JP2022052252A - Conductive polymer powder and method for producing the same, conductive polymer composition, and electrode and method for producing the same - Google Patents

Conductive polymer powder and method for producing the same, conductive polymer composition, and electrode and method for producing the same Download PDF

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総 松林
Satoshi Matsubayashi
裕美 竹澤
Yumi Takezawa
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
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Abstract

To provide a conductive polymer powder useful as electrode materials for energy devices such as a battery and a method for producing the same, a conductive polymer composition, and an electrode and a method for producing the same.SOLUTION: A conductive polymer powder contains a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. In the conductive polymer powder, the mass content ratio of the π-conjugated conductive polymer to the polyanion is (1:0.5) to (1:1). The conductive polymer powder 1 g and 99 g of ion exchanged water (20°C) were mixed, the resultant powder-containing water was agitated, and left to stand for 10 minutes, so that the sulfate ion content in the powder-containing water was 0.108 mass% or less relative to the total mass of the powder-containing water.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含む導電性高分子粉体及びその製造方法、導電性高分子組成物、並びに電極及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive polymer powder containing a π-conjugated conductive polymer and a method for producing the same, a conductive polymer composition, and an electrode and a method for producing the same.

主鎖がπ共役系で構成されているπ共役系導電性高分子は、基本的には水に溶け難いが、親水性のアニオン基を有するポリアニオンと複合体を形成することによって、水分散性の導電性複合体とする方法が知られている。この導電性複合体の形成により導電性が高められる。また、導電性複合体が有する水分散性のアニオン基にアミン化合物やエポキシ化合物を反応させて疎水化することにより、有機溶剤に分散させる方法が知られている(特許文献1~2参照)。 A π-conjugated conductive polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system is basically difficult to dissolve in water, but is water-dispersible by forming a complex with a polyanion having a hydrophilic anion group. A method of forming a conductive composite of the above is known. The formation of this conductive complex enhances conductivity. Further, there is known a method of dispersing an amine compound or an epoxy compound in an organic solvent by reacting the water-dispersible anionic group of the conductive composite with an epoxy compound (see Patent Documents 1 and 2).

特開2011-032382号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-032382 国際公開第2014/125827号International Publication No. 2014/125827

特許文献1~2では、分散媒に対して導電性複合体を分子レベルで均一に分散又は溶解した塗料を得ることを目的としている。
ところで、導電性高分子を電池等のエネルギーデバイスの電極材料とする場合、導電性複合体が分子レベルで互いに分散している必要は無く、導電性複合体が凝集した粉体の状態である方が、扱いが容易な場合がある。そこで、本発明者らは、導電性複合体の粉体を得る方法を検討した。
Patent Documents 1 and 2 aim to obtain a coating material in which a conductive composite is uniformly dispersed or dissolved at a molecular level with respect to a dispersion medium.
By the way, when a conductive polymer is used as an electrode material for an energy device such as a battery, it is not necessary for the conductive composites to be dispersed with each other at the molecular level, and the conductive composites are in the state of agglomerated powder. However, it may be easy to handle. Therefore, the present inventors have investigated a method for obtaining a powder of a conductive composite.

本発明は、電池等のエネルギーデバイスの電極材料として有用な導電性高分子粉体及びその製造方法、導電性高分子組成物、並びに電極及びその製造方法を提供する。 The present invention provides a conductive polymer powder and a method for producing the same, a conductive polymer composition, and an electrode and a method for producing the same, which are useful as an electrode material for an energy device such as a battery.

