JP2012224721A - Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same - Google Patents

Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012224721A
JP2012224721A JP2011092405A JP2011092405A JP2012224721A JP 2012224721 A JP2012224721 A JP 2012224721A JP 2011092405 A JP2011092405 A JP 2011092405A JP 2011092405 A JP2011092405 A JP 2011092405A JP 2012224721 A JP2012224721 A JP 2012224721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
sulfonic acid
salt
polystyrene sulfonic
aminosulfonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011092405A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Hara
靖 原
Yasuhiro Oda
康弘 小田
Yutaka Awano
裕 粟野
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2011092405A priority Critical patent/JP2012224721A/en
Publication of JP2012224721A publication Critical patent/JP2012224721A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite of a polystyrenesulfonic acid or its salt and a polythiophene derivative, capable of forming a highly conductive film at low cost; and to provide a coating composition including a water-dispersion of the composite.SOLUTION: The composite comprises: a polystyrenesulfonic acid or its salt obtained by polymerizing styrenesulfonic acid or its salt; and a polythiophene derivative obtained by polymerizing a thiophene derivative in the presence of the polystyrenesulfonic acid or its salt. Here, the composite is preferably the one made by polymerization of the polystyrenesulfonic acid or its salt in the presence of aminosulfonic acid, or the one obtained by mixing aminosulfonic acid after polymerization of the polystyrenesulfonic acid or its salt.

Description

本発明は導電性が高く低コストの導電性膜用の複合体、その水分散体及び水分散体の製造方法、並びにその用途に関する。さらに詳しくは、本発明は、アミノスルホン酸存在下で重合、及び/又は、混合処理したポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用いて、水系溶媒中で合成した導電性膜用高分子複合体、その水分散体及びその製造方法、並びにその用途に関する。   The present invention relates to a composite for a conductive film having high conductivity and low cost, an aqueous dispersion thereof, a method for producing the aqueous dispersion, and an application thereof. More specifically, the present invention relates to a polymer composite for conductive membranes synthesized in an aqueous solvent using polystyrene sulfonic acid or a salt thereof polymerized and / or mixed in the presence of aminosulfonic acid as a polyanion. Body, its aqueous dispersion, its production method, and its use.

導電性高分子複合体を含む水分散体は帯電防止剤、電解コンデンサ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどに用いられる。   An aqueous dispersion containing a conductive polymer composite is used for an antistatic agent, an electrolytic capacitor, an electroluminescence display, a solar cell, a touch panel, and the like.

従来、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリ陰イオンの複合体、及びジヒドロキシ基、ポリヒドロキシ基、アミド基、ラクタム基をもつ有機化合物からなる水分散体を塗布後、乾燥、アニーリングすることで高導電性の被覆物が得られることが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、ポリチオフェンとポリアニオン化合物及びε≧15の誘電率を有する非プロトン性化合物を含有する水溶性粗生物を乾燥して高温のアニーリング段階なしでポリマー性導電層を形成する方法でも得られることが報告されている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, a poly (3,4-dialkoxythiophene) / polyanion complex and an aqueous dispersion composed of an organic compound having a dihydroxy group, a polyhydroxy group, an amide group, and a lactam group are applied, dried, and annealed. Thus, it is known that a highly conductive coating can be obtained (for example, see Patent Document 1). It is also reported that the method can be obtained by drying a water-soluble crude product containing a polythiophene, a polyanion compound, and an aprotic compound having a dielectric constant of ε ≧ 15 to form a polymeric conductive layer without a high-temperature annealing step. (For example, refer to Patent Document 2).

更に、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリ陰イオンから低いpHでの化学的酸化重合で得られた複合体と、アミド化合物を含むコーティング用組成物が報告されている(例えば、特許文献3参照)。他にアミド化合物と同様にイミド化合物の添加効果の例も報告されている(例えば、特許文献4参照)。定量的な添加効果の評価の例としては、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸(以降、PEDOT/PSSと表す)の複合体分散液へジメチルスルホキシド(DMSO)を添加した組成物を用いると、電気伝導度が二桁上昇するとの報告がある(例えば、非特許文献1参照)。   Furthermore, a coating composition containing a complex obtained by chemical oxidative polymerization at low pH from poly (3,4-dialkoxythiophene) and polyanion and an amide compound has been reported (for example, patents). Reference 3). Other examples of the effect of adding an imide compound as well as an amide compound have been reported (for example, see Patent Document 4). As an example of quantitative evaluation of the addition effect, a composition in which dimethyl sulfoxide (DMSO) is added to a complex dispersion of poly (3,4-dialkoxythiophene) and polystyrene sulfonic acid (hereinafter referred to as PEDOT / PSS) There is a report that the electrical conductivity increases by two orders of magnitude when an object is used (for example, see Non-Patent Document 1).

ところで、一般に導電性高分子の導電率を向上させる添加剤の効果は、ポリマー分子の解凝集での説明がなされており、特にポリアニリンでは、ポリアニリン分子へのクレゾール、フェノール、スルホン酸化合物の添加による解凝集効果が報告されている(例えば、特許文献5、非特許文献2参照)。また、PEDOT/PSSに関しても、ジエチレングリコールを添加した系での構造変化に関する詳細な検討が行われ、ジエチレングリコール添加での解凝集と再配列が推定され、過剰なPSSが除かれてPEDOTが多く配列した部位の増加に関する報告がなされている(例えば、非特許文献3参照)。   By the way, in general, the effect of the additive for improving the conductivity of the conductive polymer has been explained by the deaggregation of the polymer molecule. In particular, in the case of polyaniline, the addition of cresol, phenol, and sulfonic acid compound to the polyaniline molecule. A deagglomeration effect has been reported (see, for example, Patent Document 5 and Non-Patent Document 2). In addition, with regard to PEDOT / PSS, detailed studies on structural changes in a system to which diethylene glycol was added were performed, and deagglomeration and rearrangement due to the addition of diethylene glycol were estimated. Excess PSS was removed and PEDOT was arranged in a large amount There has been a report on an increase in sites (see, for example, Non-Patent Document 3).

一方、3,4−エチレンジオキシチオフェンを化学的酸化重合する際に、芳香族スルホン酸のアミン塩、4級アンモニウム塩及び、アルミニウム塩から選ばれる1種を用いることで重合用酸化剤の粘度を低減できた例が報告されている(例えば、特許文献6参照)。また、ノルボルネン系の樹脂フィルム上にポリチオフェン、ポリスチレンスルホン酸またはその塩と(メタ)アクリロイル基を有するアミン化合物等の重合性基を有するアミン化合物とを一緒にして、光重合開始剤及びジメチルスルホキシドを加えた膜形成用組成物からの光重合で、光学特性、環境耐久性及び導電性に優れる透明導電性積層フィルムを得た例も報告されている(例えば、特許文献7参照)。   On the other hand, when 3,4-ethylenedioxythiophene is chemically oxidatively polymerized, the viscosity of the oxidizing agent for polymerization can be obtained by using one selected from amine salts, quaternary ammonium salts, and aluminum salts of aromatic sulfonic acids. An example in which the above can be reduced has been reported (see, for example, Patent Document 6). In addition, a photopolymerization initiator and dimethyl sulfoxide are prepared by combining polythiophene, polystyrene sulfonic acid or a salt thereof and an amine compound having a polymerizable group such as an amine compound having a (meth) acryloyl group on a norbornene-based resin film. An example of obtaining a transparent conductive laminated film excellent in optical properties, environmental durability and conductivity by photopolymerization from the added film-forming composition has also been reported (see, for example, Patent Document 7).

以上のように、高導電性高分子を求めて、ポリチオフェン複合体に対して種々の添加剤を用いた分散体についての検討が行われてきた。しかし、近年、他の構造を有する導電性高分子でも1000S/cm付近の高い導電率が求められており(例えば、特許文献8及び非特許文献4参照)、ポリチオフェン複合体についても更に改善が必要とされている。   As described above, a dispersion using various additives for a polythiophene composite has been studied in search of a highly conductive polymer. However, in recent years, even with conductive polymers having other structures, high conductivity around 1000 S / cm has been demanded (see, for example, Patent Document 8 and Non-Patent Document 4), and further improvement is required for polythiophene composites. It is said that.

また、種々の検討の結果、PEDOTの配列が導電性と関連のあることが示唆されたが、酸化重合の際にPEDOTの配列に影響を与えるポリスチレンスルホン酸またはその塩を改善し、高導電性高分子を与える水分散体を得た例はまだ報告されていない。   As a result of various studies, it was suggested that the sequence of PEDOT is related to conductivity, but polystyrene sulfonic acid or its salt that affects the sequence of PEDOT during oxidative polymerization was improved, and high conductivity was achieved. An example of obtaining an aqueous dispersion giving a polymer has not been reported yet.

特開平8−048858号公報JP-A-8-048858 特開2000−153229号公報JP 2000-153229 A 特開2004−59666号公報JP 2004-59666 A 特開2006−328276号公報JP 2006-328276 A 特開平8−231862号公報JP-A-8-231862 特開2010−053302号公報JP 2010-0530302 A 特開2010−103106号公報JP 2010-103106 A 特開2010−212212号公報JP 2010-212212 A

J.Y.Kimら、Synthetic Metals、2002年、第126巻、311−316頁J. et al. Y. Kim et al., Synthetic Metals, 2002, 126, 311-316. A.G.MacDiarmidら、Synthetic Metals、1994年、第65巻、103−116頁A. G. MacDiarmid et al., Synthetic Metals, 1994, 65, 103-116. X.Crispinら、Chemical Materials、2006年、第18巻、4354−4360頁X. Crispin et al., Chemical Materials, 2006, 18: 4354-4360 L.Kwangheeら、Nature、2006年、第44巻、65−68頁L. Kwanghee et al., Nature, 2006, 44, 65-68.

本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は上述のように、特定のポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用いることにより、簡便な手法を用いて低コストで、高導電性膜形成用のポリチオフェン誘導体を含む複合体及び複合体を含む水分散体を提供することである。   The present invention has been made in view of the background art described above, and the object thereof is to use a specific polystyrene sulfonic acid or a salt thereof as a polyanion at a low cost by using a simple technique as described above. Another object is to provide a composite containing a polythiophene derivative for forming a highly conductive film and an aqueous dispersion containing the composite.

