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JP6232859B2 - Method for producing metal nanoparticle dispersion - Google Patents
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Description

本発明は、金属ナノ粒子分散液の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a metal nanoparticle dispersion.

数nm〜数十nm程度の粒径を有する金属粒子(金属ナノ粒子)は、バルクの場合とは異なる種々の物理的、化学的特性を示すことが知られている。例えば、金属ナノ粒子の融点は、バルクの場合と比べて低い。このため金属ナノ粒子は、低い焼結温度を有しながら、高い導電性や安定性を実現できる材料として、導電性インキ、導電性ペーストや充填剤等に用いられている。   It is known that metal particles (metal nanoparticles) having a particle size of about several nanometers to several tens of nanometers exhibit various physical and chemical characteristics different from those in the case of bulk. For example, the melting point of metal nanoparticles is lower than in the bulk case. For this reason, metal nanoparticles are used in conductive inks, conductive pastes, fillers, and the like as materials that can achieve high conductivity and stability while having a low sintering temperature.

また、金属ナノ粒子の光学特性を、分子診断や光学デバイスの分野に適用することが試みられている。金属ナノ粒子は、その粒径に応じた光学特性を有することが知られている。例えば銀粒子の場合、その粒径が大きくなるにつれて、そのプラズモン吸収のピークが、長波長側にシフトするとともにブロードとなることが知られている。   In addition, attempts have been made to apply the optical properties of metal nanoparticles to the fields of molecular diagnosis and optical devices. It is known that metal nanoparticles have optical properties corresponding to their particle sizes. For example, in the case of silver particles, it is known that the plasmon absorption peak shifts to the longer wavelength side and becomes broader as the particle size increases.

金属ナノ粒子の製造方法として、溶媒中で金属塩を、還元剤を用いて還元する方法が知られている(特許文献1、2等)。このような手法を用いて金属ナノ粒子を製造する場合、酸化還元反応に対応した設備を要すること、酸化還元反応に時間を要すること、得られた金属ナノ粒子分散液に還元剤が残留すること、金属ナノ粒子の粒子径にばらつきがあること等、様々な課題が存在する。
特許文献3には、酸化還元反応により得られた金コロイドの粒径を、当該金コロイドの溶液の光学特性から推定することにより、当該金コロイドの粒径を調整する方法が開示されている。
As a method for producing metal nanoparticles, a method of reducing a metal salt using a reducing agent in a solvent is known (Patent Documents 1, 2, etc.). When producing metal nanoparticles using such a method, it is necessary to have equipment corresponding to the oxidation-reduction reaction, time is required for the oxidation-reduction reaction, and the reducing agent remains in the obtained metal nanoparticle dispersion. There are various problems such as variations in the particle diameter of the metal nanoparticles.
Patent Document 3 discloses a method of adjusting the particle size of the gold colloid by estimating the particle size of the gold colloid obtained by the oxidation-reduction reaction from the optical properties of the solution of the gold colloid.

特許第5140035号公報Japanese Patent No. 5140035 特許第4108350号公報Japanese Patent No. 4108350 特開2007−23384号公報JP 2007-23384 A

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、還元剤を用いない新規な金属ナノ粒子分散液の製造方法を提供することである。   This invention is made | formed in view of the said situation, and is providing the manufacturing method of the novel metal nanoparticle dispersion liquid which does not use a reducing agent.

本発明に係る金属ナノ粒子分散液の製造方法は、複数の微小突起が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離の平均が500nm以下であり、微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程と、
保護剤と、水及び有機溶剤より選択される1種以上とを含有する保護剤溶液を準備する工程と、
蒸着法を用いて前記微小突起構造体の表面に金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子を形成し、担持する工程と、
前記金属ナノ粒子が担持した前記微小突起構造体の表面と、前記保護剤溶液とを接触させて、前記金属ナノ粒子を前記保護剤溶液へ移す工程とを有し、
前記蒸着法は、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜の厚みが40nm以下となるように調整されていることを特徴とする。
In the method for producing a metal nanoparticle dispersion according to the present invention, a plurality of microprotrusions are closely arranged, an average distance between adjacent microprotrusions is 500 nm or less, and a member having a microprotrusion structure on the surface The process of preparing
Preparing a protective agent solution containing a protective agent and at least one selected from water and an organic solvent;
Forming and supporting metal nanoparticles by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure using a vapor deposition method; and
A step of bringing the surface of the microprojection structure carried by the metal nanoparticles into contact with the protective agent solution and transferring the metal nanoparticles to the protective agent solution,
The vapor deposition method is characterized in that the thickness of a vapor deposition film formed by metal atoms adhering to a flat surface is adjusted to 40 nm or less.

本発明の金属ナノ粒子分散液の製造方法は、金、銀、銅、パラジウム、又は白金からなる金属ナノ粒子に好適に用いることができる。   The manufacturing method of the metal nanoparticle dispersion liquid of this invention can be used suitably for the metal nanoparticle which consists of gold | metal | money, silver, copper, palladium, or platinum.

本発明によれば、還元剤を用いない新規な金属ナノ粒子分散液の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the novel metal nanoparticle dispersion liquid which does not use a reducing agent can be provided.

図1は、本発明に係る金属ナノ粒子分散液の製造方法の一例を示す概略工程図である。FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of a method for producing a metal nanoparticle dispersion according to the present invention. 図2は、ドロネー図の一例を模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a Delaunay diagram. 図3は、微小突起構造体の一例を示す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a microprojection structure. 図4は、微小突起構造体を形成する微小突起の配列の一例を示す模式平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of the microprojections forming the microprojection structure. 図5は、微小突起構造体の形成方法の一例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a method for forming a microprojection structure.

以下、本発明に係る金属ナノ粒子分散液の製造方法について詳細に説明する。
なお、本明細書において「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。
また、「フィルム面(板面、シート面)」とは、対象となるフィルム状(板状、シート状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるフィルム状部材(板状部材、シート状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
Hereinafter, the manufacturing method of the metal nanoparticle dispersion according to the present invention will be described in detail.
In the present specification, the terms “plate”, “sheet”, and “film” are not distinguished from each other only based on the difference in names.
In addition, “film surface (plate surface, sheet surface)” means a target film-like member (plate-like) when the target film-like (plate-like, sheet-like) member is viewed as a whole and globally. It refers to a surface that coincides with the planar direction of the member (sheet-like member).
Furthermore, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.

本発明に係る金属ナノ粒子分散液の製造方法は、複数の微小突起が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離の平均が500nm以下であり、微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程と、
保護剤と、水及び有機溶剤より選択される1種以上とを含有する保護剤溶液を準備する工程と、
蒸着法を用いて前記微小突起構造体の表面に金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子を形成し、担持する工程と、
前記金属ナノ粒子が担持した前記微小突起構造体の表面と、前記保護剤溶液とを接触させて、前記金属ナノ粒子を前記保護剤溶液へ移す工程とを有し、
前記蒸着法は、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜の厚みが40nm以下となるように調整されていることを特徴とする。
In the method for producing a metal nanoparticle dispersion according to the present invention, a plurality of microprotrusions are closely arranged, an average distance between adjacent microprotrusions is 500 nm or less, and a member having a microprotrusion structure on the surface The process of preparing
Preparing a protective agent solution containing a protective agent and at least one selected from water and an organic solvent;
Forming and supporting metal nanoparticles by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure using a vapor deposition method; and
A step of bringing the surface of the microprojection structure carried by the metal nanoparticles into contact with the protective agent solution and transferring the metal nanoparticles to the protective agent solution,
The vapor deposition method is characterized in that the thickness of a vapor deposition film formed by metal atoms adhering to a flat surface is adjusted to 40 nm or less.

本発明の製造方法について、図を参照して説明する。図1は、本発明に係る金属ナノ粒子分散液の製造方法の一例を示す概略工程図である。図1の例では、図1(A)に示すように、複数の微小突起2が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離dの平均が500nm以下であり、微小突起構造体1を表面に有する部材10を準備する。また、図1(B)に示すように、保護剤と、水及び有機溶剤より選択される1種以上とを含有する保護剤溶液4を準備する。次いで、図1(C)のように、蒸着法を用いて前記微小突起構造体1の表面に金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子3を形成し、当該微小突起構造体1の表面に担持する。次いで、図1(D)に示すように、金属ナノ粒子3が担持した微小突起構造体1の表面と、前記保護剤溶液4とを接触させて金属ナノ粒子3を保護剤溶液4に移す(5)。このようにして図1(E)に示すように金属ナノ粒子分散液20が得られる。   The manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of a method for producing a metal nanoparticle dispersion according to the present invention. In the example of FIG. 1, as shown in FIG. 1A, a plurality of microprojections 2 are closely arranged, and the average distance d between the adjacent microprojections is 500 nm or less. The member 10 having the surface is prepared. Moreover, as shown to FIG. 1 (B), the protective agent solution 4 containing a protective agent and 1 or more types selected from water and an organic solvent is prepared. Next, as shown in FIG. 1C, metal nanoparticles 3 are formed by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure 1 by vapor deposition, and the surface of the microprojection structure 1 is formed. Carry. Next, as shown in FIG. 1D, the surface of the microprojection structure 1 carried by the metal nanoparticles 3 is brought into contact with the protective agent solution 4 to transfer the metal nanoparticles 3 to the protective agent solution 4 ( 5). In this way, a metal nanoparticle dispersion 20 is obtained as shown in FIG.