[1] π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性高分子粉体であって、前記導電性高分子粉体における前記π共役系導電性高分子:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体。
[2] 前記導電性高分子粉体が、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸のうち少なくとも一方を含む、[1]に記載の導電性高分子粉体。
[3] 前記ポリアニオンが有する一部のアニオン基が、アミン化合物と反応して修飾されている、[1]又は[2]に記載の導電性高分子粉体。
[4] 前記ポリアニオンが有する一部のアニオン基が、エポキシ化合物と反応して修飾されている、[1]又は[2]に記載の導電性高分子粉体。
[5] [1]~[4]の何れか一項に記載の導電性高分子粉体と、バインダ成分と、を含む導電性高分子組成物。
[6] [1]~[4]の何れか一項に記載の導電性高分子粉体を含む、電極。
[7] π共役系導電性高分子を形成し得るモノマーと、ポリアニオンと、水とを含む反応液に、触媒及び酸化剤を加えることにより、前記モノマーを酸化重合し、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオンを含む導電性高分子粉体を形成する工程と、前記反応液から前記導電性高分子粉体を分取する工程と、を有し、前記反応液における、前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、前記反応液から分取した前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体の製造方法。
[8] π共役系導電性高分子を形成し得るモノマーと、ポリアニオンと、水とを含む反応液に、触媒及び酸化剤を加えることにより、前記モノマーを酸化重合し、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオンを含む導電性高分子粉体を形成する工程と、前記導電性高分子粉体を含む前記反応液に、アミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方を添加して反応させることにより、修飾された前記導電性高分子粉体を析出させる工程と、前記反応液から前記導電性高分子粉体を分取する工程と、を有し、前記反応液における、前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、前記反応液から分取した前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体の製造方法。
[9] 前記反応液に硫酸を添加したうえで、前記モノマーの酸化重合を行う、[7]又は[8]に記載の導電性高分子粉体の製造方法。
[10] [5]に記載の導電性高分子組成物を基材の少なくとも一部に塗工し、前記基材上に形成した塗膜を硬化させ、導電層を形成することにより、前記基材の少なくとも一部に前記導電層を備えた電極を得る、電極の製造方法。
[1] A conductive polymer powder containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, wherein the content ratio of the π-conjugated conductive polymer: the polyanion in the conductive polymer powder is based on mass. (1: 0.5) to (1: 1), 1 g of the conductive polymer powder and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) were mixed, and the obtained powder-containing water was stirred. A conductive polymer powder in which the amount of sulfate ion in the powder-containing water after 10 minutes has passed is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.
[2] The conductive polymer powder according to [1], wherein the conductive polymer powder contains at least one of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid.
[3] The conductive polymer powder according to [1] or [2], wherein some of the anion groups of the polyanion are modified by reacting with an amine compound.
[4] The conductive polymer powder according to [1] or [2], wherein some of the anion groups of the polyanion are modified by reacting with an epoxy compound.
[5] A conductive polymer composition comprising the conductive polymer powder according to any one of [1] to [4] and a binder component.
[6] An electrode containing the conductive polymer powder according to any one of [1] to [4].
[7] The monomer is oxidatively polymerized by adding a catalyst and an oxidizing agent to a reaction solution containing a monomer capable of forming a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and water, and the π-conjugated conductive polymer is obtained. It comprises a step of forming a conductive polymer powder containing a polymer and the polyanion, and a step of separating the conductive polymer powder from the reaction solution, and the monomer in the reaction solution: the said. The content ratio of the polyanomer is (1: 0.5) to (1: 1) on the basis of mass, and 1 g of the conductive polymer powder separated from the reaction solution and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.). , And the obtained powder-containing water is stirred, and the amount of sulfate ions in the powder-containing water after 10 minutes has passed is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water. A method for producing a conductive polymer powder.
[8] The monomer is oxidatively polymerized by adding a catalyst and an oxidizing agent to a reaction solution containing a monomer capable of forming a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and water, and the π-conjugated conductive polymer is obtained. By adding at least one of an amine compound and an epoxy compound to the step of forming the conductive polymer powder containing the polymer and the polyanion and the reaction solution containing the conductive polymer powder and reacting them. It has a step of precipitating the modified conductive polymer powder and a step of separating the conductive polymer powder from the reaction solution, and the monomer in the reaction solution: the polyanion. The content ratio is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis, and 1 g of the conductive polymer powder separated from the reaction solution and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) are mixed. Then, the obtained powder-containing water is stirred, and the amount of sulfate ion in the powder-containing water after 10 minutes has passed is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water. , Method for producing conductive polymer powder.
[9] The method for producing a conductive polymer powder according to [7] or [8], wherein sulfuric acid is added to the reaction solution and then oxidative polymerization of the monomer is carried out.
[10] The conductive polymer composition according to [5] is applied to at least a part of a base material, and the coating film formed on the base material is cured to form a conductive layer. A method for manufacturing an electrode, which obtains an electrode having the conductive layer on at least a part of the material.

本発明の導電性高分子粉体を用いて作製した導電性成形体や電極は、導電性に優れるので、電池等の電極として有用である。 The conductive molded body and the electrode produced by using the conductive polymer powder of the present invention have excellent conductivity, and are therefore useful as electrodes for batteries and the like.

本発明はSDGs目標12「つくる責任 つかう責任」に資すると考えられる。 The present invention is considered to contribute to SDGs Goal 12, "Responsibility to Create and Responsibility to Use".

本明細書及び特許請求の範囲において、「~」で示す数値範囲の下限値及び上限値はその数値範囲に含まれるものとする。 In the present specification and claims, the lower limit value and the upper limit value of the numerical range indicated by "..." shall be included in the numerical range.

≪導電性高分子粉体≫
本発明の第一態様は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性高分子粉体であって、前記導電性高分子粉体における前記π共役系導電性高分子:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)である。ここで、前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である。
≪Conductive polymer powder≫
The first aspect of the present invention is a conductive polymer powder containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, wherein the π-conjugated conductive polymer: the polyanion is contained in the conductive polymer powder. The ratio is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis. Here, 1 g of the conductive polymer powder and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) are mixed, the obtained powder-containing water is stirred, and after 10 minutes have passed, sulfuric acid in the powder-containing water is used. The amount of ions is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.

本態様の導電性高分子粉体は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを有する導電性複合体を含む導電性粒子の集合体である。 The conductive polymer powder of this embodiment is an aggregate of conductive particles containing a π-conjugated conductive polymer and a conductive composite having a polyanion.

