银纳米线分散液的制造方法技术

本发明专利技术的课题是通过将包含银纳米线和结构导向剂且银浓度为1.0质量％以上的银纳米线粗分散液使用交叉流过滤法进行纯化，而可以高产率制造高纯度的银纳米线分散液。为此，本发明专利技术是一种银纳米线分散液的制造方法，其包含准备包含银纳米线数/总粒子数＞90％的银纳米线和结构导向剂且银浓度为1.0质量％以上的银纳米线粗分散液的步骤(S1～S6)，与通过循环式的交叉流过滤法纯化所述银纳米线粗分散液的交叉流过滤步骤(S7)。叉流过滤步骤(S7)。叉流过滤步骤(S7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】银纳米线分散液的制造方法


[0001]本专利技术涉及银纳米线分散液的制造方法。

技术介绍

[0002]银纳米线是直径为纳米级的线状(wire状)的由银所构成的导电性材料。由银纳米线形成的导电层(薄膜)由于导电性及光透过性高，因此被使用于例如触控面板的透明电极材料等。
[0003]作为这样的银纳米线的制造方法，有例如下述非专利文献1中记载的、在多元醇(二醇溶剂)中使银盐还原的方法(多元醇还原法)。
[0004]以多元醇还原法制造银纳米线时，合成液中除银纳米线以外，由于混合存在有多元醇(二醇)溶剂、作为保护剂使用的聚合物、副生的银纳米粒子等，因此银纳米线的分散液必须通过过滤(全量过滤)或离心沉降而去除不需要物，仅分离出银纳米线。然而，以该方法分离时由于对银纳米线施加应力，因此有越以大规模制造，银纳米线越容易凝集而难以再分散的问题。
[0005]因此，在下述专利文献1～7中，公开了使用交叉流过滤以批式使分散有银纳米线的分散液过滤并纯化的技术。使用交叉流过滤时，可抑制银纳米线的凝集。
[0006]专利文献1中公开了通过使用超滤膜的膜分离法从银纳米线分散液去除亲水性高分子或两亲媒性分子的形态控制剂的方法。专利文献2～5公开了使用交叉流过滤纯化0.4％以下的稀薄银浓度的分散液的方法。专利文献6、7中公开了通过重复进行向反应液中添加20倍量丙酮，静置后进行倾析的方法(清洗步骤)，而一定程度去除过量有机保护剂及银纳米粒子后，进行交叉流过滤而进一步去除长1～5μm左右的线的方法。
[0007][现有技术文献][0008][专利文献][0009]专利文献1：日本特开2009
‑
129732号公报
[0010]专利文献2：国际公开第WO2009/107694号公报
[0011]专利文献3：日本特开2010
‑
84173号公报
[0012]专利文献4：日本特开2013
‑
199690号公报
[0013]专利文献5：美国公开2018
‑
354039号公报
[0014]专利文献6：日本特开2017
‑
220453号公报
[0015]专利文献7：日本特开2016
‑
55283号公报
[0016][非专利文献][0017]非专利文献1：Ducamp
‑
Sanguesa,et al.,J.Solid State Chem.,1992,100,272