本発明者は鋭意検討の結果、前記特定の微小突起構造体の表面に、上記特定の条件に調整された蒸着法を用いて金属原子を付着すると、バルクな蒸着膜ではなく、金属ナノ粒子が形成されるとの知見を得た。前記微小突起構造体表面に金属原子を特定量で蒸着することにより、金属ナノ粒子が形成される作用については未解明ではあるが、上記特定の形状を有する微小突起構造体においては、金属原子が蒸着した際に、単独の粒子として安定に存在し得る環境にあるものと推定される。
更に、上記特定の方法により得られた金属ナノ粒子の粒度分布は、従来公知の酸化還元法等による製造方法により得られた金属ナノ粒子と比較して、粒度分布が小さくなりやすいことが明らかとなった。そのため本発明の製造方法によれば、所望の粒径に調整しやすいというメリットもある。
蒸着法において平坦面上に形成される蒸着膜は、通常、厚みが均一であり、単位面積あたりに付着する金属原子の量は面内でほぼ一定である。同様に微小突起構造体表面においても、単位面積あたりに付着する金属原子の量は面内でほぼ一定であるため、微小突起構造体表面に形成される金属ナノ粒子は粒径が揃いやすく、当該金属ナノ粒子の粒度分布は小さくなりやすいものと推定される。また、本発明の製造方法においては、当該蒸着法の条件として、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜の厚みが40nm以下となるように予め調整されている。そのため、微小突起構造体表面に形成された金属ナノ粒子同士が凝集しにくい。本発明の製造方法において、金属ナノ粒子の粒径や粒度分布は、微小突起間の平均距離や偏差と、平坦面上に形成される蒸着膜の厚みを40nm以下の範囲で適宜変更することにより適宜調整することができる。
このような微小突起構造体表面に形成された金属ナノ粒子を、水や有機溶剤等に接触させて微小突起構造体から離すと水や有機溶剤に移る。本発明においては、上記特定の保護剤溶液を用いることにより、水乃至有機溶剤中で金属ナノ粒子表面に保護剤が付着することから、凝集することなく分散して、金属ナノ粒子分散液を得ることができる。
このように、本発明の製造方法によれば、還元剤を用いることなく簡便に金属ナノ粒子分散液を得ることができる。また、本発明の製造方法によれば、所望の粒径に調整された粒度分布が小さい金属ナノ粒子を含む金属ナノ粒子分散液を調製しやすいというメリットがある。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that when metal atoms are attached to the surface of the specific microprojection structure using a vapor deposition method adjusted to the specific conditions, metal nanoparticles are not a bulk vapor deposition film. The knowledge that it is formed was obtained. Although the action of forming metal nanoparticles by depositing metal atoms in a specific amount on the surface of the microprojection structure is unclear, in the microprojection structure having the specific shape, metal atoms are It is presumed that when deposited, it is in an environment that can exist stably as a single particle.
Furthermore, it is clear that the particle size distribution of the metal nanoparticles obtained by the above specific method tends to be smaller than that of metal nanoparticles obtained by a conventionally known oxidation-reduction method or the like. became. Therefore, according to the production method of the present invention, there is an advantage that it is easy to adjust to a desired particle size.
The vapor deposition film formed on the flat surface in the vapor deposition method is usually uniform in thickness, and the amount of metal atoms deposited per unit area is substantially constant in the plane. Similarly, even on the surface of the microprojection structure, the amount of metal atoms adhering per unit area is almost constant in the plane, so that the metal nanoparticles formed on the surface of the microprojection structure have a uniform particle size. It is estimated that the particle size distribution of the metal nanoparticles tends to be small. Moreover, in the manufacturing method of this invention, as the conditions of the said vapor deposition method, it adjusts beforehand so that the thickness of the vapor deposition film formed with the metal atom adhering on a flat surface may be 40 nm or less. Therefore, metal nanoparticles formed on the surface of the microprojection structure are difficult to aggregate. In the production method of the present invention, the particle size and particle size distribution of the metal nanoparticles can be appropriately changed by changing the average distance and deviation between the microprotrusions and the thickness of the deposited film formed on the flat surface within a range of 40 nm or less. It can be adjusted appropriately.
When the metal nanoparticles formed on the surface of such a microprojection structure are brought into contact with water or an organic solvent and separated from the microprojection structure, the metal nanoparticles are transferred to water or an organic solvent. In the present invention, by using the above specific protective agent solution, the protective agent adheres to the surface of the metal nanoparticles in water or an organic solvent, so that the metal nanoparticle dispersion liquid is obtained by dispersing without aggregation. be able to.
Thus, according to the production method of the present invention, a metal nanoparticle dispersion can be easily obtained without using a reducing agent. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, there exists a merit that it is easy to prepare the metal nanoparticle dispersion liquid containing the metal nanoparticle with a small particle size distribution adjusted to the desired particle size.

<微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程>
本発明の製造方法に用いられる微小突起構造体を表面に有する部材10(以下、単に部材10と称する場合がある)は、複数の微小突起2が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離dの平均が500nm以下である微小突起構造体1を表面に有する。当該微小突起構造体1の表面に、蒸着法によりを用いて金属原子を付着させることにより、金属ナノ粒子を形成することができる。
<Step of preparing a member having a microprojection structure on the surface>
A member 10 (hereinafter, simply referred to as “member 10”) having a microprojection structure on the surface used in the manufacturing method of the present invention has a plurality of microprojections 2 arranged in close contact with each other and between the adjacent microprojections. The surface of the microprojection structure 1 has an average distance d of 500 nm or less. Metal nanoparticles can be formed by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure 1 by vapor deposition.

(微小突起構造体を表面に有する部材)
本発明において微小突起構造体を表面に有する部材10は、少なくとも一つの面が上記特定の微小突起構造体を有すればよく、その他の部分は任意の形状とすることができるが、製造が容易な点から、また、金属ナノ粒子を離すのが容易な点から、シート状基材の一面側に樹脂組成物又はその硬化物からなる複数の微小突起が密接して配置されてなる微小突起群を備えた微小突起構造体を有する部材であることが好ましい。
(Member having a microprojection structure on the surface)
In the present invention, the member 10 having the microprojection structure on the surface only needs to have at least one surface of the specific microprojection structure, and the other portions can have any shape, but are easy to manufacture. In addition, from the point that it is easy to separate the metal nanoparticles, a group of microprotrusions in which a plurality of microprotrusions made of a resin composition or a cured product thereof are closely arranged on one side of a sheet-like substrate It is preferable that it is a member which has the microprotrusion structure provided with.

微小突起構造体1は、複数の微小突起2が密接して配置されている。微小突起構造体を構成する各微小突起は、基材に植立するように形成され、その形状は、特に限定されないが、中でも、当該微小突起の深さ方向と直交する水平面で切断したと仮定したときの水平断面内における当該微小突起を形成する材料部分の断面積占有率が、当該微小突起の頂部から最深部方向に近づくに従い連続的に漸次増加する構造、すなわち各微小突起が先細りとなる構造を有するものが好ましい。このような微小突起の形状の具体例としては、半円状、半楕円状、三角形状、放物線状、釣鐘状等の垂直断面形状を有するものが挙げられる。複数ある微小突起は、同一の形状を有していても異なる形状を有していてもよい。また、微小突起の頂上は、曲面を有することが好ましい。   In the microprojection structure 1, a plurality of microprojections 2 are closely arranged. Each microprotrusion constituting the microprotrusion structure is formed so as to be planted on the base material, and the shape thereof is not particularly limited, but it is assumed that the microprojection is cut by a horizontal plane perpendicular to the depth direction of the microprotrusion. The cross-sectional area occupancy rate of the material part forming the microprojections in the horizontal cross section when it is gradually increased from the top of the microprojection toward the deepest portion, that is, each microprojection is tapered. Those having a structure are preferred. Specific examples of the shape of such minute protrusions include those having a vertical cross-sectional shape such as semicircular, semielliptical, triangular, parabolic, bell-shaped. The plurality of microprotrusions may have the same shape or different shapes. Moreover, it is preferable that the top of the fine protrusion has a curved surface.

本発明において、前記微小突起構造体を構成する微小突起は、金属ナノ粒子が形成されるように、隣接する前記微小突起間の距離d(以下、「隣接突起間距離d」と称する。)の平均dAVGが、500nm以下となるよう密接して配置される。この隣接突起間距離dに係る隣接する微小突起は、いわゆる隣り合う微小突起であり、基材側の付け根部分である微小突起の裾の部分が接している突起である。本発明に用いられる微小突起構造体を表面に有する部材は、微小突起が密接して配置されることにより、微小突起間の谷の部位を順次辿るようにして線分を作成すると、平面視において各微小突起を囲む多角形状領域を多数連結してなる網目状の模様が作製されることになる。隣接突起間距離dに係る隣接する微小突起は、この網目状の模様を構成する一部の線分を共有する突起である。
また、前記微小突起の平均隣接突起間距離dAVGは、適宜選択すればよい。中でも、平均隣接突起間距離dAVGが、50〜300nmであることが好ましく、70〜180nmであることが特に好ましい。平均隣接突起間距離dAVGが上記下限値以上であれば、形成された金属ナノ粒子間の距離が確保され、凝集が生じにくい。一方、平均隣接突起間距離dAVGが上記上限値以下であれば、蒸着膜となりにくく、金属ナノ粒子が形成されやすい。
微小突起の高さH(図1中のH)は、適宜設定すればよい。中でも、高さの平均値HAVGが、50〜350nmであることが好ましく、100〜250nmであることがより好ましい。
In the present invention, the microprotrusions constituting the microprotrusion structure have a distance d between adjacent microprotrusions (hereinafter referred to as “distance between adjacent protrusions d”) so that metal nanoparticles are formed. It arrange | positions closely so that average dAVG may be 500 nm or less. The adjacent minute protrusions related to the distance d between the adjacent protrusions are so-called adjacent minute protrusions, and are protrusions that are in contact with the skirt portions of the minute protrusions that are base portions on the base material side. In the member having the microprojection structure used in the present invention on the surface, when the microprojections are closely arranged, a line segment is created so as to sequentially follow the valley portions between the microprojections. A mesh-like pattern formed by connecting a large number of polygonal regions surrounding each minute protrusion is produced. The adjacent minute protrusions related to the distance d between the adjacent protrusions are protrusions that share a part of the line segments constituting the mesh pattern.
The average distance d AVG between adjacent adjacent protrusions of the minute protrusions may be selected as appropriate. Among these, the average distance d AVG between adjacent protrusions is preferably 50 to 300 nm, and particularly preferably 70 to 180 nm. If the average distance d AVG between adjacent protrusions is equal to or greater than the above lower limit, the distance between the formed metal nanoparticles is secured and aggregation is unlikely to occur. On the other hand, when the average distance d AVG between adjacent protrusions is equal to or less than the above upper limit value, it is difficult to form a deposited film and metal nanoparticles are easily formed.
The height H of the microprotrusions (H in FIG. 1) may be set as appropriate. Among them, the average value H AVG height is preferably from 50~350Nm, and more preferably 100 to 250 nm.