[π共役系導電性高分子]
前記π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている導電性の有機高分子であればよく、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、透明性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
[Pi-conjugated conductive polymer]
The π-conjugated conductive polymer may be any conductive organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system. For example, a polypyrrole-based conductive polymer, a polythiophene-based conductive polymer, or polyacetylene. Polyphenylene-based conductive polymer, polyphenylene-based conductive polymer, polyphenylene vinylene-based conductive polymer, polyaniline-based conductive polymer, polyacene-based conductive polymer, polythiophenine vinyl-based conductive polymer, and copolymers thereof, etc. Can be mentioned. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes and polyaniline-based conductive polymers are preferable, and from the viewpoint of transparency, polythiophene-based conductive polymers are more preferable.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-エチルチオフェン)、ポリ(3-プロピルチオフェン)、ポリ(3-ブチルチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、ポリ(3-デシルチオフェン)、ポリ(3-ドデシルチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルチオフェン)、ポリ(3-ブロモチオフェン)、ポリ(3-クロロチオフェン)、ポリ(3-ヨードチオフェン)、ポリ(3-シアノチオフェン)、ポリ(3-フェニルチオフェン)、ポリ(3,4-ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4-ジブチルチオフェン)、ポリ(3-ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3-メトキシチオフェン)、ポリ(3-エトキシチオフェン)、ポリ(3-ブトキシチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3-デシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-メトキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-エトキシチオフェン)、ポリ(3-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N-メチルピロール)、ポリ(3-メチルピロール)、ポリ(3-エチルピロール)、ポリ(3-n-プロピルピロール)、ポリ(3-ブチルピロール)、ポリ(3-オクチルピロール)、ポリ(3-デシルピロール)、ポリ(3-ドデシルピロール)、ポリ(3,4-ジメチルピロール)、ポリ(3,4-ジブチルピロール)、ポリ(3-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルピロール)、ポリ(3-ヒドロキシピロール)、ポリ(3-メトキシピロール)、ポリ(3-エトキシピロール)、ポリ(3-ブトキシピロール)、ポリ(3-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2-メチルアニリン)、ポリ(3-イソブチルアニリン)、ポリ(2-アニリンスルホン酸)、ポリ(3-アニリンスルホン酸)が挙げられる。
これらのπ共役系導電性高分子のなかでも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
前記導電性高分子粉体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Examples of the polythiophene-based conductive polymer include polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene), poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), and poly (3-hexylthiophene). , Poly (3-heptylthiophene), Poly (3-octylthiophene), Poly (3-decylthiophene), Poly (3-dodecylthiophene), Poly (3-octadecylthiophene), Poly (3-bromothiophene), Poly (3-Chlorothiophene), Poly (3-iodothiophene), Poly (3-cyanothiophene), Poly (3-phenylthiophene), Poly (3,4-dimethylthiophene), Poly (3,4-dibutylthiophene) , Poly (3-hydroxythiophene), Poly (3-methoxythiophene), Poly (3-ethoxythiophene), Poly (3-butoxythiophene), Poly (3-hexyloxythiophene), Poly (3-Heptyloxythiophene) , Poly (3-octyloxythiophene), Poly (3-decyloxythiophene), Poly (3-dodecyloxythiophene), Poly (3-octadecyloxythiophene), Poly (3,4-dihydroxythiophene), Poly (3) , 4-dimethoxythiophene), poly (3,4-diethoxythiophene), poly (3,4-dipropoxythiophene), poly (3,4-dibutoxythiophene), poly (3,4-dihexyloxythiophene) , Poly (3,4-diheptyloxythiophene), Poly (3,4-dioctyloxythiophene), Poly (3,4-didecyloxythiophene), Poly (3,4-didodecyloxythiophene), Poly (3,4-didodecyloxythiophene) 3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butylenedioxythiophene), poly (3-methyl-4-methoxythiophene), poly (3- Methyl-4-ethoxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxyethylthiophene), poly (3-methyl-4-carboxyphene) Butylthiophene).
Polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole), and poly (3-butyl). Pyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3) -Carboxypyrrole), Poly (3-Methyl-4-carboxypyrrole), Poly (3-Methyl-4-carboxyethylpyrrole), Poly (3-Methyl-4-carboxybutylpyrrole), Poly (3-Hydroxypyrrole) , Poly (3-methoxypyrrole), poly (3-ethoxypyrrole), poly (3-butoxypyrrole), poly (3-hexyloxypyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxypyrrole).
Examples of the polyaniline-based conductive polymer include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-aniline sulfonic acid), and poly (3-aniline sulfonic acid).
Among these π-conjugated conductive polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable from the viewpoint of conductivity, transparency and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer contained in the conductive polymer powder may be of one type or two or more types.

(ポリアニオン)
前記ポリアニオンは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、またはカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホ基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸等のカルボキシ基を有する高分子が挙げられる。ポリアニオンは、単一のモノマーが重合した単独重合体であってもよいし、2種以上のモノマーが重合した共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホ基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィを用いて測定し、ポリスチレン換算で求めた質量基準の平均分子量である。
(Polyanion)
The polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anion group in the molecule. The anionic group of this polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer and improves the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ester having a sulfo group, and polymethacrylic acid ester having a sulfo group (for example, poly (4-sulfobutyl methacrylate). , Polysulfoethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzenesulfonic acid), poly (2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid), polyisoprenesulfonic acid and other polymers with sulfo groups, polyvinylcarboxylic acid, polystyrenecarboxylic acid, etc. Examples thereof include polymers having a carboxy group such as polyallyl carboxylic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly (2-acrylamide-2-methylpropanecarboxylic acid), and polyisoprenecarboxylic acid. The polyanion is a single monomer. It may be a homopolymer in which the above is polymerized, or it may be a copolymer in which two or more kinds of monomers are polymerized.
Among these polyanions, a polymer having a sulfo group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the conductivity can be made higher.
The polyanion may be used alone or in combination of two or more.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1 million or less, and more preferably 100,000 or more and 500,000 or less. The mass average molecular weight is a mass-based average molecular weight obtained in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography.

前記ポリアニオンは前記π共役系導電性高分子にドープして、導電性を有する導電性複合体を形成している。導電性複合体におけるπ共役系導電性高分子とポリアニオンの含有比が下記であることにより、導電性複合体は導電性高分子粉体を形成することができる。 The polyanion is doped with the π-conjugated conductive polymer to form a conductive composite having conductivity. When the content ratio of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion in the conductive composite is as follows, the conductive composite can form a conductive polymer powder.