本発明者らは重合法及び改質法の異なるポリアニオンであるポリスチレンスルホン酸またはその塩を用いて得られる複合体(導電性の高分子)について検討を行った。その結果、驚くべきことに、特殊な共重合や架橋重合、置換基導入、または修飾を行う必要がなく、アミノスルホン酸の存在下でスチレンスルホン酸またはその塩を重合して得られたポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、従来の方法で重合して得られたポリスチレンスルホン酸またはその塩でアミノスルホン酸により混合処理されたものを用いることで、簡便かつ効果的に高導電性膜形成用の複合体及び複合体を含む水分散体が得られることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors have studied a composite (conductive polymer) obtained using polystyrene sulfonic acid or a salt thereof, which is a polyanion having a different polymerization method and modification method. As a result, surprisingly, there is no need for special copolymerization, cross-linking polymerization, substituent introduction, or modification, and polystyrene sulfonic acid obtained by polymerizing styrene sulfonic acid or its salt in the presence of aminosulfonic acid. Highly conductive film can be formed easily and effectively by using acid or its salt and / or polystyrenesulfonic acid obtained by polymerization by conventional method or its salt mixed with aminosulfonic acid. It was found that an aqueous dispersion containing a composite for use and a composite was obtained, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は以下に示すとおり、アミノスルホン酸を用いて重合、及び/又は、混合処理したポリスチレンスルホン酸またはその塩、ポリチオフェン誘導体を含んでなる複合体及び複合体を含む水分散体とその製造方法、並びに、当該複合体を含む水分散体からなるコーティング用組成物、そのコーティング用組成物を塗布し乾燥して得られる導電性被覆物に関する。
[1]スチレンスルホン酸またはその塩を重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩と、当該ポリスチレンスルホン酸またはその塩の存在下でチオフェン誘導体を重合して得られるポリチオフェン誘導体を含んでなる複合体
[2]チオフェン誘導体が、3,4−エチレンジオキシチオフェンである[1]に記載の複合体。
[3]ポリスチレンスルホン酸またはその塩がアミノスルホン酸の存在下で重合したものである[1]又は[2]に記載の複合体。
[4]ポリスチレンスルホン酸またはその塩が重合後にアミノスルホン酸を混合したものである[1]〜[3]のいずれかに記載の複合体。
[5]アミノスルホン酸が下記一般式(1)
That is, as shown below, the present invention is a polystyrene sulfonic acid polymerized and / or mixed with aminosulfonic acid or a salt thereof, a complex comprising a polythiophene derivative, and an aqueous dispersion comprising the complex and its The present invention relates to a production method, a coating composition comprising an aqueous dispersion containing the composite, and a conductive coating obtained by applying and drying the coating composition.
[1] A composite comprising polystyrene sulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing styrene sulfonic acid or a salt thereof, and a polythiophene derivative obtained by polymerizing a thiophene derivative in the presence of the polystyrene sulfonic acid or a salt thereof. [2] The complex according to [1], wherein the thiophene derivative is 3,4-ethylenedioxythiophene.
[3] The composite according to [1] or [2], wherein polystyrene sulfonic acid or a salt thereof is polymerized in the presence of aminosulfonic acid.
[4] The complex according to any one of [1] to [3], wherein the polystyrenesulfonic acid or a salt thereof is a mixture of aminosulfonic acid after polymerization.
[5] Aminosulfonic acid is represented by the following general formula (1)

Figure 2012224721
Figure 2012224721

(式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3の整数を表す。)で表される脂肪族アミノスルホン酸である[1]〜[4]のいずれかに記載の複合体。
[6]一般式(1)で示される化合物がタウリン、メチルタウリン、ジメチルタウリン、アミノメタンスルホン酸、アミノプロパンスルホン酸である[5]に記載の複合体。
[7]アミノスルホン酸が下記式(2)
(Wherein R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3). The complex according to any one of [1] to [4].
[6] The complex according to [5], wherein the compound represented by the general formula (1) is taurine, methyltaurine, dimethyltaurine, aminomethanesulfonic acid, or aminopropanesulfonic acid.
[7] Aminosulfonic acid is represented by the following formula (2)

Figure 2012224721
Figure 2012224721

(式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)で表されるスルファニル酸誘導体である[1]〜[4]のいずれかに記載の複合体。
[8]アミノスルホン酸を除去してなる[1]〜[7]のいずれかに記載の複合体。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載の複合体を水に分散してなる水分散体。
[10]ポリスチレンスルホン酸、またはその塩と、チオフェン誘導体とをジメチルスルホキシド存在下で、酸化重合させる[9]に記載の水分散体の製造方法。
[11]酸化重合がペルオキソ二硫酸アンモニウムと第二鉄塩を使用する化学的酸化重合である[10]に記載の水分散体の製造方法。
[12]アミノスルホン酸の存在下で、スチレンスルホン酸またはその塩からなるモノマーを重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、アミノスルホン酸とポリスチレンスルホン酸またはその塩を混合した後にアミノスルホン酸を除去して得られることを特徴とする[10]又は[11]に記載の水分散体の製造方法。
[13][9]に記載の水分散体からなることを特徴とするコーティング用組成物。
[14][13]に記載のコーティング用組成物を基材表面に塗布及び乾燥することで製造される導電性被覆物。
(Wherein R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), the sulfanilic acid derivative represented by any one of [1] to [4] Complex.
[8] The complex according to any one of [1] to [7], which is obtained by removing aminosulfonic acid.
[9] An aqueous dispersion obtained by dispersing the complex according to any one of [1] to [8] in water.
[10] The method for producing an aqueous dispersion according to [9], wherein polystyrene sulfonic acid or a salt thereof and a thiophene derivative are subjected to oxidative polymerization in the presence of dimethyl sulfoxide.
[11] The method for producing an aqueous dispersion according to [10], wherein the oxidative polymerization is chemical oxidative polymerization using ammonium peroxodisulfate and a ferric salt.
[12] In the presence of aminosulfonic acid, polystyrenesulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing a monomer comprising styrenesulfonic acid or a salt thereof, and / or aminosulfonic acid and polystyrenesulfonic acid or a salt thereof are mixed. The method for producing an aqueous dispersion according to [10] or [11], which is obtained by removing aminosulfonic acid later.
[13] A coating composition comprising the aqueous dispersion described in [9].
[14] A conductive coating produced by applying and drying the coating composition according to [13] on a substrate surface.

本発明の方法に従い、アミノスルホン酸の存在下で重合して得られたポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、アミノスルホン酸で混合処理したポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとするポリチオフェン誘導体を含んでなる複合体及び複合体を含む水分散体を用いれば、簡便な手法を用いて低コストで、高導電性膜形成用のコーティング用組成物を提供することができる。   Polythiophene using polystyrene sulfonic acid or its salt obtained by polymerization in the presence of aminosulfonic acid according to the method of the present invention and / or polystyrene sulfonic acid or its salt mixed with aminosulfonic acid as a polyanion If a complex containing a derivative and an aqueous dispersion containing the complex are used, a coating composition for forming a highly conductive film can be provided at a low cost using a simple technique.

以下、本発明を詳細に説明する。
<アミノスルホン酸の存在下でのポリスチレンスルホン酸またはその塩の製造法>
本発明の複合体は、スチレンスルホン酸またはその塩を重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩と、当該ポリスチレンスルホン酸またはその塩の存在下でチオフェン誘導体を重合して得られるポリチオフェン誘導体を含んでなる複合体である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Method for producing polystyrene sulfonic acid or a salt thereof in the presence of aminosulfonic acid>
The composite of the present invention includes polystyrene sulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing styrene sulfonic acid or a salt thereof, and a polythiophene derivative obtained by polymerizing a thiophene derivative in the presence of the polystyrene sulfonic acid or a salt thereof. It is a complex consisting of

本発明の複合体におけるポリスチレンスルホン酸または塩としては、例えばポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩、ポリスチレンスルホン酸カリウム塩、ポリスチレンスルホン酸リチウム塩、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム塩、ポリスチレンスルホン酸メチルアミン塩、ポリスチレンスルホン酸ジメチルアミン塩、ポリスチレンスルホン酸トリメチルアミン塩、ポリスチレンスルホン酸エチルアミン塩、ポリスチレンスルホン酸ジエチルアミン塩、ポリスチレンスルホン酸トリエチルアミン塩等が挙げられる。   Examples of the polystyrene sulfonic acid or salt in the composite of the present invention include polystyrene sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid sodium salt, polystyrene sulfonic acid potassium salt, polystyrene sulfonic acid lithium salt, polystyrene sulfonic acid ammonium salt, polystyrene sulfonic acid methylamine salt, Examples thereof include polystyrene sulfonic acid dimethylamine salt, polystyrene sulfonic acid trimethylamine salt, polystyrene sulfonic acid ethylamine salt, polystyrene sulfonic acid diethylamine salt, and polystyrene sulfonic acid triethylamine salt.

ここで、ポリスチレンスルホン酸または塩は、スチレンスルホン酸またはその塩を重合したものであり、用いるスチレンスルホン酸またはその塩としては、例えばスチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スチレンスルホン酸カリウム塩、スチレンスルホン酸リチウム塩、スチレンスルホン酸アンモニウム塩、スチレンスルホン酸メチルアミン塩、スチレンスルホン酸ジメチルアミン塩、スチレンスルホン酸トリメチルアミン塩、スチレンスルホン酸エチルアミン塩、スチレンスルホン酸ジエチルアミン塩、スチレンスルホン酸トリエチルアミン塩等が挙げられる。   Here, the polystyrene sulfonic acid or salt is obtained by polymerizing styrene sulfonic acid or a salt thereof. Examples of the styrene sulfonic acid or salt thereof used include styrene sulfonic acid, sodium styrene sulfonate, potassium styrene sulfonate, Styrenesulfonic acid lithium salt, styrenesulfonic acid ammonium salt, styrenesulfonic acid methylamine salt, styrenesulfonic acid dimethylamine salt, styrenesulfonic acid trimethylamine salt, styrenesulfonic acid ethylamine salt, styrenesulfonic acid diethylamine salt, styrenesulfonic acid triethylamine salt, etc. Is mentioned.