本発明において隣接突起間隔d及び微小突起の高さHは以下の方法により測定される。
(1)先ず、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)又は走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて突起の面内配列(突起配列の平面視形状)を検出する。
In the present invention, the distance d between adjacent protrusions and the height H of the minute protrusions are measured by the following method.
(1) First, an in-plane arrangement of projections (planar shape of the projection arrangement) is detected using an atomic force microscope (AFM) or a scanning electron microscope (SEM).

(2)続いてこの求められた面内配列から各突起の高さの極大点(以下、単に極大点と称する。)を検出する。なお極大点を求める方法としては、平面視形状と対応する断面形状の拡大写真とを逐次対比して極大点を求める方法、平面視拡大写真の画像処理によって極大点を求める方法等、種々の手法を適用することができる。   (2) Subsequently, a maximum point of the height of each protrusion (hereinafter simply referred to as a maximum point) is detected from the obtained in-plane arrangement. There are various methods for obtaining the maximum point, such as a method of sequentially comparing the planar view shape and the enlarged photograph of the corresponding cross-sectional shape to obtain the maximum point, and a method of obtaining the maximum point by image processing of the plan view enlarged photo. Can be applied.

(3)次に検出した極大点を母点とするドロネー図(Delaunary Diagram)を作成する。図2にドロネー図の一例を示す模式平面図を示す。図2の例に示されるようにドロネー図とは、各極大点21を母点としてボロノイ分割を行った場合に、ボロノイ領域が隣接する母点同士を隣接母点と定義し、各隣接母点同士を線分22で結んで得られる3角形の集合体からなる網状図形である。各3角形は、ドロネー3角形と呼ばれ、各3角形の辺(隣接母点同士を結ぶ線分)は、ドロネー線と呼ばれる。   (3) Next, a Delaunay diagram with the detected maximum point as a generating point is created. FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of a Delaunay diagram. As shown in the example of FIG. 2, the Delaunay diagram is defined such that, when Voronoi division is performed using each local maximum point 21 as a generating point, generating points adjacent to each other in Voronoi regions are defined as adjacent generating points. It is a net-like figure composed of a triangular aggregate obtained by connecting each other with a line segment 22. Each triangle is called a Delaunay triangle, and a side of each triangle (a line segment connecting adjacent generating points) is called a Delaunay line.

(4)次に、各ドロネー線の線分長の度数分布、すなわち隣接する極大点間の距離(隣接突起間距離)の平面視の拡大写真から、5〜20個程度の互いに隣接する前記微細構造を有しない微小突起を選んで、その隣接突起間距離の値を標本抽出し、この標本抽出して求められる数値範囲から明らかに外れる値(通常、標本抽出して求められる隣接突起間距離平均値に対して、値が1/2以下のデータ)を除外して度数分布を検出する。   (4) Next, from the enlarged photograph of the frequency distribution of the line length of each Delaunay line, that is, the distance between adjacent maximum points (distance between adjacent protrusions) in a plan view, about 5 to 20 of the above-mentioned minute adjacent to each other Select a microprojection that does not have a structure, sample the value of the distance between adjacent projections, and clearly deviate from the numerical range obtained by sampling (typically the average distance between adjacent projections obtained by sampling) The frequency distribution is detected by excluding data whose value is 1/2 or less of the value.

(5)このようにして求めた隣接突起間距離dの度数分布を正規分布とみなして平均値dAVG及び標準偏差σを求める。本発明においては、隣接突起間距離dの最大値dmaxをdmax=dAVG+2σと定義して算出する。 (5) The frequency distribution of the distance d between adjacent protrusions thus determined is regarded as a normal distribution, and the average value d AVG and the standard deviation σ d are determined. In the present invention, the maximum value d max of the distance d between adjacent protrusions is defined as d max = d AVG + 2σ d and is calculated.

同様の手法を適用して突起の高さを定義する。この場合、上述の(2)により求められる極大点から、特定の基準位置からの各極大点位置の相対的な高さの差を取得してヒストグラム化する。このヒストグラムによる度数分布から突起高さの平均値HAVG、標準偏差σを求める。
本発明の微小突起は、突起の頂部に凹部が存在する微細構造や、頂部が複数の峰に分裂している微細構造を有していてもよい。このような突起の頂部に凹部が存在する微細構造、或いは、頂部が複数の峰に分裂している微細構造を有する微小突起が含まれる場合は、1つの微小突起が頂点を複数有していることにより、1つの突起に対してこれら複数のデータが突起高さHのヒストグラムにおいて混在することになる。そこでこの場合は麓部が同一の微小突起に属するそれぞれ複数の頂点の中から高さの最も高い頂点を、当該微小突起の突起高さとして採用して度数分布を求める。
A similar technique is applied to define the height of the protrusion. In this case, a relative height difference of each local maximum point position from a specific reference position is acquired from the local maximum point obtained by the above (2), and is histogrammed. The average value H AVG of the projection height and the standard deviation σ H are obtained from the frequency distribution based on this histogram.
The microprojection of the present invention may have a microstructure in which a recess is present at the top of the projection or a microstructure in which the top is split into a plurality of peaks. In the case where a microprojection having a microscopic structure in which a concave portion exists at the top of such a projection or a microstructure in which the top is divided into a plurality of peaks is included, one microprojection has a plurality of vertices. Thus, the plurality of data are mixed in the histogram of the protrusion height H for one protrusion. Therefore, in this case, the frequency distribution is obtained by adopting the vertex having the highest height from among the plurality of vertices belonging to the same microprotrusion as the protuberance.

なお、微小突起の高さを測る際の基準位置は、突起付け根位置、すなわち隣接する微小突起の間の谷底(高さの極小点)を高さ0の基準とする。但し、係る谷底の高さ自体が場所によって異なる場合、例えば、各微小突起間の谷底を連ねた包絡面が、微小突起の隣接突起間距離に比べて大きな周期でうねった凹凸形状を有する場合(図3参照)等は、(1)先ず、微小突起構造体30の微小突起表面31とは反対側の面から測った各谷底の高さの平均値を、該平均値が収束するに足る面積の中で算出する。(2)次いで、該平均値の高さを有し、且つ微小突起構造体30の微小突起表面31とは反対側の面と平行な面を基準面として考える。(3)その後、該基準面を改めて高さ0として、該基準面からの各微小突起の高さを算出する。   The reference position for measuring the height of the microprojections is the base position of the projection, that is, the valley bottom (minimum point of height) between the adjacent microprojections is used as the reference for the height 0. However, when the height of the valley bottom itself varies depending on the location, for example, when the envelope surface connecting the valley bottoms between the microprojections has a concavo-convex shape with a large period compared to the distance between adjacent projections of the microprojections ( (1) First, an area sufficient to converge the average value of the height of each valley bottom measured from the surface opposite to the surface 31 of the microprojection structure 30 of the microprojection structure 30. Calculate in (2) Next, a plane having the average height and parallel to the surface opposite to the microprojection surface 31 of the microprojection structure 30 is considered as a reference plane. (3) Then, the height of each microprotrusion from the reference surface is calculated by setting the reference surface to a height of 0 again.

また、微小突起構造体30の良好な平滑性を確保するために、前記周期Dでうねった凹凸面33の高低差(図3中のh)は、10nm以下であることが好ましく、1nm〜5nmの範囲内であることがより好ましい。なお、前記凹凸面33により形成される凹凸面の高低差は、例えば500nm以上離れた微小突起32の谷底部の位置の高低差を測定することにより求めることができる。微小突起32の谷底部の位置は、微小突起構造体30を、厚み方向に切断した垂直断面のTEM写真又はSEM写真を用いて観察することにより求めることができる。   Further, in order to ensure good smoothness of the microprojection structure 30, the height difference (h in FIG. 3) of the concavo-convex surface 33 undulated with the period D is preferably 10 nm or less, and 1 nm to 5 nm. It is more preferable to be within the range. In addition, the height difference of the uneven surface formed by the uneven surface 33 can be obtained by measuring the height difference of the position of the valley bottom portion of the minute protrusion 32 separated by, for example, 500 nm or more. The position of the valley bottom portion of the microprojection 32 can be obtained by observing the microprojection structure 30 using a TEM photograph or SEM photograph of a vertical section cut in the thickness direction.

前記第一の微小突起構造体中の各微小突起が同一の高さHを有し、当該微小突起が一定周期で規則正しく配置されている場合、隣接突起間距離dの標準偏差σが0となり、微小突起配列の周期pと一致するため、dAVG=pとなる。
一方突起が不規則に配置されている場合には、上述のようにして求めた平均隣接突起間距離が500nm以下であればよい。
金属ナノ粒子の粒度分布を小さくしたい場合は、隣接突起間距離の標準偏差σを小さくすればよく、σ=0であること、即ち、微小突起が一定周期で規則正しく配置されていることが好ましい。
When the microprotrusions in the first microprotrusion structure have the same height H and the microprotrusions are regularly arranged at a constant period, the standard deviation σ d of the distance d between adjacent protrusions becomes zero. Since it coincides with the period p of the microprojection arrangement, d AVG = p.
On the other hand, when the protrusions are irregularly arranged, the average distance between adjacent protrusions obtained as described above may be 500 nm or less.
When it is desired to reduce the particle size distribution of the metal nanoparticles, the standard deviation σ d of the distance between adjacent protrusions may be reduced, and σ d = 0, that is, the minute protrusions are regularly arranged at a constant period. preferable.