前記導電性複合体における前記π共役系導電性高分子:前記ポリアニオンの含有比は、質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、(1:0.5)~(1:0.90)が好ましく、(1:0.5)~(1:0.80)がより好ましく、(1:0.5)~(1:0.70)がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、ポリアニオンによるドープ効果が充分に発揮され、導電性複合体によって形成された導電性高分子粉体の導電性がより向上する。
上記範囲の上限値以下であると、ポリアニオンによるドープ効果を得つつ、水に対する分散性が低く、水中で容易に沈殿させることが可能な導電性高分子粉体となる。
The content ratio of the π-conjugated conductive polymer: the polyanion in the conductive complex is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis, and is (1: 0.5) to (1). 1: 0.90) is preferable, (1: 0.5) to (1: 0.80) are more preferable, and (1: 0.5) to (1: 0.70) are even more preferable.
When it is at least the lower limit of the above range, the doping effect of the polyanion is sufficiently exhibited, and the conductivity of the conductive polymer powder formed by the conductive composite is further improved.
When it is not more than the upper limit of the above range, it becomes a conductive polymer powder which has low dispersibility in water and can be easily precipitated in water while obtaining the doping effect by the polyanion.

本態様の導電性高分子粉体のポリアニオンにおいては、アニオン基の大半又は殆ど全てがπ共役系導電性高分子にドープしており、ドープに関与しない余剰のアニオン基は少ない又は殆ど無いことが好ましい。π共役系導電性高分子:ポリアニオンの含有比を前述した好適な範囲とすることで、余剰のアニオン基を少なくする又は殆ど無くすことができる。
余剰のアニオン基が少ない又は殆ど無いことにより、導電性高分子粉体が水中で容易に沈殿する程の疎水性を呈する。また、導電性高分子粉体を含む導電性粉体は、優れた電池特性を発揮する電極を形成することができる。
In the polyanion of the conductive polymer powder of this embodiment, most or almost all of the anion groups are doped in the π-conjugated conductive polymer, and there are few or almost no surplus anion groups that are not involved in the doping. preferable. By setting the content ratio of the π-conjugated conductive polymer: polyanion to the above-mentioned preferable range, the excess anion group can be reduced or almost eliminated.
With few or few excess anionic groups, the conductive polymer powder is hydrophobic enough to easily precipitate in water. Further, the conductive powder containing the conductive polymer powder can form an electrode exhibiting excellent battery characteristics.

本態様の導電性高分子粉体中のポリアニオンの一部が、ドープに関与しない余剰のアニオン基を有する場合、これらの余剰のアニオン基は、アミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方と反応して疎水的に修飾されていてもよい。 When some of the polyanions in the conductive polymer powder of this embodiment have surplus anion groups that do not participate in doping, these surplus anion groups react with at least one of the amine compound and the epoxy compound. It may be modified hydrophobically.

(置換基A)
前記余剰のアニオン基がエポキシ化合物と反応したことによって形成され得る置換基Aは、例えば次のような構造式で表される。
修飾された導電性複合体の詳細な分析は必ずしも容易ではないが、置換基(A)は下記式(A1)で示される基、又は下記式(A2)で表される基であると推測される。
(Substituent A)
The substituent A that can be formed by reacting the excess anion group with the epoxy compound is represented by, for example, the following structural formula.
Although detailed analysis of the modified conductive complex is not always easy, it is presumed that the substituent (A) is a group represented by the following formula (A1) or a group represented by the following formula (A2). To.

Figure 2022052252000001
[式(A1)中、R11、R12、R13、及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、又は任意の置換基である。]
Figure 2022052252000001
[In the formula (A1), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom or an arbitrary substituent. ]

Figure 2022052252000002
[式(A2)中、mは2以上の整数であり、複数のR15、複数のR16、複数のR17、及び複数のR18はそれぞれ独立に、水素原子、又は任意の置換基であり、複数のR15は同一でも異なっていてもよく、複数のR16は同一でも異なっていてもよく、複数のR17は同一でも異なっていてもよく、複数のR18は同一でも異なっていてもよい。]
Figure 2022052252000002
[In formula (A2), m is an integer of 2 or more, and a plurality of R 15 , a plurality of R 16 , a plurality of R 17 , and a plurality of R 18 are independently each of a hydrogen atom or an arbitrary substituent. Yes, the plurality of R 15s may be the same or different, the plurality of R 16s may be the same or different, the plurality of R 17s may be the same or different, and the plurality of R 18s may be the same or different. You may. ]

式(A1)及び式(A2)において、左端の結合手は、置換基(A)が、アニオン基のプロトンと置換していることを表す。置換されるプロトンを有するアニオン基として、例えば、「-SOH」のように酸素原子に結合した活性なプロトンを有するアニオン基が挙げられる。 In the formulas (A1) and (A2), the leftmost bond represents that the substituent (A) is substituted with the proton of the anion group. Examples of the anion group having a proton to be substituted include an anion group having an active proton bonded to an oxygen atom such as "-SO 3 H".

式(A1)において、R11、R12、R13、及びR14の任意の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。R11とR13とは結合して置換基を有していてもよい環を形成していてもよい。例えば、R11とR13とが前記炭化水素基であり、R11の1価の炭化水素基の任意の1つの水素原子を除いた2価の炭化水素基と、R13の1価の炭化水素基の任意の1つの水素原子を除いた2価の炭化水素基とが、前記水素原子が除かれた炭素原子同士で結合して環を形成する場合が挙げられる。
なかでも、式(A1)において、R11が水素原子又は炭素数10~16のアルコキシアルキル基であり、R12が水素原子であり、R13が水素原子又は炭素数10~16のアルコキシアルキル基であり、R14が水素原子であることが好ましい。
In the formula (A1), as any substituent of R 11 , R 12 , R 13 and R 14 , an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a substituent may be used. Examples thereof include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms which may be possessed. R 11 and R 13 may be bonded to form a ring which may have a substituent. For example, R 11 and R 13 are the hydrocarbon groups, a divalent hydrocarbon group excluding any one hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group of R 11 and a monovalent hydrocarbon of R 13 . Examples thereof include a case where a divalent hydrocarbon group excluding any one hydrogen atom of a hydrogen group is bonded to each other by carbon atoms from which the hydrogen atom has been removed to form a ring.
Among them, in the formula (A1), R 11 is a hydrogen atom or an alkoxyalkyl group having 10 to 16 carbon atoms, R 12 is a hydrogen atom, and R 13 is a hydrogen atom or an alkoxyalkyl group having 10 to 16 carbon atoms. It is preferable that R 14 is a hydrogen atom.