重合方法としては、特に限定されるものではなく、通常のラジカル重合が挙げられその中でも、アミノスルホン酸の存在下で重合することが好ましい。また、重合反応の温度は、通常のポリスチレンスルホン酸を製造することが可能な反応温度であれば特に限定するものではなく、0〜100℃が好ましく、さらに好ましくは10〜90℃、特に好ましくは40〜90℃である。重合時間は、通常のポリスチレンスルホン酸を重合するのに必要な時間であれば特に限定されるものではなく、200時間以内が好ましく、特に130時間以内が好ましい。   The polymerization method is not particularly limited, and includes normal radical polymerization. Among them, polymerization is preferably performed in the presence of aminosulfonic acid. The temperature of the polymerization reaction is not particularly limited as long as it is a reaction temperature capable of producing ordinary polystyrene sulfonic acid, preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 90 ° C, particularly preferably. 40-90 ° C. The polymerization time is not particularly limited as long as it is a time necessary for polymerizing ordinary polystyrene sulfonic acid, preferably within 200 hours, and particularly preferably within 130 hours.

アミノスルホン酸の存在下で重合してポリスチレンスルホン酸またはその塩を得る場合には、アミノスルホン酸とスチレンスルホン酸モノマー、またはスチレンスルホン酸塩モノマーとを水溶液中で混合し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、及び/又は、アゾ系重合開始剤(和光純薬製、V−50)を用いて重合させることが好ましい。   When polymerizing in the presence of aminosulfonic acid to obtain polystyrene sulfonic acid or a salt thereof, aminosulfonic acid and styrene sulfonic acid monomer or styrene sulfonate monomer are mixed in an aqueous solution, ammonium peroxodisulfate, and It is preferable to perform polymerization using an azo polymerization initiator (W-50 Pure Chemical, V-50).

また、本発明の複合体におけるポリスチレンスルホン酸または塩は、アミノスルホン酸とスチレンスルホン酸モノマー、またはスチレンスルホン酸塩モノマーとを水溶液中で混合し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、及びまたは、アゾ系重合開始剤(和光純薬製、V−50)を用いて重合させた後、アミノスルホン酸で混合処理する方法により得ることもできる。   The polystyrene sulfonic acid or salt in the composite of the present invention is prepared by mixing aminosulfonic acid and a styrene sulfonic acid monomer or a styrene sulfonate monomer in an aqueous solution to produce ammonium peroxodisulfate and / or an azo polymerization initiator. It can also obtain by the method of polymerizing using (product made from Wako Purechemical, V-50), and then carrying out a mixing process with aminosulfonic acid.

混合処理する場合には、スチレンスルホン酸モノマー、またはスチレンスルホン酸塩モノマーを重合により得られたポリスチレンスルホン酸、またはポリスチレンスルホン酸塩とアミノスルホン酸とを水溶液中で混合処理し目的の分子量を有するポリ陰イオンとすることができる。   In the case of mixing treatment, polystyrene sulfonic acid obtained by polymerization of styrene sulfonic acid monomer or styrene sulfonate monomer, or polystyrene sulfonate and aminosulfonic acid are mixed in an aqueous solution to have a target molecular weight. It can be a polyanion.

上記の混合処理における処理温度は、通常に水溶液を取り扱うことが可能な反応温度であれば特に限定するものではなく、0〜100℃が好ましく、さらに好ましくは0〜50℃、特に好ましくは10〜40℃である。   The treatment temperature in the above-described mixing treatment is not particularly limited as long as it is a reaction temperature at which an aqueous solution can be normally handled, and is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 0 to 50 ° C, and particularly preferably 10 to 10 ° C. 40 ° C.

なお、用いたアミノスルホン酸は除去することが好ましい。   The aminosulfonic acid used is preferably removed.

本発明で得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩の重量平均分子量は、薄膜形成性、導電性及び粘性の観点から5,000〜1,000,000が好ましく、さらに好ましくは10,000〜500,000であり、特に好ましくは30,000〜300,000である。
<アミノスルホン酸>
用いられるアミノスルホン酸としては、上記一般式(1)及び(2)で示される化合物が好ましい。
The weight average molecular weight of the polystyrene sulfonic acid or salt thereof obtained in the present invention is preferably from 5,000 to 1,000,000, more preferably from 10,000 to 500,000, from the viewpoint of thin film formability, conductivity and viscosity. And particularly preferably 30,000 to 300,000.
<Aminosulfonic acid>
As the aminosulfonic acid used, compounds represented by the above general formulas (1) and (2) are preferable.

一般式(1)において、式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3の整数を表す。 In the general formula (1), wherein, R 1, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms each independently, n is an integer of 1-3.

具体的には、一般式(1)における置換基R、Rとしては、各々独立して、水素原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基を挙げることができ、そのなかでも特に、水素原子とメチル基が好ましい。 Specifically, the substituents R 1 and R 2 in the general formula (1) are each independently a hydrogen atom; having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. An alkyl group can be mentioned, and among them, a hydrogen atom and a methyl group are particularly preferable.

又、一般式(1)におけるnは、1〜3の整数であり、特にnは2であることが好ましい。   Moreover, n in General formula (1) is an integer of 1-3, and it is preferable that n is 2 especially.

一般式(2)において、式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。 In General formula (2), in formula, R < 3 >, R < 4 > respectively independently represents a hydrogen atom or a C1-C3 alkyl group.

具体的には、一般式(2)における置換基R、Rとしては、各々独立して、水素原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基を挙げることができ、そのなかでも特に、水素原子とメチル基が好ましい。 Specifically, the substituents R 3 and R 4 in the general formula (2) are each independently a hydrogen atom; having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. An alkyl group can be mentioned, and among them, a hydrogen atom and a methyl group are particularly preferable.

このようなアミノスルホン酸としては、一般式(1)で示される化合物としては、例えばアミノメタンスルホン酸、N−メチルアミノメタンスルホン酸、N、N−ジメチルアミノメタンスルホン酸、N−エチルアミノメタンスルホン酸、N、N−ジエチルアミノメタンスルホン酸、N−(n−プロピルアミノ)メタンスルホン酸、N、N−(n−ジプロピルアミノ)メタンスルホン酸、N−(イソプロピルアミノ)メタンスルホン酸、N、N−(ジイソプロピルアミノ)メタンスルホン酸、タウリン、N−メチルタウリン、N,N−ジメチルタウリン、N−エチルタウリン、N,N−ジエチルタウリン、N−(n−プロピル)タウリン、N,N−ジ(n−プロピル)タウリン、N−イソプロピルタウリン、N,N−ジイソプロピルタウリン、アミノプロパンスルホン酸、N−メチルアミノプロパンスルホン酸、N、N−ジメチルアミノプロパンスルホン酸、N−エチルアミノプロパンスルホン酸、N、N−ジエチルアミノプロパンスルホン酸、N−(n−プロピルアミノ)プロパンスルホン酸、N、N−(n−ジプロピルアミノ)プロパンスルホン酸、N−(イソプロピルアミノ)プロパンスルホン酸、N、N−(ジイソプロピルアミノ)プロパンスルホン酸等挙げられ、単一又は混合で使用してもよい。   Examples of the aminosulfonic acid include compounds represented by the general formula (1) such as aminomethanesulfonic acid, N-methylaminomethanesulfonic acid, N, N-dimethylaminomethanesulfonic acid, N-ethylaminomethane. Sulfonic acid, N, N-diethylaminomethanesulfonic acid, N- (n-propylamino) methanesulfonic acid, N, N- (n-dipropylamino) methanesulfonic acid, N- (isopropylamino) methanesulfonic acid, N N- (diisopropylamino) methanesulfonic acid, taurine, N-methyltaurine, N, N-dimethyltaurine, N-ethyltaurine, N, N-diethyltaurine, N- (n-propyl) taurine, N, N- Di (n-propyl) taurine, N-isopropyltaurine, N, N-diisopropyltaurine, Minopropanesulfonic acid, N-methylaminopropanesulfonic acid, N, N-dimethylaminopropanesulfonic acid, N-ethylaminopropanesulfonic acid, N, N-diethylaminopropanesulfonic acid, N- (n-propylamino) propanesulfone Acid, N, N- (n-dipropylamino) propanesulfonic acid, N- (isopropylamino) propanesulfonic acid, N, N- (diisopropylamino) propanesulfonic acid, etc. Also good.

一般式(2)で示される化合物としては、例えばスルファニル酸、N−メチルスルファンニル酸、N、N−ジメチルスルファニル酸、N−エチルスルファニル酸、N、N−ジエチルスルファニル酸、4−(N−(n−プロピルアミノ))フェニルスルホン酸、4−(N、N−(n−ジプロピルアミノ))フェニルスルホン酸、4−(N−(イソプロピルアミノ))フェニルスルホン酸、4−(N、N−(ジイソプロピルアミノ))フェニルスルホン酸等が挙げられ、単一又は混合で使用してもよい。   Examples of the compound represented by the general formula (2) include sulfanilic acid, N-methylsulfanilic acid, N, N-dimethylsulfanilic acid, N-ethylsulfanilic acid, N, N-diethylsulfanilic acid, 4- (N -(N-propylamino)) phenylsulfonic acid, 4- (N, N- (n-dipropylamino)) phenylsulfonic acid, 4- (N- (isopropylamino)) phenylsulfonic acid, 4- (N, N- (diisopropylamino)) phenylsulfonic acid and the like may be mentioned, and these may be used alone or in a mixture.

これらのうち、水への溶解性から、タウリン、N−メチルタウリン、N,N−ジメチルタウリン、スルファニル酸が特に好ましい。   Of these, taurine, N-methyltaurine, N, N-dimethyltaurine, and sulfanilic acid are particularly preferred because of their solubility in water.

また、アミノスルホン酸の使用量としては、特に限定されるものではなく、原料のスチレンスルホン酸モノマーまたはポリマーに含有される繰り返し単位中のスチレンスルホン酸(ポリスチレン換算での重量平均分子量Mwから推定)1モルに対し、0.2〜5.0倍モルが好ましく、特に好ましくは1.0〜2.0倍モルである。   The amount of aminosulfonic acid used is not particularly limited, and styrenesulfonic acid in the repeating unit contained in the raw material styrenesulfonic acid monomer or polymer (estimated from the weight average molecular weight Mw in terms of polystyrene). 0.2-5.0 times mole is preferable with respect to 1 mol, Most preferably, it is 1.0-2.0 times mole.