微小突起のアスペクト比(平均突起高さHAVG/平均隣接突起間隔dAVG)は、本発明の効果を損なわない範囲で特に限定されないが、0.8〜2.5であることが好ましく、更に、0.8〜2.1であることがより好ましい。 The aspect ratio of the fine protrusions (average protrusion height H AVG / average adjacent protrusion interval d AVG ) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but is preferably 0.8 to 2.5, and 0.8 to 2.1 is more preferable.

また、微小突起構造体の表面を形成する微小突起は、金属ナノ粒子の形成が良好な点から、六方格子状、準六方格子状、四方格子状、又は準四方格子状に周期的に配列されてなることが好ましい。
ここで、六方格子とは、正六角形状の格子のことをいい、準六方格子とは、正六角形状の格子とは異なり、歪んだ正六角形状の格子のことをいう。また、四方格子とは、正四角形状の格子のことをいい、準四方格子とは、正四角形状の格子とは異なり、歪んだ正四角形状の格子のことをいう。
六方格子状に周期的に配列されてなるとは、正六角形状の格子パターンにより周期的に配列されてなることをいい、準六方格子状に周期的に配列されてなるとは、例えば微小突起の配列方向に引き伸ばされ歪んだ六方格子パターンにより周期的に配列されてなるものが挙げられる。なお、微小突起の配列は、直線状のみならず、蛇行していてもよい。図4に示すように、隣接する3列の直線状の配列(T1〜T3)間において、a1〜a7の各点に微小突起34の中心が位置するように微小突起34を配置することにより、微小突起34は、六方格子状または準六方格子状に周期的に配列される。
本発明において、微小突起構造体の表面を形成する微小突起は、金属ナノ粒子の形成が良好な点から、微小突起の充填率が高いことが好ましく、微小突起が密接して配置されていることがより好ましい。中でも、六方最密格子状に微小突起が周期的に配置されていることがより好ましい。
In addition, the microprojections forming the surface of the microprojection structure are periodically arranged in a hexagonal lattice shape, a quasi-hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or a quasi-tetragonal lattice shape from the viewpoint of good formation of metal nanoparticles. It is preferable that
Here, the hexagonal lattice refers to a regular hexagonal lattice, and the quasi-hexagonal lattice refers to a distorted regular hexagonal lattice unlike a regular hexagonal lattice. Further, the tetragonal lattice refers to a regular tetragonal lattice, and the quasi-tetragonal lattice refers to a distorted regular tetragonal lattice unlike the regular tetragonal lattice.
To be arranged periodically in a hexagonal lattice means to be periodically arranged in a regular hexagonal lattice pattern, and to be arranged periodically in a quasi-hexagonal lattice, for example, an arrangement of microprojections Examples include those periodically arranged in a hexagonal lattice pattern stretched in the direction and distorted. In addition, the arrangement | sequence of a microprotrusion may meander not only in linear form. As shown in FIG. 4, between the adjacent three rows of linear arrays (T1 to T3), by arranging the microprojections 34 so that the centers of the microprojections 34 are located at the points a1 to a7, The microprojections 34 are periodically arranged in a hexagonal lattice pattern or a quasi-hexagonal lattice pattern.
In the present invention, the microprojections forming the surface of the microprojection structure preferably have a high filling ratio of the microprojections from the viewpoint of good formation of metal nanoparticles, and the microprojections are closely arranged. Is more preferable. Among these, it is more preferable that the minute projections are periodically arranged in a hexagonal close-packed lattice shape.

第一の微小突起構造体の厚み(図1におけるT)は、適宜調整すればよいが、3μm〜30μmであることが好ましく、5μm〜10μmであることがより好ましい。   The thickness of the first microprojection structure (T in FIG. 1) may be adjusted as appropriate, but is preferably 3 μm to 30 μm, and more preferably 5 μm to 10 μm.

また、本発明においては、金属ナノ粒子が形成されやすい点から、微小突起構造体表面における純水の静的接触角が、θ/2法で90°〜160°であることが好ましく、100°〜150°であることがより好ましい。
なお、本発明において静的接触角は、測定対象物の表面に1.0μLの純水を滴下し、着滴1秒後に、滴下した液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の、固体表面に対する角度から接触角を算出するθ/2法に従って測定した接触角とする。測定装置としては、例えば、協和界面科学社製 接触角計DM 500を用いることができる。
In the present invention, from the viewpoint that metal nanoparticles are easily formed, the static contact angle of pure water on the surface of the microprojection structure is preferably 90 ° to 160 ° by the θ / 2 method. More preferably, it is ˜150 °.
In the present invention, the static contact angle is defined as the straight line connecting the left and right end points and the apex of the dropped droplet to the surface of the solid after 1.0 s of pure water is dropped on the surface of the object to be measured. The contact angle is measured according to the θ / 2 method for calculating the contact angle from the angle. As the measuring device, for example, a contact angle meter DM 500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. can be used.

(微小突起構造体を表面に有する部材の製造方法)
微小突起構造体を表面に有する部材の製造方法は、上述の微小突起構造体を形成できる方法であれば特に限定されない。
基材の一方の面に樹脂組成物の硬化物からなる複数の微小突起が密接して配置されてなる微小突起群を備えた微小突起構造体を有する部材の製造方法の具体例としては、まず基材上に微小突起構造体形成用樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、所望の凹凸形状を有する微小突起構造体形成用原版の該凹凸形状を、前記樹脂組成物の塗膜に賦形した後、前記樹脂組成物を硬化させることにより微小突起構造体を形成し、前記微小突起構造体形成用原版を剥離する方法等が挙げられる。
なお、微小突起構造体形成用原版の凹凸形状とは、多数の微小孔が密に形成されたものであり、微小突起構造体が備える微小突起群の形状に対応する形状である。
また、微小突起構造体形成用原版の凹凸形状を樹脂組成物に賦形し、該樹脂組成物を硬化させる方法は、樹脂組成物の種類等に応じて適宜選択することができる。
(Manufacturing method of member having microprojection structure on surface)
The method for producing a member having a microprojection structure on the surface is not particularly limited as long as the method can form the above-described microprojection structure.
As a specific example of a method for producing a member having a microprojection structure provided with a microprojection group in which a plurality of microprojections made of a cured resin composition is closely arranged on one surface of a substrate, A resin composition for forming microprojection structures is applied onto a substrate to form a coating film, and the uneven shape of the original plate for forming microprojection structures having a desired uneven shape is applied to the coating film of the resin composition. Examples thereof include a method of forming a microprojection structure by curing the resin composition after shaping, and peeling the original plate for forming the microprojection structure.
The concave / convex shape of the original plate for forming a microprojection structure is a shape in which a large number of micropores are densely formed and corresponds to the shape of a group of microprojections provided in the microprojection structure.
Moreover, the method of shaping the concave / convex shape of the original plate for forming a microprojection structure into a resin composition and curing the resin composition can be appropriately selected according to the type of the resin composition.

(1)基材
上記基材は適宜選択すればよく、特に限定されない。前記基材に用いられる材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂、ソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、PLZT等のセラミックス、石英、蛍石等の無機材料、金属、紙、木、及びこれらの複合材料等が挙げられる。
また、前記基材は、ロールの形で供給されるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよく、用途に応じて適宜選択することができる。
(1) Base material The base material may be selected as appropriate and is not particularly limited. Examples of the material used for the base material include polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, olefin resins such as polyethylene and polymethylpentene, acrylic resins, polyurethane resins, polyethersulfone and polycarbonate, Resins such as polysulfone, polyether, polyetherketone, acrylonitrile, methacrylonitrile, cycloolefin polymer, cycloolefin copolymer, glass such as soda glass, potassium glass, lead glass, ceramics such as PLZT, inorganic such as quartz and fluorite Examples include materials, metals, paper, wood, and composite materials thereof.
Further, the substrate may be any of those supplied in the form of a roll, those that do not bend enough to be wound, but that are curved by applying a load, and those that do not bend completely. You can choose.

本発明に用いられる基材の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
また、後述する微小突起構造体が基材とは別の材料からなる微小突起層に形成される場合は、層間の密着性、塗工適性、表面平滑性等の基材表面性能を向上させる点から、基材上に中間層を形成してもよい。
The structure of the base material used in the present invention is not limited to a structure composed of a single layer, and may have a structure in which a plurality of layers are laminated. When it has the structure by which the several layer was laminated | stacked, the layer of the same composition may be laminated | stacked, and the several layer which has a different composition may be laminated | stacked.
In addition, when the microprojection structure to be described later is formed on a microprojection layer made of a material different from the substrate, the surface performance of the substrate such as adhesion between layers, coating suitability, and surface smoothness is improved. From the above, an intermediate layer may be formed on the substrate.

(2)樹脂組成物
微小突起構造体形成用の樹脂組成物は、少なくとも樹脂を含み、必要に応じて重合開始剤等その他の成分を含有する。当該樹脂組成物に用いられる樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系等の電離放射線硬化性樹脂、アクリレート系、ウレタン系、エポキシ系、ポリシロキサン系等の熱硬化性樹脂、アクリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の熱可塑性樹脂等の各種材料及び各種硬化形態の賦型用樹脂を使用することができる。なお、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線(UV、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線等が挙げられる。
(2) Resin composition The resin composition for forming the microprojection structure includes at least a resin and, if necessary, other components such as a polymerization initiator. The resin used in the resin composition is not particularly limited. For example, ionizing radiation curable resins such as acrylate-based, epoxy-based, and polyester-based resins, and thermosetting such as acrylate-based, urethane-based, epoxy-based, and polysiloxane-based resins. Various materials such as thermoplastic resins such as curable resins, acrylate-based, polyester-based, polycarbonate-based, polyethylene-based, and polypropylene-based resins, and molding resins in various cured forms can be used. The ionizing radiation means electromagnetic waves or charged particles having energy that can be cured by polymerizing molecules. For example, all ultraviolet rays (UV, UV-B, UV-C), visible rays, gamma rays, X Examples thereof include an electron beam and an electron beam.