式(A2)において、R15、R16、R17、及びR18の任意の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。R15とR17とは結合して置換基を有していてもよい環を形成していてもよい。環を形成する例は、上記と同様である。
なかでも、式(A2)において、R15が水素原子又は炭素数10~16のアルコキシアルキル基であり、R16が水素原子であり、R17が水素原子又は炭素数10~16のアルコキシアルキル基であり、R18が水素原子であることが好ましい。
In the formula (A2), as any substituent of R 15 , R 16 , R 17 , and R 18 , an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a substituent may be used. Examples thereof include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms which may be possessed. R 15 and R 17 may be bonded to form a ring which may have a substituent. The example of forming a ring is the same as above.
Among them, in the formula (A2), R 15 is a hydrogen atom or an alkoxyalkyl group having 10 to 16 carbon atoms, R 16 is a hydrogen atom, and R 17 is a hydrogen atom or an alkoxyalkyl group having 10 to 16 carbon atoms. It is preferable that R 18 is a hydrogen atom.

本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
置換基としての1価の基としては、炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、トリアルコキシシリル基(トリメトキシシリル基等)、等が挙げられる。
置換基としての2価の基としては、酸素原子(-O-)、-C(=O)-、-C(=O)-O-等が挙げられる。ただし、2つの酸素原子同士が隣接する場合を除く。
In the present specification, "may have a substituent" means that the hydrogen atom (-H) is substituted with a monovalent group and the methylene group ( -CH2- ) is substituted with a divalent group. Includes both cases of replacement.
The monovalent group as a substituent includes an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), and a trialkoxysilyl group. (Trimethoxysilyl group, etc.), etc. may be mentioned.
Examples of the divalent group as a substituent include an oxygen atom (-O-), -C (= O)-, -C (= O) -O- and the like. However, this does not apply when two oxygen atoms are adjacent to each other.

式(A2)において、mは2以上の整数であり、2~100が好ましく、2~50がより好ましく、2~25がさらに好ましい。mが上記下限値以上であると、導電性複合体の疎水性が充分に高くなる。mが前記上限値以下であると、疎水性が高くなりすぎたり、導電性が低下したりするのを抑制することができる。 In the formula (A2), m is an integer of 2 or more, preferably 2 to 100, more preferably 2 to 50, and even more preferably 2 to 25. When m is at least the above lower limit value, the hydrophobicity of the conductive complex becomes sufficiently high. When m is not more than the upper limit value, it is possible to suppress that the hydrophobicity becomes too high or the conductivity decreases.

前記エポキシ基含有化合物(エポキシ化合物)は、1分子中にエポキシ基を1つ以上有する化合物である。導電性複合体を修飾する際の凝集又はゲル化を防止する点では、エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を1つ有する化合物が好ましい。
エポキシ化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The epoxy group-containing compound (epoxy compound) is a compound having one or more epoxy groups in one molecule. The epoxy compound is preferably a compound having one epoxy group in one molecule from the viewpoint of preventing aggregation or gelation when modifying the conductive complex.
One type of epoxy compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.