<複合体の合成>
本発明の複合体は、前記スチレンスルホン酸またはその塩を重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用い、当該ポリスチレンスルホン酸またはその塩の存在下でチオフェン誘導体を重合して得られるポリチオフェン誘導体を含んでなる複合体である。
<Synthesis of complex>
The composite of the present invention uses polystyrene sulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing the styrene sulfonic acid or a salt thereof as a polyanion, and polymerizes a thiophene derivative in the presence of the polystyrene sulfonic acid or a salt thereof. It is a composite comprising the resulting polythiophene derivative.

本発明におけるチオフェン誘導体としては、例えば3,4−エチレンジオキシチオフェン、3−アルキルチオフェン、3−アルコキシチオフェン、3−アルキル−4−アルコキシチオフェン、3,4−ジアルキルチオフェン3,4−ジアルコキシチオフェンなどが挙げられ、中でも特に3,4−エチレンジオキシチオフェンが好ましい。   Examples of the thiophene derivative in the present invention include 3,4-ethylenedioxythiophene, 3-alkylthiophene, 3-alkoxythiophene, 3-alkyl-4-alkoxythiophene, 3,4-dialkylthiophene 3,4-dialkoxythiophene. Among them, 3,4-ethylenedioxythiophene is particularly preferable.

ポリ陰イオンとしては、ポリスチレンスルホン酸は、そのまま重合反応に用いた。またポリスチレンスルホン酸の塩は、塩のまま使用するか、必要に応じてイオン交換を行い酸型のポリスチレンスルホン酸として用いた。   As the polyanion, polystyrene sulfonic acid was directly used for the polymerization reaction. Further, the salt of polystyrene sulfonic acid was used as the salt, or ion exchange was performed as necessary, and used as acid type polystyrene sulfonic acid.

本発明の複合体におけるポリスチレンスルホン酸またはその塩の存在下でチオフェン誘導体を重合する際の重合方法としては、酸化重合が好ましい。   As the polymerization method for polymerizing the thiophene derivative in the presence of polystyrene sulfonic acid or a salt thereof in the composite of the present invention, oxidative polymerization is preferable.

本発明での酸化重合反応に用いる触媒としては、例えば過硫酸塩及び第二鉄塩などの一般的なものを用いることができる。過硫酸塩としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどが用いられ、また、第二鉄塩としては、例えば、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、トルエンスルホン酸第二鉄などが用いられ、中でも過硫酸アンモニウムと硫酸第二鉄が特に好ましい。   As the catalyst used for the oxidative polymerization reaction in the present invention, for example, general catalysts such as persulfate and ferric salt can be used. Examples of the persulfate include ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate. Examples of the ferric salt include ferric sulfate, ferric chloride, and ferric toluenesulfonate. Among them, ammonium persulfate and ferric sulfate are particularly preferable.

酸化重合触媒の使用量は上記チオフェン誘導体1モルに対し、1.0〜5.0倍モルが好ましく、1.0〜1.5倍モルが特に好ましい。   The amount of the oxidative polymerization catalyst used is preferably 1.0 to 5.0 times mol, particularly preferably 1.0 to 1.5 times mol based on 1 mol of the thiophene derivative.

上記に記載の酸化重合反応に用いられる溶剤は、水系溶媒が好ましく、特に好ましくは水である。他に、補助溶媒を用いることも可能であり、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリコール、N,N−ジメチルホルムアミド、N-メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられ、単一又は混合で使用してもよい。これらのうちでは、特にジメチルスルホキシドが好ましい。   The solvent used in the oxidative polymerization reaction described above is preferably an aqueous solvent, particularly preferably water. In addition, an auxiliary solvent can be used, and examples thereof include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, diethylene glycol, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and the like. One or a mixture may be used. Of these, dimethyl sulfoxide is particularly preferable.

尚、補助溶媒の使用量としては、特に限定されるものではなく、原料のスチレンスルホン酸モノマーまたはポリマーに含有される繰り返し単位中のスチレンスルホン酸(ポリスチレン換算での数平均分子量Mnから推定)1モルに対し、0.2〜100倍モルが好ましく、特に好ましくは1.0〜2.0倍モルである。   The amount of the auxiliary solvent used is not particularly limited, and styrene sulfonic acid in a repeating unit contained in the raw material styrene sulfonic acid monomer or polymer (estimated from the number average molecular weight Mn in terms of polystyrene) 1 0.2-100 times mole is preferable with respect to mole, Most preferably, it is 1.0-2.0 times mole.

本酸化重合法において反応温度は、水系溶媒を取り扱うことが可能な反応温度であれば特に限定するものではなく、0〜100℃が好ましく、濃度変化をさせずに反応を進行させるため、さらに好ましくは0〜50℃、特に好ましくは0〜30℃である。   In this oxidative polymerization method, the reaction temperature is not particularly limited as long as it is a reaction temperature at which an aqueous solvent can be handled, and is preferably 0 to 100 ° C., more preferably because the reaction proceeds without changing the concentration. Is 0 to 50 ° C., particularly preferably 0 to 30 ° C.

また、本発明での酸化重合反応におけるポリスチレンスルホン酸またはその塩の使用量は、チオフェン誘導体100重量部に対して、50〜2,000重量部が好ましく、さらに好ましくは100〜500重量部であり、特に好ましくは150〜300重量部である。   In addition, the amount of polystyrene sulfonic acid or a salt thereof used in the oxidative polymerization reaction in the present invention is preferably 50 to 2,000 parts by weight, more preferably 100 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thiophene derivative. Particularly preferred is 150 to 300 parts by weight.

本発明における複合体のポリスチレンスルホン酸またはその塩の含有率は、導電性及び分散性の観点から好ましくは0.1〜20重量%、特に好ましくは0.4〜5重量%である。
<水分散体>
本発明の水分散体は上記複合体を水に分散してなるものである。
The content of polystyrene sulfonic acid or a salt thereof in the composite in the present invention is preferably 0.1 to 20% by weight, particularly preferably 0.4 to 5% by weight from the viewpoints of conductivity and dispersibility.
<Water dispersion>
The aqueous dispersion of the present invention is obtained by dispersing the above composite in water.

水分散体には、補助溶媒を用いることも可能であり、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリコール、N,N−ジメチルホルムアミド、N-メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられ、単一又は混合で使用してもよい。これらのうちでは、特にジメチルスルホキシドが好ましい。   An auxiliary solvent can be used for the aqueous dispersion, and examples thereof include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, diethylene glycol, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like. May be used alone or in combination. Of these, dimethyl sulfoxide is particularly preferable.

補助溶媒として好ましく用いられるジメチルスルホキシの含有率は、導電性の観点から溶媒を含む全量に占める割合として、好ましくは0.5〜50重量%、特に好ましくは5〜10重量%である。   The content of dimethylsulfoxy preferably used as an auxiliary solvent is preferably 0.5 to 50% by weight, particularly preferably 5 to 10% by weight, as a proportion of the total amount including the solvent, from the viewpoint of conductivity.

<水分散体の製造方法>
本発明の水分散体の製造方法は、ポリスチレンスルホン酸、またはその塩と、チオフェン誘導体とをジメチルスルホキシド存在下で、酸化重合させることにより製造することができる。
<Method for producing aqueous dispersion>
The method for producing an aqueous dispersion of the present invention can be produced by oxidative polymerization of polystyrene sulfonic acid or a salt thereof and a thiophene derivative in the presence of dimethyl sulfoxide.

水分散体の製造方法に用いるポリスチレンスルホン酸、またはその塩は、アミノスルホン酸の存在下で、スチレンスルホン酸またはその塩からなるモノマーを重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、アミノスルホン酸とポリスチレンスルホン酸またはその塩を混合した後にアミノスルホン酸を除去して得られるものであることが好ましい。   The polystyrene sulfonic acid used in the method for producing an aqueous dispersion, or a salt thereof, is a polystyrene sulfonic acid obtained by polymerizing a monomer comprising styrene sulfonic acid or a salt thereof in the presence of aminosulfonic acid, and / or a salt thereof, and / or The aminosulfonic acid is preferably obtained by mixing the aminosulfonic acid and polystyrene sulfonic acid or a salt thereof and then removing the aminosulfonic acid.

酸化重合反応に用いる触媒としては、例えば過硫酸塩及び第二鉄塩などの一般的なものを用いることができる。過硫酸塩としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどが用いられ、また、第二鉄塩としては、例えば、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、トルエンスルホン酸第二鉄などが用いられ、中でも過硫酸アンモニウムと硫酸第二鉄が特に好ましい。   As the catalyst used in the oxidative polymerization reaction, for example, general catalysts such as persulfate and ferric salt can be used. Examples of the persulfate include ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate. Examples of the ferric salt include ferric sulfate, ferric chloride, and ferric toluenesulfonate. Among them, ammonium persulfate and ferric sulfate are particularly preferable.

酸化重合触媒の使用量は上記チオフェン誘導体1モルに対し、1.0〜5.0倍モルが好ましく、1.0〜1.5倍モルが特に好ましい。   The amount of the oxidative polymerization catalyst used is preferably 1.0 to 5.0 times mol, particularly preferably 1.0 to 1.5 times mol based on 1 mol of the thiophene derivative.

上記に記載の酸化重合反応に用いられる溶剤は、水系溶媒が好ましく、特に好ましくは水である。他に、補助溶媒を用いることも可能であり、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリコール、N,N−ジメチルホルムアミド、N-メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられ、単一又は混合で使用してもよい。これらのうちでは、特にジメチルスルホキシドが好ましい。   The solvent used in the oxidative polymerization reaction described above is preferably an aqueous solvent, particularly preferably water. In addition, an auxiliary solvent can be used, and examples thereof include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, diethylene glycol, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and the like. One or a mixture may be used. Of these, dimethyl sulfoxide is particularly preferable.

尚、補助溶媒の使用量としては、特に限定されるものではなく、好ましくは原料のスチレンスルホン酸モノマーまたはポリマーに含有される繰り返し単位中のスチレンスルホン酸(ポリスチレン換算での数平均分子量Mnから推定)1モルに対し、0.2〜100倍モルが好ましく、特に好ましくは0.5〜2.0倍モルである。   The amount of the auxiliary solvent used is not particularly limited, and is preferably styrene sulfonic acid in a repeating unit contained in the raw material styrene sulfonic acid monomer or polymer (estimated from the number average molecular weight Mn in terms of polystyrene). ) It is preferably 0.2 to 100 times mol, particularly preferably 0.5 to 2.0 times mol, per 1 mol.