上記樹脂としては、微小突起の成形性及び機械的強度に優れる点から電離放射線硬化性樹脂が好ましい。電離放射線硬化性樹脂とは、分子中にラジカル重合性及び/又はカチオン重合性結合を有する単量体、低重合度の重合体、反応性重合体を適宜混合したものであり、重合開始剤によって硬化されるものである。なお、非反応性重合体を含有してもよい。   As the resin, an ionizing radiation curable resin is preferable from the viewpoint of excellent moldability and mechanical strength of fine protrusions. The ionizing radiation curable resin is a mixture of a monomer having radically polymerizable and / or cationically polymerizable bonds in the molecule, a polymer having a low polymerization degree, and a reactive polymer, depending on the polymerization initiator. It is to be cured. In addition, you may contain a non-reactive polymer.

微小突起構造体形成用の樹脂組成物は、さらに必要に応じて、重合開始剤、離型剤、光増感剤、酸化防止剤、重合禁止剤、架橋剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、粘度調整剤、密着性向上剤等を含有することもできる。   The resin composition for forming the microprojection structure further comprises a polymerization initiator, a release agent, a photosensitizer, an antioxidant, a polymerization inhibitor, a crosslinking agent, an infrared absorber, an antistatic agent, if necessary. A viscosity modifier, an adhesion improver, etc. can also be contained.

(3)微小突起構造体形成用原版
前記微小突起構造体形成用原版としては、繰り返し使用した際に変形および摩耗するものでなければ、特に限定されるものではなく、金属製であっても良く、樹脂製であっても良いが、通常、耐変形性および耐摩耗性に優れている点から、金属製が好適に用いられる。
前記微小突起構造体形成用原版の凹凸形状を有する面は、特に限定されないが、酸化されやすく、陽極酸化による加工が容易である点から、アルミニウムからなることが好ましい。
前記微小突起構造体形成用原版は、具体的には、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属製の母材の表面に、直接に又は各種の中間層を介して、スパッタリング等により純度の高いアルミニウム層が設けられ、当該アルミニウム層に凹凸形状を形成したものが挙げられる。前記母材は、前記アルミニウム層を設ける前に、電解溶出作用と、砥粒による擦過作用の複合による電解複合研磨法によって母材の表面を超鏡面化しても良い。
前記微小突起構造体形成用原版に凹凸形状を形成する方法としては、例えば、陽極酸化法によって前記アルミニウム層の表面に複数の微小孔を形成する陽極酸化工程と、前記アルミニウム層をエッチングすることにより前記微小孔の開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程と、前記アルミニウム層を前記第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより前記微小孔の孔径を拡大する第2エッチング工程とを順次繰り返し実施することによって形成することができる。
微小突起構造体形成用原版に凹凸形状を形成する際には、アルミニウム層の純度(不純物量)や結晶粒径、陽極酸化処理及び/又はエッチング処理の諸条件を適宜調整することによって、所望の形状とすることができる。前記陽極酸化処理において、より具体的には、液温、印加する電圧、陽極酸化に供する時間等の管理により、微小孔をそれぞれ目的とする深さ及び形状に作製することができる。
(3) Microprojection structure forming original plate The microprojection structure forming original plate is not particularly limited as long as it does not deform and wear when repeatedly used, and may be made of metal. Although it may be made of resin, metal is usually preferably used because it is excellent in deformation resistance and wear resistance.
The surface having the concavo-convex shape of the original plate for forming a microprojection structure is not particularly limited, but is preferably made of aluminum from the viewpoint of being easily oxidized and easily processed by anodization.
Specifically, the original plate for forming the microprojection structure has high purity by sputtering or the like directly on the surface of a metal base material such as stainless steel, copper, or aluminum, or through various intermediate layers. An aluminum layer is provided, and the aluminum layer is formed with an uneven shape. Prior to providing the aluminum layer, the surface of the base material may be made into a super mirror surface by an electrolytic composite polishing method in which electrolytic elution action and abrasion action by abrasive grains are combined.
Examples of a method for forming a concavo-convex shape on the original plate for forming a microprojection structure include, for example, an anodic oxidation step of forming a plurality of micropores on the surface of the aluminum layer by an anodic oxidation method, and etching the aluminum layer. A first etching step for forming a tapered shape in the opening of the microhole, and a second for enlarging the hole diameter of the microhole by etching the aluminum layer at an etching rate higher than the etching rate of the first etching step. It can be formed by sequentially repeating the etching process.
When forming an uneven shape on the original plate for forming a microprojection structure, the purity (impurity amount), crystal grain size, anodizing treatment and / or etching treatment conditions of the aluminum layer are appropriately adjusted to obtain a desired shape. It can be a shape. In the anodic oxidation treatment, more specifically, the micropores can be produced to the desired depth and shape by managing the liquid temperature, the applied voltage, the time for the anodic oxidation, and the like.

また、前記微小突起構造体形成用原版の形状としては、例えば、平板状、ロール状等が挙げられ、特に限定されるものではないが、生産性向上の観点からは、ロール状が好ましい。本発明においては、前記微小突起構造体形成用原版として、ロール状の金型(以下、「ロール金型」と称する場合がある。)を用いることが好ましい。
前記ロール金型としては、例えば、母材として、円筒形状の金属材料を用い、当該母材の周側面に、直接に又は各種の中間層を介して設けられたアルミニウム層に、上述したように、陽極酸化処理、エッチング処理の繰り返しにより、凹凸形状が作製されたものが挙げられる。
Moreover, examples of the shape of the original plate for forming a microprojection structure include a flat plate shape and a roll shape, and are not particularly limited, but a roll shape is preferable from the viewpoint of improving productivity. In the present invention, it is preferable to use a roll-shaped mold (hereinafter sometimes referred to as “roll mold”) as the original plate for forming the microprojection structure.
As the roll mold, for example, as described above, a cylindrical metal material is used as a base material, and the aluminum layer provided on the peripheral side surface of the base material directly or through various intermediate layers, as described above. In other words, the concavo-convex shape is produced by repeating the anodizing treatment and the etching treatment.

図5に、微小突起構造体形成用の樹脂組成物として紫外線硬化性樹脂組成物を用い、微小突起構造体形成用原版としてロール金型を用いて、微小突起構造体を表面に有する部材を製造する方法の一例を示す。この製造方法では、まず、樹脂供給工程において、ダイ41により、帯状フィルム形態の基材45に、微小突起構造体の受容層46を構成する未硬化で液状の紫外線硬化性樹脂組成物を塗布する。尚、紫外線硬化性樹脂組成物の塗布については、ダイ41による場合に限らず、各種の手法を適用することができる。続いて、押圧ローラ43により、賦形用金型であるロール金型42の周側面に基材45を加圧押圧し、これにより基材45に未硬化の受容層46を密着させると共に、ロール金型42の周側面に形成された微小な凹凸形状の凹部に受容層46を構成する紫外線硬化性樹脂組成物を充分に充填する。この状態で、紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させ、これにより基材45の微小突起構造体47が形成される。続いて剥離ローラ44を介してロール金型42から、硬化した微小突起構造体47と一体に基材45を剥離する。必要に応じてこの基材45に粘着層等を積層した後、所望の大きさに切断する。これにより、所望の形状の微小突起が形成された微小突起構造体が形成される。   In FIG. 5, a member having a microprojection structure on the surface is manufactured by using an ultraviolet curable resin composition as a resin composition for forming the microprojection structure and using a roll mold as an original plate for forming the microprojection structure. An example of how to do this is shown. In this manufacturing method, first, in the resin supply step, an uncured and liquid ultraviolet curable resin composition that constitutes the receiving layer 46 of the microprojection structure is applied to the substrate 45 in the form of a belt-like film by the die 41. . In addition, about application | coating of an ultraviolet curable resin composition, not only the case by the die | dye 41 but various methods are applicable. Subsequently, the pressing roller 43 presses and presses the base material 45 against the peripheral side surface of the roll die 42 which is a shaping die, thereby bringing the uncured receiving layer 46 into close contact with the base material 45 and the roll. The fine concavo-convex recesses formed on the peripheral side surface of the mold 42 are sufficiently filled with the ultraviolet curable resin composition constituting the receiving layer 46. In this state, the ultraviolet curable resin composition is cured by irradiation with ultraviolet rays, whereby the microprojection structure 47 of the substrate 45 is formed. Subsequently, the substrate 45 is peeled off from the roll die 42 via the peeling roller 44 together with the hardened microprojection structure 47. If necessary, an adhesive layer or the like is laminated on the substrate 45 and then cut into a desired size. Thereby, a microprojection structure in which microprojections having a desired shape are formed is formed.