1分子中にエポキシ基を1つ有する単官能エポキシ化合物としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、2,3-ブチレンオキサイド、イソブチレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシヘプタン、1,2-エポキシペンタン、1,2-エポキシオクタン、1,2-エポキシデカン、1,3-ブタジエンモノオキサイド、1,2-エポキシテトラデカン、グリシジルメチルエーテル、1,2-エポキシオクタデカン、1,2-エポキシヘキサデカン、エチルグリシジルエーテル、グリシジルイソプロピルエーテル、tert-ブチルグリシジルエーテル、1,2-エポキシエイコサン、2-(クロロメチル)-1,2-エポキシプロパン、グリシドール、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、ブチルグリシジルエーテル、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシ-9-デカン、2-(クロロメチル)-1,2-エポキシブタン、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-1H,1H,2H,2H,3H,3H-トリフルオロブタン、アリルグリシジルエーテル、テトラシアノエチレンオキサイド、グリシジルブチレート、1,2-エポキシシクロオクタン、グリシジルメタクリレート、1,2-エポキシシクロドデカン、1-メチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、1,2-エポキシシクロペンタデカン、1,2-エポキシシクロペンタン、1,2-エポキシシクロヘキサン、1,2-エポキシ-1H,1H,2H,2H,3H,3H-ヘプタデカフルオロブタン、3,4-エポキシテトラヒドロフラン、グリシジルステアレート、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシコハク酸、グリシジルフェニルエーテル、イソホロンオキサイド、α-ピネンオキサイド、2,3-エポキシノルボルネン、ベンジルグリシジルエーテル、ジエトキシ(3-グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、3-[2-(パーフルオロヘキシル)エトキシ]-1,2-エポキシプロパン、1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(3-グリシジルオキシプロピル)トリシロキサン、9,10-エポキシ-1,5-シクロドデカジエン、4-tert-ブチル安息香酸グリシジル、2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン、2-tert-ブチル-2-[2-(4-クロロフェニル)]エチルオキシラン、スチレンオキサイド、グリシジルトリチルエーテル、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-フェニルプロピレンオキサイド、コレステロール-5α,6α-エポキシド、スチルベンオキサイド、p-トルエンスルホン酸グリシジル、3-メチル-3-フェニルグリシド酸エチル、N-プロピル-N-(2,3-エポキシプロピル)ペルフルオロ-n-オクチルスルホンアミド、(2S,3S)-1,2-エポキシ-3-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)-4-フェニルブタン、3-ニトロベンゼンスルホン酸(R)-グリシジル、3-ニトロベンゼンスルホン酸-グリシジル、パルテノリド、N-グリシジルフタルイミド、エンドリン、デイルドリン、4-グリシジルオキシカルバゾール、7,7-ジメチルオクタン酸[オキシラニルメチル]、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン、炭素数10~16の高級アルコールグリシジルエーテル等が挙げられる。 Examples of the monofunctional epoxy compound having one epoxy group in one molecule include ethylene oxide, propylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,2-epoxyhexane, and 1 , 2-Epoxide heptane, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyoctane, 1,2-epoxydecane, 1,3-butadiene monooxide, 1,2-epoxytetradecane, glycidylmethyl ether, 1,2- Epoxide octadecane, 1,2-epoxyhexadecane, ethyl glycidyl ether, glycidyl isopropyl ether, tert-butyl glycidyl ether, 1,2-epoxyeikosan, 2- (chloromethyl) -1,2-epoxypropane, glycidol, epichlorohydrin, Epibromohydrin, butyl glycidyl ether, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxy-9-decane, 2- (chloromethyl) -1,2-epoxybutane, 2-ethylhexyl glycidyl ether, 1,2- Epoxy-1H, 1H, 2H, 2H, 3H, 3H-trifluorobutane, allyl glycidyl ether, tetracyanoethylene oxide, glycidyl butyrate, 1,2-epoxycyclooctane, glycidylmethacrylate, 1,2-epoxycyclododecane, 1-Methyl-1,2-epoxide cyclohexane, 1,2-epoxycyclopentadecane, 1,2-epoxycyclopentane, 1,2-epoxycyclohexane, 1,2-epoxide-1H, 1H, 2H, 2H, 3H, 3H-Heptadecafluorobutane, 3,4-epoxytetralate, glycidyl stearate, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, epoxysuccinic acid, glycidylphenyl ether, isophorone oxide, α-pinene oxide, 2,3-epoxynorbornene, Benzyl glycidyl ether, diethoxy (3-glycidyloxypropyl) methylsilane, 3- [2- (perfluorohexyl) ethoxy] -1,2-epoxide propane, 1,1,1,3,5,5,5-heptamethyl- 3- (3-glycidyloxypropyl) trisiloxane, 9,10-epoxy-1,5-cyclododecadien, 4-tert-butyl glycidyl benzoate, 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) propane, 2 -Tert-Butyl-2- [2- (4-chlorophenyl) )] Ethyloxylan, styrene oxide, glycidyltrityl ether, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2-phenylpropylene oxide, cholesterol-5α, 6α-epoxide, stillbenoxide, glycidyl p-toluenesulfonate , 3-Methyl-3-phenylglycidate ethyl, N-propyl-N- (2,3-epoxypropyl) perfluoro-n-octylsulfonic acid, (2S, 3S) -1,2-epoxy-3-( tert-Butoxycarbonylamino) -4-phenylbutane, 3-nitrobenzene sulfonic acid (R) -glycidyl, 3-nitrobenzene sulfonic acid-glycidyl, parthenolide, N-glycidyl phthalimide, endolin, dirdoline, 4-glycidyl oxycarbazole, 7, Examples thereof include 7-dimethyloctanoic acid [oxylanylmethyl], 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane, and higher alcohol glycidyl ether having 10 to 16 carbon atoms.

前記高級アルコールグリシジルエーテルとしては、炭素数10~16の高級アルコールグリシジルエーテルの1種以上が好ましく、炭素数12~14の高級アルコールグリシジルエーテルの1種以上がより好ましく、C12(炭素数12)高級アルコールグリシジルエーテル及びC13(炭素数13)高級アルコールグリシジルエーテルのうち少なくとも1種がさらに好ましく、C12,C13混合高級アルコールグリシジルエーテルが特に好ましい。 As the higher alcohol glycidyl ether, one or more higher alcohol glycidyl ethers having 10 to 16 carbon atoms are preferable, and one or more higher alcohol glycidyl ethers having 12 to 14 carbon atoms are more preferable, and C12 (12 carbon atoms) higher grade. At least one of the alcohol glycidyl ether and the C13 (13 carbon atoms) higher alcohol glycidyl ether is more preferable, and the C12 and C13 mixed higher alcohol glycidyl ether is particularly preferable.

1分子中にエポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ化合物としては、例えば、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,7-オクタジエンジエポキシド、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2:3,4-ジエポキシブタン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、イソシアヌル酸トリグリシジル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,2:3,4-ジエポキシブタン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトール系ポリグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル等が挙げられる。 Examples of the polyfunctional epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,7-octadiendiepoxide, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 4-butanediol. Diglycidyl ether, 1,2: 3,4-diepoxybutane, 1,2-cyclohexanedicarboxylate diglycidyl, triglycidyl isocyanurate, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,2: 3,4-diepoxybutane, polyethylene Glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, Trimethylol propane triglycidyl ether, trimethylol propane polyglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, glycerin polyglycidyl ether, diglycidyl polyglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether, sorbitol-based poly Examples thereof include diglycidyl ether and ethylene oxide lauryl alcohol diglycidyl ether.

