductive film formed on the surface of the object to be plated, the adhesive tape was peeled off at once. No peeling of the conductive film was observed. It was.

Claims (8)

(I)被めっき物表面に、金属ナノ粒子保護化合物(X)と金属ナノ粒子(Y)とを含有する金属ナノ粒子複合体を吸着させる工程、
(II)前記工程(I)で得られた金属ナノ粒子複合体が吸着された被めっき物を乾燥する工程、
(III)前記工程(II)で得られた、表面に導電膜が形成された被めっき物に、電気めっきを行う工程を有することを特徴とする、めっき物の製造方法。
(I) a step of adsorbing a metal nanoparticle composite containing the metal nanoparticle protective compound (X) and the metal nanoparticle (Y) on the surface of the object to be plated;
(II) a step of drying the object to be plated on which the metal nanoparticle composite obtained in the step (I) is adsorbed;
(III) A method for producing a plated product, comprising a step of performing electroplating on an object to be plated having a conductive film formed on the surface obtained in the step (II).
前記金属ナノ粒子保護化合物(X)がアニオン性化合物(X1)又はカチオン性化合物(X2)である、請求項2記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 2 whose said metal nanoparticle protection compound (X) is an anionic compound (X1) or a cationic compound (X2). 前記アニオン性化合物(X1)が、重量平均分子量が100〜2,000のポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリル酸エステルとリン酸エステル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとを少なくとも重合させてなる重量平均分子量が3,000〜15,000の化合物である、請求項1又は2記載の製造方法。 The anionic compound (X1) is obtained by polymerizing at least a (meth) acrylic acid ester having a polyethylene glycol chain having a weight average molecular weight of 100 to 2,000 and a (meth) acrylic acid ester having a phosphate group. The production method according to claim 1 or 2, wherein the compound has a weight average molecular weight of 3,000 to 15,000. 前記カチオン性化合物(X2)が、フタロシアニン系化合物、アルキルアミン、アルキルジアミン、又はアルキルアミンとアルキルジアミンとの混合物である、請求項1又は2記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the cationic compound (X2) is a phthalocyanine compound, an alkylamine, an alkyldiamine, or a mixture of an alkylamine and an alkyldiamine. 前記工程(I)を行う前に、被めっき物表面をカチオン化処理剤でカチオン化する工程を有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の製造方法。 The manufacturing method as described in any one of Claims 1-3 which has the process of cationizing the to-be-plated object surface with a cationization processing agent before performing the said process (I). 前記工程(I)の金属ナノ粒子複合体を吸着させる工程が、被めっき物を金属ナノ粒子複合体分散液に浸漬する工程である、請求項1〜5の何れか一項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the step of adsorbing the metal nanoparticle composite in the step (I) is a step of immersing an object to be plated in the metal nanoparticle composite dispersion. . 前記金属ナノ粒子(Y)が、銀ナノ粒子である請求項1〜6の何れか一項に記載の製造方法。 The said metal nanoparticle (Y) is a silver nanoparticle, The manufacturing method as described in any one of Claims 1-6. 請求項1〜7の何れか一項に記載の製造方法で得られる、めっき物。 A plated article obtained by the production method according to claim 1.
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