なお、微小突起間距離dの標準偏差σや、微小突起高さHの標準偏差σを大きくする場合には、陽極酸化処理において作製される微小突起構造体形成用原版の微小孔の間隔をばらつかせることにより実現することができる。突起の頂部に凹部が存在する微小突起は、その頂部に対応する形状の凹部を備えた微小孔により作成されるものであり、このような微小孔は、極めて近接して作製された微小孔が、エッチング処理により、一体化して形成されると考えられる。
また、微小突起構造体の個々の微小突起について、高さに所定範囲のばらつきがある場合、個々の微小突起の高さのばらつきは、微小突起構造体形成用原版に形成される微小孔の深さのばらつきによるものであり、このような微小孔の深さのばらつきは、陽極酸化処理におけるばらつきに起因するものと言える。これにより相対的に高さの高い頂部微小突起と、相対的に高さの低い複数の周辺微小突起とを混在させるには、陽極酸化処理におけるばらつきを大きくすることにより実現することができる。
When the standard deviation σ d of the microprojection distance d and the standard deviation σH of the microprojection height H are increased, the micropore spacing of the microprojection structure forming original plate produced in the anodizing process This can be achieved by making the difference. A microprotrusion having a recess at the top of the protrusion is formed by a microhole having a recess having a shape corresponding to the top, and such a microhole is formed by a microhole formed in close proximity. It is considered that they are integrally formed by etching.
In addition, when there is a variation in height within a predetermined range for each microprojection of the microprojection structure, the variation in the height of each microprojection is the depth of the microhole formed in the original plate for forming the microprojection structure. It can be said that such a variation in the depth of the micropores is caused by a variation in the anodizing process. In this way, a mixture of a relatively high top microprojection and a plurality of relatively low peripheral microprojections can be realized by increasing the variation in anodizing treatment.

また上述の実施形態では、ロール金型を使用した賦形処理により、フィルム形状の基材上に微小突起構造体の形成方法を生産する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基材の形状に応じて、例えば平板、特定の曲面形状による賦形用金型を使用した枚葉の処理により微小突起構造体を作成する場合等、賦形処理に係る工程、金型は、基材の形状に応じて適宜変更することができる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the forming method of the microprojection structure is produced on the film-shaped base material by the shaping process using the roll mold is described. Depending on the shape of the material, for example, when forming a microprojection structure by processing a flat plate or a single wafer using a mold for shaping with a specific curved surface shape, It can be appropriately changed according to the shape of the material.

<保護剤溶液を準備する工程>
本工程では、保護剤と、水及び有機溶剤より選択される1種以上の分散媒とを含有する保護剤溶液を準備する。
保護剤は、金属ナノ粒子の凝集を抑制し、分散性を良好にするために用いられるものであり、従来公知のものの中から、分散媒に合わせて適宜選択して用いることができる。保護剤としては、例えば、極性基を有する有機化合物等が挙げられ、当該極性基としては、例えば、カルボキシ基、ホスホ基、ホスフィノ基、スルホ基、スルフィノ基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基等が挙げられる。
<Step of preparing a protective agent solution>
In this step, a protective agent solution containing a protective agent and at least one dispersion medium selected from water and an organic solvent is prepared.
The protective agent is used to suppress aggregation of metal nanoparticles and improve dispersibility, and can be appropriately selected from conventionally known materials according to the dispersion medium. Examples of the protective agent include organic compounds having a polar group. Examples of the polar group include a carboxy group, a phospho group, a phosphino group, a sulfo group, a sulfino group, a hydroxy group, a thiol group, and an amino group. Is mentioned.

保護剤の具体例としては、クエン酸、アジピン酸、カプロン酸、ドデカン酸、ステアリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸;フェニルホスホン酸、ジエチルホスホン酸、ペンタメチルホスホン酸、ジフェニルホスホン酸;ペンタメチルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、フェニルメチルホスフィン酸、ジアミルホスフィン酸、ジヘキシルホスフィン酸、ジヘプチルホスフィン、トリフェニルフォスフィン、トリオクチルホスフィン、ジフェニルホスフィノエタン、トリオクチルフォスフィンオキシド;n−テトラデシル硫酸、ドデシル硫酸、デシル硫酸、n−ノニル硫酸、n−オクチル硫酸、ドデシルベンゼンスルホン酸;ドデカンスルフィン酸、ベンゼンスルフィン酸;ドデカンジオール、ヘキサデカンジオール;ヘキサンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、トリメチルベンジルメルカプタン、ブチルベンジルメルカプタン;ブチルアミン、トリオクチルアミン、オクチルアミン、オクタデシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、ベンジルアミン等が挙げられる。また、メルカプトウンデカン酸、メルカプトヘキサン酸、メルカプトヘキサデカン酸、メルカプトヘキサノール、メルカプトドデカノール、メルカプトヘキサデカノール、L−グルタミン酸、ジフェニルジチオホスフィン酸、及びこれらの塩等が挙げられる。また、例えば、特許第5177339号公報に記載の炭化水素系アルキン化合物を用いてもよい。保護剤は、これらの例示に限定されるものではない。   Specific examples of the protective agent include citric acid, adipic acid, caproic acid, dodecanoic acid, stearyl acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid; phenylphosphonic acid, diethylphosphonic acid, pentamethylphosphonic acid, diphenylphosphonic acid; pentamethyl Phosphinic acid, diphenylphosphinic acid, phenylmethylphosphinic acid, diamylphosphinic acid, dihexylphosphinic acid, diheptylphosphine, triphenylphosphine, trioctylphosphine, diphenylphosphinoethane, trioctylphosphine oxide; n-tetradecylsulfuric acid; Dodecyl sulfate, decyl sulfate, n-nonyl sulfate, n-octyl sulfate, dodecylbenzenesulfonic acid; dodecanesulfinic acid, benzenesulfinic acid; dodecanediol, hexadecanediol; hexane All, octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, hexadecanethiol, trimethylbenzyl mercaptan, butylbenzyl mercaptan; butylamine, trioctylamine, octylamine, octadecylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, stearylamine, Examples include distearylamine, oleylamine, and benzylamine. Further, mercaptoundecanoic acid, mercaptohexanoic acid, mercaptohexadecanoic acid, mercaptohexanol, mercaptododecanol, mercaptohexadecanol, L-glutamic acid, diphenyldithiophosphinic acid, and salts thereof can be mentioned. Further, for example, a hydrocarbon alkyne compound described in Japanese Patent No. 5177339 may be used. The protective agent is not limited to these examples.

金属ナノ粒子分散液において、分散媒として用いられる水又は有機溶剤は、金属ナノ粒子分散液中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能なものであればよく、特に限定されない。具体的には、水の他、メチルアルコール、エチルアルコール、N−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系;メトキシアルコール、エトキシアルコール、メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルアルコール系;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸3−メトキシブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系;メトキシエチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、メトキシエトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエーテルアルコールアセテート系;ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド系;γ−ブチロラクトンなどのラクトン系;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系;n−ヘプタン、n−ヘキサン、n−オクタンなどの飽和炭化水素系などの有機溶剤が挙げられる。   In the metal nanoparticle dispersion liquid, water or an organic solvent used as a dispersion medium is not particularly limited as long as it does not react with each component in the metal nanoparticle dispersion liquid and can dissolve or disperse them. Specifically, in addition to water, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, N-propyl alcohol, and isopropyl alcohol; ether alcohols such as methoxy alcohol, ethoxy alcohol, methoxyethoxyethanol, ethoxyethoxyethanol, and propylene glycol monomethyl ether Ester systems such as ethyl acetate, butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, and ethyl lactate; ketone systems such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; methoxyethyl acetate, methoxypropyl Acetate, methoxybutyl acetate, ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methoxyethoxyethyl acetate Ether alcohol acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate and diethylene glycol monoethyl ether acetate; ethers such as diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether and tetrahydrofuran; N, N-dimethyl Aprotic amides such as formamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone; unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and naphthalene; n-heptane, n- Organic solvents such as saturated hydrocarbons such as hexane and n-octane are exemplified.

その他、本発明の効果を損なわない範囲で、各種添加剤を加えていてもよい。
保護剤溶液中の保護剤の含有割合は、適宜調整すればよい。中でも、保護剤溶液全量100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましく、5〜20質量部であることがより好ましい。
In addition, various additives may be added as long as the effects of the present invention are not impaired.
What is necessary is just to adjust suitably the content rate of the protective agent in a protective agent solution. Especially, it is preferable that it is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of protective agent solution whole quantity, and it is more preferable that it is 5-20 mass parts.

<金属ナノ粒子を形成する工程>
本工程は、蒸着法を用いて前記微小突起構造体の表面に金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子を形成し、担持する工程である。
本発明においては、蒸着法を用いて前記微小突起構造体の表面に所定量の金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子を形成することができる。
本工程の蒸着法は、従来公知の金属原子を堆積することができる方法の中から適宜選択すればよく、例えば、真空蒸着法、物理蒸着法、化学蒸着法等が挙げられるが、中でも真空蒸着法を用いることが好ましい。
<Process for forming metal nanoparticles>
This step is a step of forming and supporting metal nanoparticles by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure using a vapor deposition method.
In the present invention, metal nanoparticles can be formed by attaching a predetermined amount of metal atoms to the surface of the microprojection structure by vapor deposition.
The vapor deposition method in this step may be appropriately selected from conventionally known methods capable of depositing metal atoms, and examples thereof include a vacuum vapor deposition method, a physical vapor deposition method, and a chemical vapor deposition method. The method is preferably used.

前記蒸着法は、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜の厚みが40nm以下となるように予め設定される。
蒸着法の設定方法としては、例えば、まず、蒸着法に用いられる蒸着装置を任意の条件に予め設定する。微小突起構造体を表面に有する部材の代わりに平坦面を有する部材を用い、製造しようとする金属ナノ粒子と同一の金属を前記蒸着装置を用いて蒸着法により前記平坦面上に付着させて当該金属の蒸着膜を得る。当該蒸着膜の厚みが40nm以下であれば、上記予め設定した条件を本発明の製造方法における蒸着法の装置条件とすることができる。
平坦面上に形成される蒸着膜の厚みを40nm以下の範囲で適宜調整することにより、金属ナノ粒子の粒径を制御することができる。
The said vapor deposition method is preset so that the thickness of the vapor deposition film formed with the metal atom adhering on a flat surface may be 40 nm or less.
As a method for setting the vapor deposition method, for example, first, a vapor deposition apparatus used for the vapor deposition method is set in advance to an arbitrary condition. A member having a flat surface is used instead of a member having a microprojection structure on the surface, and the same metal as the metal nanoparticles to be manufactured is deposited on the flat surface by vapor deposition using the vapor deposition apparatus. A metal deposition film is obtained. If the thickness of the vapor deposition film is 40 nm or less, the preset conditions can be used as the vapor deposition apparatus conditions in the production method of the present invention.
By appropriately adjusting the thickness of the deposited film formed on the flat surface within a range of 40 nm or less, the particle size of the metal nanoparticles can be controlled.