エポキシ化合物は、余剰のアニオン基に対する反応性が良好であることから、分子量が50以上2000以下であることが好ましい。また、同様の観点から、エポキシ化合物は、炭素数が2以上100以下のものが好ましく、5以上80以下のものがより好ましく、10以上50以下のものがさらに好ましい。 The epoxy compound preferably has a molecular weight of 50 or more and 2000 or less because it has good reactivity with excess anionic groups. From the same viewpoint, the epoxy compound preferably has 2 or more and 100 or less carbon atoms, more preferably 5 or more and 80 or less, and further preferably 10 or more and 50 or less.

(置換基B)
前記余剰のアニオン基がアミン化合物と反応したことによって形成され得る置換基Bは、例えば次のような構造式で表される。
導電性複合体の詳細な分析は必ずしも容易ではないが、置換基(B)は下記式(B)で表される基であると推測される。
(Substituent B)
The substituent B that can be formed by reacting the excess anion group with the amine compound is represented by, for example, the following structural formula.
Although detailed analysis of the conductive complex is not always easy, it is presumed that the substituent (B) is a group represented by the following formula (B).

-HN212223 ・・・(B)
[式(B)中、R21~R23はそれぞれ独立に、水素原子、又は置換基を有してもよい炭化水素基であり、ただし、R21~R23のうち少なくとも1つは置換基を有してもよい炭化水素基である。]
-HN + R 21 R 22 R 23 ... (B)
[In the formula (B), R 21 to R 23 are each independently a hydrocarbon group which may have a hydrogen atom or a substituent, except that at least one of R 21 to R 23 is a substituent. It is a hydrocarbon group which may have. ]

置換基(B)において、左端の結合手は、アニオン基の負電荷と、アミン化合物の正電荷とが結合していることを表す。負に荷電し得るアニオン基として、例えば「-SO 」のように、活性なプロトンが結合し得る酸素原子を有するアニオン基が挙げられる。 In the substituent (B), the leftmost bond indicates that the negative charge of the anion group and the positive charge of the amine compound are bonded. Examples of the anion group that can be negatively charged include an anion group having an oxygen atom to which an active proton can be bonded , such as "-SO 3- ".

式(B)におけるR21~R23は水素原子、又は置換基を有していてもよい炭化水素基である。式(B)におけるR21~R23はアミン化合物に由来する置換基である。
式(B)における炭化水素基は、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。
脂肪族炭化水素基の水素を置換してもよい置換基としては、フェニル基、水酸基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基の水素を置換してもよい置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、水酸基等が挙げられる。
R 21 to R 23 in the formula (B) are hydrogen atoms or hydrocarbon groups which may have a substituent. R 21 to R 23 in the formula (B) are substituents derived from the amine compound.
The hydrocarbon group in the formula (B) is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and an aromatic hydrocarbon having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. The group is mentioned.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group and the like.
Examples of the substituent which may replace the hydrogen of the aliphatic hydrocarbon group include a phenyl group and a hydroxyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group and a naphthyl group.
Examples of the substituent which may replace the hydrogen of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group and the like.

前記アミン化合物は、第一級アミン(1級アミン)、第二級アミン(2級アミン)及び第三級アミン(3級アミン)よりなる群から選ばれる少なくとも1種である。アミン化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
第一級アミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、エタノールアミン等が挙げられる。
第二級アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、ジナフチルアミン等が挙げられる。
第三級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
前記アミン化合物のうち、導電性複合体を容易に疎水化できることから、第三級アミンが好ましく、トリオクチルアミン及びトリブチルアミンの少なくとも一方がより好ましい。
The amine compound is at least one selected from the group consisting of primary amines (primary amines), secondary amines (secondary amines) and tertiary amines (tertiary amines). One type of amine compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Examples of the primary amine include aniline, toluidine, benzylamine, ethanolamine and the like.
Examples of the secondary amine include diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diphenylamine, dibenzylamine, dinaphthylamine and the like.
Examples of the tertiary amine include triethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trihexylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, trinaphthylamine and the like.
Of the amine compounds, tertiary amines are preferable, and at least one of trioctylamine and tributylamine is more preferable, because the conductive complex can be easily hydrophobized.

前記アミン化合物は、窒素原子上に炭素数が4以上の置換基を有することが好ましく、窒素原子上に炭素数が6以上の置換基を有することがより好ましい。 The amine compound preferably has a substituent having 4 or more carbon atoms on the nitrogen atom, and more preferably has a substituent having 6 or more carbon atoms on the nitrogen atom.

(置換基C)
前記余剰のアニオン基と反応したアミン化合物が、複素環式芳香族アミンである場合、これと反応したことによって形成された置換基Cは、例えば次のような構造式で表される。
(Substituent C)
When the amine compound reacted with the surplus anionic group is a heterocyclic aromatic amine, the substituent C formed by the reaction with the heterocyclic aromatic amine is represented by, for example, the following structural formula.

-HN24 ・・・(C)
[式(C)中、N24は、プロトンが付加したことにより正に帯電した窒素原子を含む、複素環式芳香族アミンを表す。]
ここで、複素環式芳香族アミンとは、芳香環を構成する窒素原子を含む環式のアミン化合物を意味し、そのアミン化合物に結合する水素原子は任意に置換されていてもよい。
-HN + R 24 ... (C)
[In the formula (C), N + R 24 represents a heterocyclic aromatic amine containing a nitrogen atom positively charged by the addition of a proton. ]
Here, the heterocyclic aromatic amine means a cyclic amine compound containing a nitrogen atom constituting the aromatic ring, and the hydrogen atom bonded to the amine compound may be arbitrarily substituted.