本酸化重合法において反応温度は、水系溶媒を取り扱うことが可能な反応温度であれば特に限定するものではなく、0〜100℃が好ましく、濃度変化をさせずに反応を進行させるため、さらに好ましくは0〜50℃、特に好ましくは0〜30℃である。
<コーティング用組成物>
本発明の導電性被覆物を形成するための複合体を含む水分散体からなるコーティング用組成物は、水分散体とジメチルスルホキシドとの組成物である。
<導電性被覆物>
以上に記載の本発明のコーティング用組成物を用いれば、基材表面に塗布及び乾燥することで導電性に優れる被覆物を得ることができる。
In this oxidative polymerization method, the reaction temperature is not particularly limited as long as it is a reaction temperature at which an aqueous solvent can be handled, and is preferably 0 to 100 ° C., more preferably because the reaction proceeds without changing the concentration. Is 0 to 50 ° C., particularly preferably 0 to 30 ° C.
<Coating composition>
The coating composition comprising an aqueous dispersion containing a composite for forming the conductive coating of the present invention is a composition of an aqueous dispersion and dimethyl sulfoxide.
<Conductive coating>
If the coating composition of the present invention described above is used, a coating having excellent conductivity can be obtained by coating and drying the substrate surface.

用いる基材としては、特に限定されるものではなく、例えばプラスチックシート、プラスチックフィルム、不織布、ガラス板等が挙げられる。   The substrate to be used is not particularly limited, and examples thereof include a plastic sheet, a plastic film, a nonwoven fabric, and a glass plate.

また、塗布方法は、特に限定されるものではなく、例えばスピンコート、ワイヤーコート、バーコート、ロールコート、ブレートコート、カーテンコート、スクリーン印刷などが挙げられる。   Moreover, the application method is not particularly limited, and examples thereof include spin coating, wire coating, bar coating, roll coating, brate coating, curtain coating, and screen printing.

塗布されたコーティング用組成物を乾燥させる際の加熱条件としては、特に限定されるものではなく、例えば20〜250℃が好ましく、特に好ましくは60〜150℃である。   The heating conditions for drying the applied coating composition are not particularly limited, and for example, 20 to 250 ° C is preferable, and 60 to 150 ° C is particularly preferable.

本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。なお、本実施例における生成物の収率は、単離重量で確認した。又、物性値の測定は下記の機器を用いて実施した。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention should not be construed as being limited thereto. In addition, the yield of the product in a present Example was confirmed with the isolated weight. The physical property values were measured using the following equipment.

水−アセトニトリル系GPC:東ソー製、HLC−8200システム
更に、化合物のH−NMR及び13C−NMRの測定には、Varian社製Gemini−200を使用した。
Water-acetonitrile-based GPC: manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8200 system Further, for measurement of 1 H-NMR and 13 C-NMR of the compound, Gemini-200 manufactured by Varian was used.

また、導電率の測定は低抵抗率計(三菱化学社製ロレススターGP、MCP−T600)を使用した。   Moreover, the low resistivity meter (Mitsubishi Chemical Corporation Lorester GP, MCP-T600) was used for the measurement of electrical conductivity.

合成例1 (ジメチルタウリン(一般式(1)で示されるアミノスルホン酸)の合成例1)
150mlのステンレス製オートクレーブに、25℃で25%ビニルスルホン酸ナトリウム水溶液100.1g(0.19mol)、50%ジメチルアミン水溶液19.0g(0.21mol)を仕込んだ。その後、窒素雰囲気下、温度を115℃まで昇温し、115℃で過熱撹拌しながら3時間熟成した。反応終了後この反応混合物を25℃まで冷却した後、メタノール249.4gと酢酸12.7g(0.21mol)を添加し、80℃で濃縮した。更にメタノール200mlとイソプロパノール100mlから再結晶を行った。ろ過により固体をろ別して回収し、メタノールとイソプロパノールで洗浄した後、減圧乾燥し白色粉体21.5gを得た(73%)。得られた粉体をH−NMR及び13C−NMRで測定したところ、ジメチルタウリンであることを確認した。
Synthesis Example 1 (Synthesis Example 1 of dimethyl taurine (aminosulfonic acid represented by the general formula (1))
A 150 ml stainless steel autoclave was charged with 25% sodium vinylsulfonate aqueous solution 100.1 g (0.19 mol) and 50% dimethylamine aqueous solution 19.0 g (0.21 mol) at 25 ° C. Thereafter, the temperature was raised to 115 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the mixture was aged for 3 hours while stirring at 115 ° C. with heating. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 25 ° C., 249.4 g of methanol and 12.7 g (0.21 mol) of acetic acid were added, and the mixture was concentrated at 80 ° C. Further, recrystallization was performed from 200 ml of methanol and 100 ml of isopropanol. The solid was collected by filtration, washed with methanol and isopropanol, and then dried under reduced pressure to obtain 21.5 g of white powder (73%). When the obtained powder was measured by 1 H-NMR and 13 C-NMR, it was confirmed to be dimethyltaurine.

H−NMR(200MHz,DMSO−d)2.81(6H,s)、2.89(2H,t)、3.29(2H,t)
13C−NMR(50MHz,DMSO−d)42.47、45.36、53.91
合成例2 (ポリスチレンスルホン酸をタウリン後添加処理の製造例1)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)(0.042mol)と水40.0gを仕込んで溶解させ、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させた。得られた反応液に水50.0gを加え、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理し後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。更に、その全処理液を陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.3g(0.042mol)を加えて混合し、25℃で24時間撹拌処理した。
1 H-NMR (200 MHz, DMSO-d 6 ) 2.81 (6H, s), 2.89 (2H, t), 3.29 (2H, t)
13 C-NMR (50 MHz, DMSO-d 6 ) 42.47, 45.36, 53.91.
Synthesis example 2 (Production example 1 of post-taurine addition treatment of polystyrene sulfonic acid)
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade, 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) (0.042 mol) and water 40 at 25 ° C. 0.0 g was charged and dissolved, heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added, and polymerization was performed for 2 hours. 50.0 g of water was added to the obtained reaction liquid, and after passing through the column filled with 50 ml of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, 50 ml of washing water was added to the same column. The solution was passed through at 1 ml / min. Further, the entire treatment solution was passed through the column filled with 50 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA96SB manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Liquid-treated. Next, 5.3 g (0.042 mol) of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, reagent grade 1), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), was added to and mixed with all the treatment liquids, followed by stirring at 25 ° C. for 24 hours. Processed.

その後、この処理液に水150mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約150mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸塩水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は34万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。   Thereafter, 150 ml of water was added to the treatment liquid, and about 150 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration apparatus (stirring ultrafilter manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonate aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 340,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例3 (ポリスチレンスルホン酸をタウリン後添加処理の製造例2)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)(0.042mol)と水40.0gを仕込んで溶解させ、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させた。得られた反応液は水50.0gを加え、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。更に、その全処理液を陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.3g(0.042mol)を加えて混合し、25℃で120時間撹拌処理した。その後、この処理液に水150mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約150mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は32万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis example 3 (Production example 2 of post-taurine addition treatment of polystyrene sulfonic acid)
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade, 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) (0.042 mol) and water 40 at 25 ° C. 0.0 g was charged and dissolved, heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added, and polymerization was performed for 2 hours. The obtained reaction solution was added with 50.0 g of water, passed through the column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then washed with 50 ml of washing water. The solution was passed through at 1 ml / min. Further, the entire treated solution was passed through the column filled with 50 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA96SB manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Processed. Next, 5.3 g (0.042 mol) of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, grade 1 reagent), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), was added to and mixed with the entire treatment liquid, and stirred at 25 ° C. for 120 hours. Processed. Thereafter, 150 ml of water was added to the treatment liquid, and about 150 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration apparatus (stirring ultrafilter manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 320,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例4 (ポリスチレンスルホン酸をタウリン後添加処理の製造例3)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(0.042mol)(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させた。得られた反応液は水50.0gを加え、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後に、洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。更に、その全処理液を陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.3g(0.042mol)を加えて混合し、50℃で24時間撹拌処理した。その後、この処理液に水150mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約150mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸塩及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は29万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis example 4 (Production example 3 of post-taurine addition treatment of polystyrene sulfonic acid)
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a stirring blade, at 25 ° C., 10.0 g (0.042 mol) of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and water 40 0.0 g was charged and dissolved, heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added, and polymerization was performed for 2 hours. The obtained reaction solution was added with 50.0 g of water, passed through the column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then washed with 50 ml of washing water at 1 ml / min. The solution was passed through. Further, the entire treated solution was passed through the column filled with 50 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA96SB manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Processed. Next, 5.3 g (0.042 mol) of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, grade 1 reagent), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), was added to and mixed with the whole treatment liquid, and stirred at 50 ° C. for 24 hours. Processed. Thereafter, 150 ml of water was added to the treatment liquid, and about 150 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration apparatus (stirring ultrafilter manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonate and taurine were not detected. Moreover, the weight average molecular weight on the basis of standard sodium polystyrene sulfonate was 290,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例5 (タウリン添加により重合したポリスチレンスルホン酸の製造例1)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.6gを加え、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.03gを添加し4時間重合させ、更に、過硫酸アンモニウム0.03gを追加し20時間重合させた。その後、この処理液に水30mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を4回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は6万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 5 (Production Example 1 of polystyrene sulfonic acid polymerized by addition of taurine)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. After dissolving and passing through a column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, 5.6 g of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, reagent grade 1), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), is added to the total treatment liquid, heated to 90 ° C., and 0.03 g of ammonium persulfate is added. Polymerization was performed for a period of time, and 0.03 g of ammonium persulfate was further added, followed by polymerization for 20 hours. Thereafter, 30 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantec Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated 4 times to obtain a polystyrenesulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and taurine were not detected. Moreover, the weight average molecular weight on the basis of standard sodium polystyrene sulfonate was 60,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例6 (タウリン添加により重合したポリスチレンスルホン酸の製造例2)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.6gを加え、90℃に加熱し2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(和光純薬製、商品名V−50)0.03gを4回分割添加して123時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は4万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 6 (Production Example 2 of polystyrene sulfonic acid polymerized by addition of taurine)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. After dissolving and passing through a column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, 5.6 g of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, reagent grade 1), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), is added to the entire treatment liquid, heated to 90 ° C., and 2,2-azobis (2-amidino Propane) dihydrochloride (trade name V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.03 g was added in four portions and polymerized for 123 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantech Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 40,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例7 (タウリン添加により重合したポリスチレンスルホン酸の製造例3)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。次いで、その全処理液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)1.1gを加え、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.12gを添加し19時間重合させ、更に、過硫酸アンモニウム0.12gを追加し1時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量1万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は9万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 7 (Production Example 3 of polystyrene sulfonic acid polymerized by addition of taurine)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. After dissolving and passing through a column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, 1.1 g of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, reagent grade 1), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), is added to the total treatment liquid, heated to 90 ° C., and 0.12 g of ammonium persulfate is added. Polymerization was conducted for a period of time, and 0.12 g of ammonium persulfate was further added, followed by polymerization for 1 hour. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantec Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 10,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 90,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例8 (ジメチルタウリン添加により重合したポリスチレンスルホン酸の製造例)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。次いで、その全処理液に合成例1で合成した一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるジメチルタウリン6.5gを加え、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.12gを4回分割添加し22時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びジメチルタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は4万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 8 (Production example of polystyrene sulfonic acid polymerized by addition of dimethyl taurine)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. After dissolving and passing through a column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, 6.5 g of dimethyltaurine, which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1) synthesized in Synthesis Example 1, was added to the entire treatment solution, heated to 90 ° C., and 0.12 g of ammonium persulfate was added in four portions. Polymerized for 22 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantech Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated three times to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and dimethyl taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 40,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