技术实现思路

[0018][专利技术要解决的课题][0019]专利文献1中记载的方法是将银浓度的稀薄合成液(约0.35％)浓缩至液量成为
15％(银浓度约2.3％)，并添加乙醇回到初始量的方法，一批次可纯化的银量非常少，为约1g。因此在要增加银纳米线的产量时，必须重复多次进行一连串的批次，而有效率差的课题。专利文献2至7也同样是使用交叉流过滤纯化0.4％以下的稀薄银浓度的分散液的方法，有每批次的生产量少的课题。
[0020]为了提高每批次的生产量，可以考虑提高投入至交叉流过滤的银纳米线分散液的银浓度而增加产量的方法。然而，在将高的银浓度的银纳米线分散液连续通过交叉流过滤而纯化时，由于堆积于过滤器上的银纳米线量增加，因此即使使用交叉流过滤法也难以防止线凝集。因此存在有产率容易变低的问题。
[0021]专利文献6、7中，尽管作为清洗步骤后的浓缩物能够获得银浓度为0.8质量％的分散液，但于交叉流纯化时以纯水稀释至银浓度成为0.08质量％。这认为是因为将0.8质量％的分散液进行交叉流过滤时，与0.08质量％的稀薄条件相比，产率降低的原因。进而即使以稀薄条件实施交叉流过滤，根据合成时加入的银量算出的分离产率为34％，作为制造步骤并非良好值。
[0022]如以上所示，使用交叉流过滤法，以高产率纯化高的银浓度分散液非常困难，迄今完全不存在可实现的先例。
[0023]本专利技术的目的在于提供将包含银纳米线和结构导向剂且银浓度为1.0质量％以上的银纳米线粗分散液，使用交叉流过滤法纯化，而以高产率制造高纯度的银纳米线分散液的方法。
[0024]解决课题的手段
[0025]本专利技术人等为了解决上述课题而反复深入研究的结果，了解到使用交叉流过滤法纯化银浓度为1.0质量％以上的银纳米线粗分散液时，结构导向剂及银纳米粒子的去除不会进行。研究其原因后，发现是因为作为银纳米线的副产物的银纳米粒子阻塞过滤器的原因。
[0026]基于这些见解进一步进行研究的结果，发现通过使用包含结构导向剂且银纳米线数/总粒子数(纳米线数+纳米粒子数)＞90％的银纳米线分散液作为投入至交叉流过滤步骤的分散液，可从包含银纳米线和结构导向剂且银浓度为1.0质量％以上的银纳米线粗分散液效率良好地去除结构导向剂，而可以高产率分离纯化银纳米线，因而完成本专利技术。
[0027]本专利技术包含以下实施方案。
[0028][1].一种银纳米线分散液的制造方法，其包含准备银纳米线粗分散液的步骤和交叉流过滤步骤，
[0029]所述银纳米线粗分散液中包含银纳米线数/总粒子数＞90％的银纳米线和结构导向剂，并且银浓度为1.0质量％以上，
[0030]所述交叉流过滤步骤通过循环式的交叉流过滤法来纯化所述银纳米线粗分散液。
[0031][2].如[1]所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述交叉流过滤步骤中，将每单位过滤面积
·
单位时间的过滤速度控制在16.0kg/m2·
h以下。
[0032][3].如[2]所述的银纳米线分散液的制造方法，所述过滤速度为1.0kg/m2·
h以上。
[0033][4].如[1]～[3]中任一项所述的银纳米线分散液的制造方法，银纳米线粗分散液中包含0.5质量％以上的结构导向剂。
[0034][5].如[1]～[4]中任一项所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述准备银纳米线粗分散液的步骤中包含以下步骤：
[0035]通过合成来制造银纳米线分散于反应溶剂的银纳米线粗分散液的银纳米线粗分散液制造步骤。
[0036][6].如[5]所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述准备银纳米线粗分散液的步骤中，在银纳米线粗分散液制造步骤后还包含以下步骤：
[0037]向所述银纳米线分散于所述反应溶剂的银纳米线粗分散液中添加沉降溶剂，使银纳米线沉降的沉降步骤，
[0038]去除包含副生纳米粒子的所述反应溶剂与沉降溶剂的混合物的上层清液的一部分的上层清液去除步骤，以及
[0039]通过重复多次沉降步骤而去除副生纳米粒子，获得分散液中的银纳米线数/总粒子数＞90％的分散液的再沉降清洗步骤。
[0040][7].如[1]～[6]中任一项所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述交叉流过滤步骤中，在银纳米线粗分散液的浓缩中或浓缩后，以补足作为滤液而被排出的溶剂的方式添加清洗溶剂，由此将银纳米线粗分散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种银纳米线分散液的制造方法，其包含准备银纳米线粗分散液的步骤和交叉流过滤步骤，所述银纳米线粗分散液中包含银纳米线数/总粒子数＞90％的银纳米线和结构导向剂，并且银浓度为1.0质量％以上，所述交叉流过滤步骤通过循环式的交叉流过滤法来纯化所述银纳米线粗分散液。2.如权利要求1所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述交叉流过滤步骤中，将每单位过滤面积
·
单位时间的过滤速度控制在16.0kg/m2•
h以下。3.如权利要求2所述的银纳米线分散液的制造方法，所述过滤速度为1.0kg/m2•
h以上。4.如权利要求1～3中任一项所述的银纳米线分散液的制造方法，银纳米线粗分散液中包含0.5质量％以上的结构导向剂。5.如权利要求1～4中任一项所述的银纳米线分散液的制造方法，在所述准备银纳米线粗分散液的步骤中包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：原真尚，大籏英树，山木繁，鸟羽正彦，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：