真空蒸着法の場合、通常、真空排気系と、蒸発源と、基板ホルダーを備えた真空蒸着装置が用いられる。
真空排気系は、従来公知の高真空排気系を用いればよい。例えば、荒引きポンプとして油回転ポンプ、ドライポンプ等を用い、必要に応じてルーツポンプ等をブースターポンプとして併用することができる。高真空ポンプとしては、拡散ポンプ、クライオポンプ等を用いることができる。拡散ポンプを用いる場合には、−120〜−150℃程度のコールドトラップを更に備えていてもよい。
蒸発源は、金属を加熱蒸発するための加熱源を有する。加熱源としては、抵抗加熱、電子ビーム加熱等が挙げられる。
In the case of the vacuum deposition method, a vacuum deposition apparatus provided with a vacuum exhaust system, an evaporation source, and a substrate holder is usually used.
As the vacuum exhaust system, a conventionally known high vacuum exhaust system may be used. For example, an oil rotary pump, a dry pump, or the like can be used as the roughing pump, and a roots pump or the like can be used as a booster pump if necessary. As the high vacuum pump, a diffusion pump, a cryopump, or the like can be used. When a diffusion pump is used, a cold trap at about −120 to −150 ° C. may be further provided.
The evaporation source has a heating source for heating and evaporating the metal. Examples of the heating source include resistance heating and electron beam heating.

例えば、まず、前記微小突起構造体を表面に有する部材を、微小突起構造体表面が蒸発源に対面するように基板ホルダーに設置する。真空蒸着装置の真空容器内を10−5〜10−6Torr程度の真空状態にしたのち、前記蒸発源において金属の蒸気圧が1〜10−6Torr程度となるように加熱して、前記微小突起構造体の表面に金属原子を付着すればよい。 For example, first, a member having the microprojection structure on the surface is placed on the substrate holder so that the surface of the microprojection structure faces the evaporation source. After the inside of the vacuum container of the vacuum evaporation apparatus is evacuated to about 10 −5 to 10 −6 Torr, the metal is heated so that the vapor pressure of the metal is about 1 to 10 −6 Torr in the evaporation source, and the minute Metal atoms may be attached to the surface of the protruding structure.

本発明において金属原子は、得られる金属ナノ粒子分散液の用途に応じて適宜選択すればよく、特に限定されない。中でも、金、銀、銅、パラジウム、又は白金であることが、金属の安定性、蒸着のしやすさ等の点から好ましい。
本発明において製造される金属ナノ粒子は、通常、その平均粒径が、形成時に用いられる微小突起構造体の隣接する微小突起間の距離の平均よりも小さいものである。金属ナノ粒子の平均粒径は、微小突起間に安定に存在しやすい点から10〜100nmであることが好ましく10〜50nmであることがより好ましい。
In the present invention, the metal atom may be appropriately selected according to the use of the obtained metal nanoparticle dispersion, and is not particularly limited. Among these, gold, silver, copper, palladium, or platinum is preferable from the viewpoints of metal stability, easiness of vapor deposition, and the like.
The metal nanoparticles produced in the present invention usually have an average particle size smaller than the average distance between adjacent microprojections of the microprojection structure used during formation. The average particle diameter of the metal nanoparticles is preferably 10 to 100 nm, and more preferably 10 to 50 nm, from the viewpoint of being easily present between the microprotrusions.

上記金属ナノ粒子の平均粒径は、金属ナノ粒子が付着した微小突起構造体表面の電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、個々の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、その平均をその粒子の粒径とする。次に100個以上の粒子についてそれぞれ粒子の体積(質量)を、求めた粒径の直方体と近似して求め、体積平均粒径として求めそれを平均粒径とする。なお、電子顕微鏡は透過型(TEM)、走査型(SEM)又は走査透過型(STEM)のいずれを用いても同じ結果を得ることができる。   The average particle diameter of the metal nanoparticles can be determined by a method of directly measuring the size of the primary particles from an electron micrograph of the surface of the microprojection structure to which the metal nanoparticles are attached. Specifically, the minor axis diameter and major axis diameter of each primary particle are measured, and the average is taken as the particle diameter of the particle. Next, for each of 100 or more particles, the volume (mass) of each particle is obtained by approximating a rectangular parallelepiped having the obtained particle size, and is obtained as a volume average particle size, which is defined as the average particle size. Note that the same result can be obtained regardless of whether the electron microscope is a transmission type (TEM), a scanning type (SEM), or a scanning transmission type (STEM).

<金属ナノ粒子を保護剤溶液へ移す工程>
前記金属ナノ粒子が担持した前記微小突起構造体の表面と、前記保護剤溶液とを接触させて、前記金属ナノ粒子を前記保護剤溶液へ移す工程である。
微小突起構造体の表面と、保護剤溶液との接触方法は特に限定されず、図1(D)のように、微小突起構造体を表面に有する部材10を保護剤溶液に浸漬する方法の他、当該部材に保護剤溶液を吹き付け、当該溶液を回収する方法などが挙げられる。なお、回収効率を上げるために、当該部材や保護剤溶液に適宜振動等を与えてもよい。
保護剤溶液中に移された金属ナノ粒子表面には保護剤が付着するため、金属ナノ粒子同士の凝集が生じず、良好な金属ナノ粒子分散液を得ることができる。
なお、金属ナノ粒子回収後の部材10は、繰り返し本発明の製造方法に用いることができる。
<Process of transferring metal nanoparticles to protective agent solution>
This is a step of bringing the surface of the microprojection structure supported by the metal nanoparticles into contact with the protective agent solution to transfer the metal nanoparticles to the protective agent solution.
The method for contacting the surface of the microprojection structure with the protective agent solution is not particularly limited. As shown in FIG. 1D, in addition to the method of immersing the member 10 having the microprojection structure on the surface in the protective agent solution. And a method of spraying a protective agent solution on the member and recovering the solution. In addition, in order to raise recovery efficiency, you may give a vibration etc. to the said member and protective agent solution suitably.
Since the protective agent adheres to the surface of the metal nanoparticles transferred into the protective agent solution, the metal nanoparticles do not aggregate with each other, and a good metal nanoparticle dispersion can be obtained.
In addition, the member 10 after metal nanoparticle collection | recovery can be repeatedly used for the manufacturing method of this invention.

<金属ナノ粒子分散液の用途>
本発明の製造方法により得られる金属ナノ粒子分散液は、所望の粒径を有し、粒度分布の小さい金属ナノ粒子を有することから、従来公知の種々の用途に好適に用いることができる。本発明の金属ナノ粒子分散液は、例えば、導電性材料、金属ナノ粒子特有の色を付与する材料、抗菌性材料、熱線遮蔽性を付与する材料、帯電防止性を付与する材料、蛍光材料、触媒材料、磁性材料、ドラックデリバリーシステムなどの医療用材料等に用いられる。また、本発明の製造方法により得られる金属ナノ粒子分散剤は、焼成による金属膜形成用途に用いてもよい。
<Application of metal nanoparticle dispersion>
Since the metal nanoparticle dispersion obtained by the production method of the present invention has metal nanoparticles having a desired particle size and a small particle size distribution, it can be suitably used for various conventionally known applications. The metal nanoparticle dispersion liquid of the present invention includes, for example, a conductive material, a material imparting a color unique to metal nanoparticles, an antibacterial material, a material imparting heat ray shielding, a material imparting antistatic properties, a fluorescent material, Used for medical materials such as catalyst materials, magnetic materials, and drug delivery systems. Moreover, you may use the metal nanoparticle dispersing agent obtained by the manufacturing method of this invention for the metal film formation use by baking.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.

(製造例1:微小突起構造体を表面に有する部材の製造)
(1−1)微小突起構造体形成用原版の製造
純度99.50%の圧延されたアルミニウム板を、その表面が、十点平均粗さRz30nm、且つ周期1μmの凹凸形状となるように研磨後、0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、陽極酸化を実施した。次に、第一エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第二エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径処理を行った。さらに、上記処理を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム基板上に微細な凹凸形状が形成された陽極酸化アルミニウム層が形成された。最後に、フッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、第一の微小突起構造体形成用原版を得た。なお、アルミニウム層に形成された微細な凹凸形状は、平均隣接微細孔間距離が100nm、平均深さが200nmで、深さ方向に徐々に孔径が小さくなる多数の微細孔が密に形成された形状であった。
(Production Example 1: Production of a member having a microprojection structure on the surface)
(1-1) Manufacture of original plate for forming microprojection structure After polishing a rolled aluminum plate having a purity of 99.50% so that the surface has an irregular shape with a 10-point average roughness Rz of 30 nm and a period of 1 μm In an electrolytic solution of 0.02 M oxalic acid aqueous solution, anodization was performed for 120 seconds under the conditions of a formation voltage of 40 V and 20 ° C. Next, as a first etching process, an etching process was performed for 60 seconds with the electrolytic solution after anodization. Subsequently, as the second etching treatment, a pore size treatment was performed with a 1.0 M phosphoric acid aqueous solution for 150 seconds. Furthermore, the said process was repeated and these were added and implemented 5 times in total. As a result, an anodized aluminum layer having fine irregularities formed on the aluminum substrate was formed. Finally, a fluorine-based mold release agent was applied and an excess mold release agent was washed to obtain a first master for forming a microprojection structure. In addition, the fine uneven shape formed in the aluminum layer has an average distance between adjacent micropores of 100 nm, an average depth of 200 nm, and a large number of micropores that are gradually reduced in the depth direction. It was a shape.