合成例9 (スルファニル酸添加により重合したポリスチレンスルホン酸の製造例)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。次いで、その全処理液に一般式(2)で示されるアミノスルホン酸であるスルファニル酸(キシダ化学製、試薬特級)1.5gを加え、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.12gを添加し3時間重合させ、更に、過硫酸アンモニウム0.12gを追加し18時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を5回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸及びスルファニル酸は検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は5万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 9 (Production example of polystyrene sulfonic acid polymerized by addition of sulfanilic acid)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. The solution was dissolved and passed through a column filled with 50 ml of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, 1.5 g of sulfanilic acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent special grade), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (2), is added to the entire treatment solution, heated to 90 ° C., and 0.12 g of ammonium persulfate is added. Polymerization was conducted for a period of time, and 0.12 g of ammonium persulfate was further added, followed by polymerization for 18 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantech Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated 5 times to obtain a polystyrenesulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid and sulfanilic acid were not detected. Moreover, the weight average molecular weight on the basis of standard sodium polystyrene sulfonate was 50,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

実施例1 (PEDOT−PSSの製造例)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、合成例2で得られたポリスチレンスルホン酸の5重量%水溶液18.6g(純分0.93g、0.005mol、3、4−エチレンジオキシチオフェン100重量部に対し200重量部)、補助溶媒としてジメチルスルホキシド0.26g(0.003mol)、酸化重合触媒として過硫酸アンモニウム0.77g(0.003mol)、硫酸第二鉄0.02g(0.123mmol)を仕込み、水を加えて全量を100gとし撹拌溶解させた。続いて強撹拌下でチオフェン誘導体として3,4−エチレンジオキシチオフェン0.47g(0.003mol)を添加し、25℃で24時間重合させた。
Example 1 (Production example of PEDOT-PSS)
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a stirring blade, 18.6 g of a 5% by weight aqueous solution of polystyrene sulfonic acid obtained in Synthesis Example 2 at 25 ° C. (pure content 0.93 g,. 005 mol, 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of 3,4-ethylenedioxythiophene), 0.26 g (0.003 mol) of dimethyl sulfoxide as an auxiliary solvent, 0.77 g (0.003 mol) of ammonium persulfate as an oxidation polymerization catalyst, sulfuric acid Ferric iron (0.02 g, 0.123 mmol) was charged, water was added to make a total amount of 100 g, and dissolved by stirring. Subsequently, under strong stirring, 0.47 g (0.003 mol) of 3,4-ethylenedioxythiophene was added as a thiophene derivative and polymerized at 25 ° C. for 24 hours.

得られた重合液を、超音波ホモジナイザー(日本精機社製UT−300T)で20分間分散処理し水分散体とした後、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)10gと陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)10gを加え、1時間撹拌した。その後、この分散液をろ紙(東洋濾紙社製No.2)でろ過してイオン交換樹脂を陽イオン、陰イオンと共に除去した。次に、このろ液に水400mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量1万)を用いて約400mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、遊離の低分子成分を除去した。更に、この処理液をメンブランフィルター(孔径0.45μm)に通し、最終的に導電性の高分子分散液を得た。以上の操作で得られた分散液にジメチルスルホキシドを5重量%添加してコーティング用組成物とした。このようにして得られたコーティング用組成物を、ガラス板上に流延塗布し、25℃で5時間乾燥後、更に、130℃で30分間乾燥して導電性の膜を作成した。この膜の導電率を低抵抗率計(三菱化学社製ロレススターGP、MCP−T600)で測定したところ、704S/cmと高い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。   The obtained polymerization solution was dispersed with an ultrasonic homogenizer (UT-300T manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) for 20 minutes to form an aqueous dispersion, and then 10 g of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo Co., Ltd.) and an anion exchange resin. 10 g (Amberlite IRA96SB manufactured by Organo Corporation) was added and stirred for 1 hour. Thereafter, the dispersion was filtered with a filter paper (No. 2 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) to remove the ion exchange resin together with cations and anions. Next, 400 ml of water was added to the filtrate, and about 400 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (stirring ultrafilter manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., molecular weight cut off 10,000). This operation was repeated three times to remove free low molecular components. Further, this treatment liquid was passed through a membrane filter (pore diameter 0.45 μm) to finally obtain a conductive polymer dispersion. To the dispersion obtained by the above operation, 5% by weight of dimethyl sulfoxide was added to obtain a coating composition. The coating composition thus obtained was cast on a glass plate, dried at 25 ° C. for 5 hours, and further dried at 130 ° C. for 30 minutes to form a conductive film. When the electrical conductivity of this film was measured with a low resistivity meter (Loresstar GP, MCP-T600, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it showed a high electrical conductivity of 704 S / cm. The results are summarized in Table 1.

実施例2 (PEDOT−PSSの製造例)
合成例3で得られたポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の方法で導電性の高分子分散液を得た。この分散液を用い、実施例1と同一の方法で導電性の膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定した結果、637S/cmと高い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。
Example 2 (Production Example of PEDOT-PSS)
A conductive polymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polystyrene sulfonic acid obtained in Synthesis Example 3 was used. Using this dispersion, a conductive film was prepared in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the conductivity of this film by the same method as in Example 1, it showed a high conductivity of 637 S / cm. The results are summarized in Table 1.

実施例3から実施例8
合成例4から合成例9でそれぞれ得られたポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の方法で導電性の高分子分散液を得た。この分散液を用い、実施例1と同一の方法で導電性の膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定し、それらの結果をまとめて表1に示した。
Example 3 to Example 8
A conductive polymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polystyrene sulfonic acid obtained in each of Synthesis Examples 4 to 9 was used. Using this dispersion, a conductive film was prepared in the same manner as in Example 1. The conductivity of this film was measured by the same method as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.

比較例1
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させた。得られた反応液は水50.0gを加え、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液した。更に、その全処理液を陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理し、同カラムを洗浄水50ml/分で通液し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸は検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は34万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Comparative Example 1
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. The solution was dissolved, heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added, and polymerization was performed for 2 hours. The obtained reaction solution was added with 50.0 g of water, passed through the column filled with 50 ml of cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then washed with 50 ml of washing water. The solution was passed at 1 ml / min. Further, the entire treatment solution was passed through the column filled with 50 ml of anion exchange resin (Amberlite IRA96SB manufactured by Organo) at 1 ml / min, and the column was passed through with washing water at 50 ml / min. A sulfonic acid aqueous solution was obtained. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid was not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 340,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

得られたポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の方法で高分子分散液を得た。この分散液を用い、実施例1と同一の方法で膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定した結果、チオフェン誘導体を用いなかったことから、同じ分子量である実施例2と比較して493S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。   A polymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained polystyrene sulfonic acid was used. Using this dispersion, a film was prepared in the same manner as in Example 1. The conductivity of this film was measured by the same method as in Example 1. As a result, the thiophene derivative was not used, and thus the conductivity was as low as 493 S / cm as compared with Example 2 having the same molecular weight. The results are summarized in Table 1.

比較例2
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムを用いて1ml/分で通液処理した後、同カラムに洗浄水50mlを1ml/分で通液処理した。次いで、その全処理液を90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させ、更に、過硫酸アンモニウム0.05gを追加し2時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量1万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を5回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸は検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は7万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Comparative Example 2
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. The solution was dissolved and passed through a column filled with 50 ml of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) at 1 ml / min, and then 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, the whole treatment liquid was heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added and polymerized for 2 hours, and 0.05 g of ammonium persulfate was further added for polymerization for 2 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantec Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 10,000). This operation was repeated 5 times to obtain a polystyrenesulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid was not detected. Moreover, the weight average molecular weight on the basis of standard sodium polystyrene sulfonate was 70,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

得られたポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の方法で高分子分散液を得た。この分散液を用い、実施例1と同一の方法で膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定した結果、チオフェン誘導体を用いなかったことから127S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。   A polymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained polystyrene sulfonic acid was used. Using this dispersion, a film was prepared in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the conductivity of this film by the same method as in Example 1, it showed a low conductivity of 127 S / cm because no thiophene derivative was used. The results are summarized in Table 1.

比較例3
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させた。この溶解液を、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)50mlを充填したカラムに、1ml/分で通液処理した。更に、洗浄水50mlを同カラムに1ml/分で通液処理した。次いで、その全処理液を90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.05gを添加し2時間重合させ、更に、過硫酸アンモニウム0.05gを追加し2時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量1万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を5回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸は検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は4万であった。更に、塩素、臭素、ナトリウム含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Comparative Example 3
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. Dissolved. This solution was passed through a column filled with 50 ml of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo Corporation) at 1 ml / min. Further, 50 ml of washing water was passed through the column at 1 ml / min. Next, the whole treatment liquid was heated to 90 ° C., 0.05 g of ammonium persulfate was added and polymerized for 2 hours, and 0.05 g of ammonium persulfate was further added for polymerization for 2 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantec Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 10,000). This operation was repeated 5 times to obtain a polystyrenesulfonic acid aqueous solution. As a result of analyzing the obtained polystyrene sulfonic acid aqueous solution by GPC, low molecular weight styrene sulfonic acid was not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 40,000. Further, the chlorine, bromine and sodium contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as determined by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

得られたポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の方法で高分子分散液を得た。この分散液を用い、実施例1と同一の方法で膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定した結果、チオフェン誘導体を用いなかったことから、同じ分子量である実施例5、7と比較して74S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。   A polymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained polystyrene sulfonic acid was used. Using this dispersion, a film was prepared in the same manner as in Example 1. The conductivity of this film was measured by the same method as in Example 1. As a result, no thiophene derivative was used, so that the conductivity was as low as 74 S / cm as compared with Examples 5 and 7 having the same molecular weight. . The results are summarized in Table 1.

比較例4
実施例1の方法においてジメチルスルホキシドを添加せずに、実施例1と同一の方法で重合させ高分子分散液を得た。この分散液を用い実施例1と同一の方法で膜を作成した。この膜の導電率を実施例1と同一の方法で測定した結果、ジメチルスルホキシドを添加しなかったことからコーティング用組成物として、同じ分子量である実施例1と比較して395S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。
Comparative Example 4
Polymerization was obtained in the same manner as in Example 1 except that dimethyl sulfoxide was not added in the method of Example 1. Using this dispersion, a film was prepared in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the electrical conductivity of this film by the same method as in Example 1, dimethyl sulfoxide was not added, so that the coating composition had a conductivity as low as 395 S / cm as compared with Example 1 having the same molecular weight. Showed the rate. The results are summarized in Table 1.

比較例5
実施例2の方法においてジメチルスルホキシドを添加せずに、実施例2と同一の方法で重合させ高分子分散液を得た。この分散液を用い実施例2と同一の方法で膜を作成した。この膜の導電率を実施例2と同一の方法で測定した結果、ジメチルスルホキシドを添加しなかったことからコーティング用組成物として、同じ分子量である実施例2と比較して300S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表1にまとめて示した。
Comparative Example 5
Polymerization was obtained in the same manner as in Example 2 without adding dimethyl sulfoxide in the method of Example 2. Using this dispersion, a film was prepared by the same method as in Example 2. As a result of measuring the conductivity of this film by the same method as in Example 2, dimethyl sulfoxide was not added, so that the coating composition had a conductivity as low as 300 S / cm as compared with Example 2 having the same molecular weight. Showed the rate. The results are summarized in Table 1.

合成例10 (タウリン添加により重合したポリスチレンスルホン酸ナトリウムの製造例4)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、スチレンスルホン酸ナトリウム10.0g(東ソー株式会社製スピノマーNaSS、純度87%)と水40.0gを仕込んで溶解させ、次いで、その溶液に一般式(1)で示されるアミノスルホン酸であるタウリン(和光純薬製、試薬一級)5.6gを加え、90℃に加熱し過硫酸アンモニウム0.04gを添加し2時間重合させた。その後、この処理液に水50mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量5万)を用いて約50mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム水溶液を得た。得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウム水溶液をGPCで分析した結果、低分子のスチレンスルホン酸ナトリウム及びタウリンは検出されなかった。また、標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを基準とした重量平均分子量は31万であった。更に、塩素、臭素含有量はイオンクロマトグラフィー及び誘導結合プラズマ発光分光分析の測定から、全て、ポリスチレンスルホン酸に対して50ppm以下であった。
Synthesis Example 10 (Production Example 4 of Sodium Polystyrenesulfonate Polymerized by Adding Taurine)
Into a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and stirring blade was charged 10.0 g of sodium styrenesulfonate (Spinomer NaSS manufactured by Tosoh Corporation, purity 87%) and 40.0 g of water at 25 ° C. Next, 5.6 g of taurine (manufactured by Wako Pure Chemicals, reagent grade 1), which is an aminosulfonic acid represented by the general formula (1), is added to the solution, heated to 90 ° C., and 0.04 g of ammonium persulfate is added. Polymerized for 2 hours. Thereafter, 50 ml of water was added to the treatment liquid, and about 50 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (advantech Toyo Co., Ltd. stirring type ultrafilter, molecular weight cut off 50,000). This operation was repeated 3 times to obtain an aqueous sodium polystyrenesulfonate solution. As a result of analyzing the obtained sodium polystyrenesulfonate aqueous solution by GPC, low molecular sodium styrenesulfonate and taurine were not detected. The weight average molecular weight based on standard sodium polystyrene sulfonate was 310,000. Furthermore, the chlorine and bromine contents were all 50 ppm or less based on polystyrene sulfonic acid, as measured by ion chromatography and inductively coupled plasma emission spectrometry.

実施例9 (PEDOT−PSSの製造例)
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、合成例10で得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウムの5重量%水溶液18.6g、ジメチルスルホキシド0.26g、過硫酸アンモニウム0.77g、硫酸第二鉄0.02gを仕込み、水を加えて全量を100gとし撹拌溶解させた。続いて強撹拌下で3,4−エチレンジオキシチオフェン0.47gを添加し、25℃で24時間重合させた。得られた重合液を、超音波ホモジナイザー(日本精機社製UT−300T)で20分間分散処理した後、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)10gと陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)10gを加え、1時間撹拌した。その後、この分散液をろ紙(東洋濾紙社製No.2)でろ過してイオン交換樹脂を陽イオン、陰イオンと共に除去した。以上の操作で得られた分散液にジメチルスルホキシドを5重量%添加(コーティング用組成物)し、ガラス板上に流延塗布し、25℃で5時間乾燥後、更に、130℃で30分間乾燥して導電性の膜を作成した。この膜の導電率を低抵抗率計(三菱化学社製ロレススターGP、MCP−T600)で測定したところ、313S/cmの導電率を示した。また、結果を表2にまとめて示した。
Example 9 (Production Example of PEDOT-PSS)
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a stirring blade, 18.6 g of a 5% by weight aqueous solution of sodium polystyrenesulfonate obtained in Synthesis Example 10 at 25 ° C., 0.26 g of dimethyl sulfoxide, 0.77 g of ammonium sulfate and 0.02 g of ferric sulfate were charged, and water was added to make the total amount 100 g and dissolved by stirring. Subsequently, 0.47 g of 3,4-ethylenedioxythiophene was added under strong stirring, and polymerization was performed at 25 ° C. for 24 hours. The obtained polymerization solution was dispersed with an ultrasonic homogenizer (UT-300T manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) for 20 minutes, and then 10 g of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) and an anion exchange resin (Amber manufactured by Organo). 10 g of LIGHT IRA96SB) was added and stirred for 1 hour. Thereafter, the dispersion was filtered with a filter paper (No. 2 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) to remove the ion exchange resin together with cations and anions. Add 5% by weight of dimethyl sulfoxide to the dispersion obtained by the above operation (coating composition), cast and apply on a glass plate, dry at 25 ° C for 5 hours, and further dry at 130 ° C for 30 minutes. Thus, a conductive film was prepared. When the conductivity of this film was measured with a low resistivity meter (Loresstar GP, MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), a conductivity of 313 S / cm was shown. The results are summarized in Table 2.

比較例6
冷却管、温度計、撹拌翼を装着した200mlの四つ口フラスコに、25℃下、20重量%のポリスチレンスルホン酸ナトリウム水溶液5.2g(東ソー株式会社製品PS−50)、ジメチルスルホキシド0.26g、過硫酸アンモニウム0.77g、硫酸第二鉄0.04gを仕込み、水を加えて全量を100gとし撹拌溶解させた。続いて強撹拌下で3,4−エチレンジオキシチオフェン0.47gを添加し、25℃で24時間重合させた。得られた重合液を、超音波ホモジナイザー(日本精機社製UT−300T)で20分間分散処理した後、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIR120B)10gと陰イオン交換樹脂(オルガノ社製アンバーライトIRA96SB)10gを加え、1時間撹拌した。その後、この分散液をろ紙(東洋濾紙社製No.2)でろ過してイオン交換樹脂を陽イオン、陰イオンと共に除去した。次に、このろ液に水400mlを加え、限外ろ過装置(アドバンテック東洋社製撹拌型ウルトラフィルター、分画分子量1万)を用いて約400mlの水溶液を除去した。この操作を3回繰り返し、遊離の低分子成分を除去した。更に、この処理液をメンブランフィルター(孔径0.45μm)に通し、導電性の高分子分散液を得た。以上の操作で得られた分散液にジメチルスルホキシドを5重量%添加し、ガラス板上に流延塗布し、25℃で5時間乾燥後、更に、130℃で30分間乾燥して導電性の膜を作成した。この膜の導電率を低抵抗率計(三菱化学社製ロレススターGP、MCP−T600)で測定したところ、41S/cmと低い導電率を示した。また、結果を表2にまとめて示した。
Comparative Example 6
In a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a stirring blade, 5.2 g of a 20 wt% sodium polystyrene sulfonate aqueous solution (PS-50, Tosoh Corporation) and 0.26 g of dimethyl sulfoxide at 25 ° C. Then, 0.77 g of ammonium persulfate and 0.04 g of ferric sulfate were charged, water was added to make the total amount 100 g, and dissolved by stirring. Subsequently, 0.47 g of 3,4-ethylenedioxythiophene was added under strong stirring, and polymerization was performed at 25 ° C. for 24 hours. The obtained polymerization solution was dispersed with an ultrasonic homogenizer (UT-300T manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) for 20 minutes, and then 10 g of a cation exchange resin (Amberlite IR120B manufactured by Organo) and an anion exchange resin (Amber manufactured by Organo). 10 g of LIGHT IRA96SB) was added and stirred for 1 hour. Thereafter, the dispersion was filtered with a filter paper (No. 2 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) to remove the ion exchange resin together with cations and anions. Next, 400 ml of water was added to the filtrate, and about 400 ml of an aqueous solution was removed using an ultrafiltration device (stirring ultrafilter manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., molecular weight cut off 10,000). This operation was repeated three times to remove free low molecular components. Further, this treatment liquid was passed through a membrane filter (pore diameter 0.45 μm) to obtain a conductive polymer dispersion. 5% by weight of dimethyl sulfoxide is added to the dispersion obtained by the above operation, cast on a glass plate, dried at 25 ° C. for 5 hours, and further dried at 130 ° C. for 30 minutes to form a conductive film. It was created. When the electrical conductivity of this film was measured with a low resistivity meter (Mitsubishi Chemical Corporation Lorester GP, MCP-T600), it showed a low electrical conductivity of 41 S / cm. The results are summarized in Table 2.