(1−2)樹脂組成物の調製
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)20質量部、アロニックスM−260(東亜合成社製)70質量部、ヒドロキシエチルアクリレート10質量部、ルシリンTPO 3質量部を、メチルエチルケトン(MEK)及びメチルイソブチルケトン(MIBK)の1:1混合溶媒に溶解させ、樹脂組成物を調製した。
(1-2) Preparation of resin composition 20 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), 70 parts by mass of Aronix M-260 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 10 parts by mass of hydroxyethyl acrylate, 3 parts by mass of lucillin TPO, A resin composition was prepared by dissolving in a 1: 1 mixed solvent of methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone (MIBK).

(1−3)微小突起構造体を表面に有する部材の製造
上記(1−2)で得られた樹脂組成物を、上記(1−1)で得られた微小突起構造体形成用原版の微細凹凸面が覆われ、硬化後の微細凹凸層の厚さが20μmとなるように塗布、充填し、その上に透明基材として厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC)(富士フィルム社製)を斜めから貼り合わせた後、貼り合わせられた貼合体をゴムローラーで10N/cmの加重で圧着した。原版全体に均一な組成物が塗布されたことを確認し、透明基材側から2000mJ/cmのエネルギーで紫外線を照射して微細凹凸層形成用樹脂組成物を硬化させた。その後、原版より剥離し、微小突起構造体を表面に有する部材を得た。
(1-3) Manufacture of a member having a microprojection structure on the surface The resin composition obtained in (1-2) above is obtained by microfabricating the original plate for microprojection structure formation obtained in (1-1). It is coated and filled so that the uneven surface is covered and the thickness of the fine uneven layer after curing is 20 μm, on which a triacetyl cellulose film (TAC) with a thickness of 80 μm as a transparent substrate (manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) Were bonded together obliquely, and then the bonded body was pressed with a rubber roller under a load of 10 N / cm 2 . After confirming that the uniform composition was applied to the entire original plate, ultraviolet rays were irradiated from the transparent substrate side with an energy of 2000 mJ / cm 2 to cure the resin composition for forming a fine uneven layer. Then, it peeled from the original plate and obtained the member which has a microprotrusion structure on the surface.

(製造例2:保護剤溶液の調製)
水95質量部に対して、5質量部のクエン酸ナトリウムを加え5%のクエン酸ナトリウム水溶液を作製し、これを保護剤溶液とした。
(Production Example 2: Preparation of protective agent solution)
5 parts by weight of sodium citrate was added to 95 parts by weight of water to prepare a 5% aqueous sodium citrate solution, which was used as a protective agent solution.

(実施例1:金属ナノ粒子分散液の製造)
製造例1で得られた微小突起構造体を表面に有する部材の微小突起構造体表面に、真空蒸着法により銀原子(Ag)を付着させることにより、銀ナノ粒子が形成された。銀ナノ粒子を担持した前記微小突起構造体を表面に有する部材を、製造例2で得られた保護剤溶液50mL中に浸漬させて、微小突起構造体表面から保護剤溶液へ銀ナノ粒子を移し、金属ナノ粒子分散液を得た。
なお、蒸着法は、平坦面上に付着する銀原子によって形成される蒸着膜の厚みが5nmとなるように予め設定した。
(Example 1: Production of metal nanoparticle dispersion)
Silver nanoparticles were formed by attaching silver atoms (Ag) to the surface of the microprojection structure of the member having the microprojection structure obtained in Production Example 1 by vacuum deposition. The member having the microprojection structure carrying the silver nanoparticles on its surface is immersed in 50 mL of the protective agent solution obtained in Production Example 2, and the silver nanoparticles are transferred from the surface of the microprojection structure to the protective agent solution. A metal nanoparticle dispersion was obtained.
In addition, the vapor deposition method was preset so that the thickness of the vapor deposition film formed with the silver atom adhering on a flat surface might be set to 5 nm.

(実施例2〜3:金属ナノ粒子分散液の製造)
実施例1において、蒸着法の条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3の金属ナノ粒子分散液を得た。
(Examples 2-3: Production of metal nanoparticle dispersion)
In Example 1, the metal nanoparticle dispersion liquid of Examples 2-3 was obtained like Example 1 except having changed the conditions of the vapor deposition method as shown in Table 1.

(実施例4〜6)
実施例1において、銀原子の代わりに金原子(Au)を用い、蒸着法の条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4〜6の金属ナノ粒子分散液を得た。
(Examples 4 to 6)
In Example 1, metal atoms of Examples 4 to 6 were used in the same manner as in Example 1 except that gold atoms (Au) were used instead of silver atoms, and the conditions of the vapor deposition method were changed as shown in Table 1. A dispersion was obtained.

なお、表1中の真空蒸着法の条件は、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜が所定の膜厚となるように予め設定された値である。   In addition, the conditions of the vacuum evaporation method in Table 1 are values set in advance so that the evaporation film formed by the metal atoms adhering to the flat surface has a predetermined film thickness.

[粒径、粒度分布評価]
金属ナノ粒子が形成された微小突起構造体表面を走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、金属ナノ粒子の粒径を測定した結果、実施例1〜3では10nm前後の銀ナノ粒子が、実施例4〜6では30nm前後の金ナノ粒子がそれぞれ観察された。
[Evaluation of particle size and particle size distribution]
As a result of measuring the particle size of the metal nanoparticles by observing the surface of the microprojection structure on which the metal nanoparticles were formed, using a scanning electron microscope, in Examples 1 to 3, silver nanoparticles of around 10 nm In Examples 4 to 6, gold nanoparticles of around 30 nm were observed.

1 微小突起構造体
2 微小突起
3 金属ナノ粒子
4 保護剤溶液
5 金属ナノ粒子の保護剤への移動
10 微小突起構造体を表面に有する部材
20 金属ナノ粒子分散液
21 微小突起の極大点
22 線分
23 微小突起
30 微小突起構造体
31 微小突起表面
32 微小突起
33 凹凸面
34 微小突起
41 ダイ
42 ロール金型
43 押圧ローラ
44 剥離ローラ
45 基材
46 受容層
47 微小突起構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microprotrusion structure 2 Microprotrusion 3 Metal nanoparticle 4 Protective agent solution 5 Transfer of metal nanoparticle to protective agent 10 Member having microprotrusion structure on the surface 20 Metal nanoparticle dispersion liquid 21 Maximum point 22 of microprotrusion Minute 23 Microprotrusion 30 Microprotrusion structure 31 Microprotrusion surface 32 Microprotrusion 33 Uneven surface 34 Microprotrusion 41 Die 42 Roll die 43 Press roller 44 Peeling roller 45 Base material 46 Receptive layer 47 Microprotrusion structure

Claims (4)

複数の微小突起が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離の平均が500nm以下であり、微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程と、
保護剤と、水及び有機溶剤より選択される1種以上とを含有する保護剤溶液を準備する工程と、
蒸着法を用いて前記微小突起構造体の表面に金属原子を付着することにより、金属ナノ粒子を形成し、担持する工程と、
前記金属ナノ粒子が担持した前記微小突起構造体の表面と、前記保護剤溶液とを接触させて、前記金属ナノ粒子を前記保護剤溶液へ移す工程とを有し、
前記蒸着法は、平坦面上に付着する金属原子によって形成される蒸着膜の厚みが40nm以下となるように調整されている、金属ナノ粒子分散液の製造方法。
A step in which a plurality of microprojections are closely arranged, an average distance between adjacent microprojections is 500 nm or less, and a member having a microprojection structure on the surface is prepared;
Preparing a protective agent solution containing a protective agent and at least one selected from water and an organic solvent;
Forming and supporting metal nanoparticles by attaching metal atoms to the surface of the microprojection structure using a vapor deposition method; and
A step of bringing the surface of the microprojection structure carried by the metal nanoparticles into contact with the protective agent solution and transferring the metal nanoparticles to the protective agent solution,
The said vapor deposition method is a manufacturing method of the metal nanoparticle dispersion liquid adjusted so that the thickness of the vapor deposition film formed with the metal atom adhering on a flat surface may be 40 nm or less.
前記金属ナノ粒子が、金、銀、銅、パラジウム、又は白金からなる、請求項1に記載の金属ナノ粒子分散液の製造方法。   The method for producing a metal nanoparticle dispersion according to claim 1, wherein the metal nanoparticles are made of gold, silver, copper, palladium, or platinum. 前記微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程が、樹脂組成物又はその硬化物からなる複数の微小突起が密接して配置され、隣接する前記微小突起間の距離の平均が500nm以下であり、微小突起構造体を表面に有する部材を準備する工程である、請求項1又は2に記載の金属ナノ粒子分散液の製造方法。  The step of preparing a member having the microprojection structure on the surface includes a plurality of microprojections made of a resin composition or a cured product thereof closely arranged, and an average distance between adjacent microprojections is 500 nm or less. The method for producing a metal nanoparticle dispersion according to claim 1, wherein the method comprises preparing a member having a microprojection structure on the surface. 前記蒸着法が、真空蒸着装置の真空容器内が10  The above-mentioned vapor deposition method is performed in a vacuum vessel of a vacuum vapor deposition apparatus. −5-5 〜10-10 −6-6 Torrの真空状態で、金属の蒸気圧が1〜10In a Torr vacuum state, the vapor pressure of the metal is 1-10. −6-6 Torrとなるように金属を加熱蒸発させる蒸着法である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子分散液の製造方法。The manufacturing method of the metal nanoparticle dispersion liquid of any one of Claims 1-3 which is the vapor deposition method which heat-evaporates a metal so that it may become Torr.
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