以上の結果から、アミノスルホン酸の存在下で重合して得られたポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/または、アミノスルホン酸で混合処理したポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用いれば、同等の分子量を有する無処理のポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用いた場合と比較して、明らかに高い導電率を示す導電性膜が得られる。   From the above results, if polystyrene sulfonic acid obtained by polymerization in the presence of aminosulfonic acid or a salt thereof, and / or polystyrene sulfonic acid mixed with aminosulfonic acid or a salt thereof is used as a polyanion, Compared to the case where untreated polystyrene sulfonic acid or a salt thereof having an equivalent molecular weight is used as a polyanion, a conductive film having a clearly higher conductivity can be obtained.

本発明の方法に従い、アミノスルホン酸の存在下で重合して得られたポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、アミノスルホン酸で混合処理したポリスチレンスルホン酸またはその塩をポリ陰イオンとして用いれば、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)の複合体から簡便な手法を用いて低コストで、高導電性膜形成用の組成物を提供することができる。   According to the method of the present invention, polystyrene sulfonic acid obtained by polymerization in the presence of aminosulfonic acid or a salt thereof, and / or polystyrene sulfonic acid mixed with aminosulfonic acid or a salt thereof is used as a polyanion. A composition for forming a highly conductive film can be provided at low cost from a complex of poly (3,4-dialkoxythiophene) using a simple method.

この新規なコーティング用組成物を用いれば、基材表面に塗布及び乾燥することで導電性に優れる被覆物を得ることができ、帯電防止剤、電解コンデンサ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどへの利用が期待される。   By using this novel coating composition, a coating with excellent conductivity can be obtained by applying and drying on the surface of the substrate, and to antistatic agents, electrolytic capacitors, electroluminescent displays, solar cells, touch panels, etc. Is expected to be used.

Figure 2012224721
Figure 2012224721

Figure 2012224721
Figure 2012224721

Claims (14)

スチレンスルホン酸またはその塩を重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩と、当該ポリスチレンスルホン酸またはその塩の存在下でチオフェン誘導体を重合して得られるポリチオフェン誘導体を含んでなることを特徴とする複合体。 It comprises a polystyrene sulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing styrene sulfonic acid or a salt thereof, and a polythiophene derivative obtained by polymerizing a thiophene derivative in the presence of the polystyrene sulfonic acid or a salt thereof. Complex. チオフェン誘導体が、3,4−エチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項1に記載の複合体。 The composite according to claim 1, wherein the thiophene derivative is 3,4-ethylenedioxythiophene. ポリスチレンスルホン酸またはその塩がアミノスルホン酸の存在下で重合したものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合体。 The composite according to claim 1 or 2, wherein the polystyrene sulfonic acid or a salt thereof is polymerized in the presence of aminosulfonic acid. ポリスチレンスルホン酸またはその塩が重合後にアミノスルホン酸を混合したものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合体。 The composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the polystyrenesulfonic acid or a salt thereof is a mixture of aminosulfonic acid after polymerization. アミノスルホン酸が下記一般式(1)
Figure 2012224721
(式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3の整数を表す。)で表される脂肪族アミノスルホン酸であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の複合体。
Aminosulfonic acid is represented by the following general formula (1)
Figure 2012224721
(Wherein R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3). The composite according to any one of claims 1 to 4, wherein:
一般式(1)で示される化合物がタウリン、メチルタウリン、ジメチルタウリン、アミノメタンスルホン酸、アミノプロパンスルホン酸であることを特徴とする請求項5に記載の複合体。 6. The complex according to claim 5, wherein the compound represented by the general formula (1) is taurine, methyltaurine, dimethyltaurine, aminomethanesulfonic acid or aminopropanesulfonic acid. アミノスルホン酸が下記式(2)
Figure 2012224721
(式中、R、Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)で表されるスルファニル酸誘導体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の複合体。
Aminosulfonic acid is represented by the following formula (2)
Figure 2012224721
(Wherein R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), a sulfanilic acid derivative represented by any one of claims 1 to 4 A complex according to any one of the above.
アミノスルホン酸を除去してなることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の複合体。 The complex according to any one of claims 1 to 7, wherein aminosulfonic acid is removed. 請求項1〜8のいずれかに記載の複合体を水に分散してなることを特徴とする水分散体。 An aqueous dispersion obtained by dispersing the composite according to any one of claims 1 to 8 in water. ポリスチレンスルホン酸、またはその塩と、チオフェン誘導体とをジメチルスルホキシド存在下で、酸化重合させることを特徴とする請求項9に記載の水分散体の製造方法。 The method for producing an aqueous dispersion according to claim 9, wherein polystyrene sulfonic acid or a salt thereof and a thiophene derivative are oxidatively polymerized in the presence of dimethyl sulfoxide. 酸化重合がペルオキソ二硫酸アンモニウムと第二鉄塩を使用する化学的酸化重合であることを特徴とする請求項10に記載の水分散体の製造方法。 The method for producing an aqueous dispersion according to claim 10, wherein the oxidative polymerization is chemical oxidative polymerization using ammonium peroxodisulfate and a ferric salt. アミノスルホン酸の存在下で、スチレンスルホン酸またはその塩からなるモノマーを重合して得られるポリスチレンスルホン酸またはその塩、及び/又は、アミノスルホン酸とポリスチレンスルホン酸またはその塩を混合した後にアミノスルホン酸を除去して得られることを特徴とする請求項10又は11記載の水分散体の製造方法。 Polystyrene sulfonic acid or a salt thereof obtained by polymerizing a monomer comprising styrene sulfonic acid or a salt thereof in the presence of amino sulfonic acid, and / or an amino sulfone after mixing amino sulfonic acid and polystyrene sulfonic acid or a salt thereof. The method for producing an aqueous dispersion according to claim 10 or 11, which is obtained by removing an acid. 請求項9に記載の水分散体及びジメチルスルホキシドからなることを特徴とするコーティング用組成物。 A coating composition comprising the aqueous dispersion according to claim 9 and dimethyl sulfoxide. 請求項13に記載のコーティング用組成物を基材表面に塗布及び乾燥することで製造されることを特徴とする導電性被覆物。 An electrically conductive coating produced by applying and drying the coating composition according to claim 13 on a substrate surface.
JP2011092405A 2011-04-18 2011-04-18 Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same Withdrawn JP2012224721A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011092405A JP2012224721A (en) 2011-04-18 2011-04-18 Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011092405A JP2012224721A (en) 2011-04-18 2011-04-18 Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012224721A true JP2012224721A (en) 2012-11-15

Family

ID=47275268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011092405A Withdrawn JP2012224721A (en) 2011-04-18 2011-04-18 Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012224721A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020183493A (en) * 2019-05-09 2020-11-12 東ソー株式会社 Complex composed of polythiophene-polystyrene sulfonate copolymer, and water dispersion containing the same
US11653976B2 (en) 2016-03-02 2023-05-23 Think Surgical, Inc. Automated arthroplasty planning
CN116443860A (en) * 2023-04-03 2023-07-18 明光科迪新材料有限公司 Preparation method of high-concentration low-viscosity carbon nanotube dispersion liquid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11653976B2 (en) 2016-03-02 2023-05-23 Think Surgical, Inc. Automated arthroplasty planning
JP2020183493A (en) * 2019-05-09 2020-11-12 東ソー株式会社 Complex composed of polythiophene-polystyrene sulfonate copolymer, and water dispersion containing the same
JP7310279B2 (en) 2019-05-09 2023-07-19 東ソー株式会社 Composite composed of polythiophene-polystyrene sulfonic acid copolymer and aqueous dispersion containing same
CN116443860A (en) * 2023-04-03 2023-07-18 明光科迪新材料有限公司 Preparation method of high-concentration low-viscosity carbon nanotube dispersion liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6311355B2 (en) Conductive polymer aqueous solution and conductive polymer film
TWI568767B (en) Polythiophenes, water-soluble electrically conductive polymers using the polythiophenes, and production method thereof
KR100362018B1 (en) Soluble aniline conductive polymer
JP6131780B2 (en) Polythiophene and its aqueous solution, and its thiophene monomer
WO2013073259A1 (en) High-purity parastyrene sulfonic acid (salt); polystyrene sulfonic acid (salt) using same; dispersant, conductive polymer dopant, aqueous nanocarbon material dispersion and aqueous conductive polymer dispersion each using polystyrene sulfonic acid (salt); and method for producing polystyrene sulfonic acid (salt)
WO2014007299A1 (en) Polythiophenes, water-soluble conductive polymer using same, and method for producing same
JP6024264B2 (en) Thiophene derivative, water-soluble conductive polymer and aqueous solution thereof, and production method thereof
JP2014024905A (en) Conductive-film polymer dispersion
JP2017141409A (en) Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film
Hsiao et al. Synthesis and characterization of electrochromic poly (amide–imide) s bearing methoxy-substituted triphenylamine units
CN114144453B (en) Polymeric anion conducting membranes
JP5758990B2 (en) Novel polyvinyl sulfonic acid, process for producing the same, and use thereof
JP2012224721A (en) Polymeric composite for conductive film, and production method and use of the same
JP7310279B2 (en) Composite composed of polythiophene-polystyrene sulfonic acid copolymer and aqueous dispersion containing same
WO2012173148A1 (en) Conductive polymer precursor, conductive polymer, and solid electrolyte capacitor
KR20100039783A (en) Method for preparing organic solvent dispersion of conducting polymers using polymeric ionic liquid and the conducting polymer by prepared using the same
JP4740193B2 (en) Conductive polyaniline composition and method for producing the same
KR101964200B1 (en) Preparation method of conductive polymer for electrolytic capacitor
JP6724526B2 (en) Water-soluble conductive polymer, method for producing the same, aqueous solution of the conductive polymer, and use thereof
JP3947434B2 (en) Conductive polyaniline composition, film thereof, and production method thereof
JP6753092B2 (en) Water-soluble conductive copolymer, its production method, and its aqueous solution
JP4014458B2 (en) Conductive polyaniline composition and method for producing the same
JP2017218483A (en) Composite between poly(3,4-ethylene dioxythiophene) and poly(meth)acrylamide derivative-polystyrene sulfonate-block copolymer
JP2014231540A (en) Conductive polymer precursor, conductive polymer, and method for producing the same
JP4204061B2 (en) Oxidizing agent and dopant for conductive polymer synthesis

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140701