式(C)において、左端の結合手は、アニオン基の負電荷と、複素環式芳香族アミンの正電荷とが結合していることを表す。負に荷電し得るアニオン基として、例えば「-SO 」のように、活性なプロトンが結合し得る酸素原子を有するアニオン基が挙げられる。 In the formula (C), the leftmost bond represents that the negative charge of the anion group and the positive charge of the heterocyclic aromatic amine are bonded. Examples of the anion group that can be negatively charged include an anion group having an oxygen atom to which an active proton can be bonded , such as "-SO 3- ".

複素環式芳香族アミンの塩基性が強すぎると、修飾された導電性複合体の導電性が低下することがあるため、複素環式芳香族アミンのうち、塩基性が弱い、イミダゾール系アミンが好ましい。ここで、イミダゾール系アミンとは、イミダゾール環を有する化合物を意味し、そのイミダゾール環に結合する水素原子は任意に置換されていてもよい。 If the basicity of the heterocyclic aromatic amine is too strong, the conductivity of the modified conductive complex may decrease. Therefore, among the heterocyclic aromatic amines, the imidazole amine having a weak basicity is used. preferable. Here, the imidazole-based amine means a compound having an imidazole ring, and a hydrogen atom bonded to the imidazole ring may be arbitrarily substituted.

イミダゾール環の水素原子を任意に置換してもよい置換基としては、例えば、水酸基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基が挙げられる。これらの置換基を構成する水素原子は水酸基又はシアノ基によって置換されていてもよい。また、これらの置換基を構成する2価又は3価の基は、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-N=、等に置換されていてもよい。また、イミダゾール環の水素原子を置換する置換基を2つ以上有する場合、これらの置換基同士が結合して環を形成していてもよい。 Examples of the substituent which may arbitrarily substitute the hydrogen atom of the imidazole ring include a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Be done. The hydrogen atoms constituting these substituents may be substituted with a hydroxyl group or a cyano group. Further, the divalent or trivalent group constituting these substituents may be substituted with —C (= O) −, —C (= O) —O−, —N =, or the like. Further, when it has two or more substituents that substitute hydrogen atoms in the imidazole ring, these substituents may be bonded to each other to form a ring.

前記イミダゾール系アミンとしては、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-プロピルイミダゾール、N-メチルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、1-アセチルイミダゾール、2-アミノベンズイミダゾール、2-アミノ-1-メチルベンズイミダゾール、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、2-(2-ピリジル)ベンズイミダゾール等が挙げられる。
なかでも、導電性複合体のアニオン基との反応性が良好であり、安価であることから、イミダゾールが好ましい。
Examples of the imidazole-based amine include imidazole, 2-methylimidazole, 2-propyl imidazole, N-methylimidazole, 1- (2-hydroxyethyl) imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethyl. Imidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-acetylimidazole, Examples thereof include 2-aminobenzimidazole, 2-amino-1-methylbenzimidazole, 2-hydroxybenzimidazole, 2- (2-pyridyl) benzimidazole and the like.
Of these, imidazole is preferable because it has good reactivity with the anionic group of the conductive complex and is inexpensive.

本態様の導電性高分子粉体の電気伝導度(単位:S/cm)は、0.1以上100以下が好ましく、0.3以上100以下がより好ましく、1以上100以下がさらに好ましく、2以上100以下が特に好ましく、3以上100以下が最も好ましい。
電気伝導度が高いほど、導電性高分子粉体の導電性が高まるので好ましい。
電気伝導度の上限値は特に制限されず、上記範囲の100以下という値は目安である。
本態様の導電性高分子粉体の電気伝導度は、導電性高分子粉体を押し固めて得た成形体を試料として測定したものである。
The electrical conductivity (unit: S / cm) of the conductive polymer powder of this embodiment is preferably 0.1 or more and 100 or less, more preferably 0.3 or more and 100 or less, still more preferably 1 or more and 100 or less, and 2 More than 100 or less is particularly preferable, and 3 or more and 100 or less is most preferable.
The higher the electrical conductivity, the higher the conductivity of the conductive polymer powder, which is preferable.
The upper limit of the electric conductivity is not particularly limited, and a value of 100 or less in the above range is a guide.
The electric conductivity of the conductive polymer powder of this embodiment is measured by using a molded product obtained by compacting the conductive polymer powder as a sample.

本態様の導電性高分子粉体の数平均粒子径は、0.1μm以上100μm以下が好ましく、0.5μm以上50μm以下がより好ましく、1μm以上10μm以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、粉体としての取り扱いがより容易になる。
上記範囲の上限値以下であると、導電性高分子粉体のバインダ成分に対する分散性がより向上する。
本態様の導電性高分子粉体の数平均粒子径は、動的光散乱粒度分布測定装置を用いて測定した個数基準の平均粒子径である。
The number average particle size of the conductive polymer powder of this embodiment is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 50 μm or less, and further preferably 1 μm or more and 10 μm or less.
When it is at least the lower limit of the above range, it becomes easier to handle as a powder.
When it is not more than the upper limit of the above range, the dispersibility of the conductive polymer powder with respect to the binder component is further improved.
The number average particle size of the conductive polymer powder of this embodiment is a number-based average particle size measured by using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device.

(硫酸イオン含有量)
本態様の導電性高分子粉体に含まれる硫酸イオンの含有量は、前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量であり、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である。
(Sulfate ion content)
The content of sulfate ion contained in the conductive polymer powder of this embodiment is obtained by mixing 1 g of the conductive polymer powder and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) to obtain the powder-containing water. The amount of sulfate ions in the powder-containing water after stirring for 10 minutes is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.

ここで、前記導電性高分子粉体の1gを秤量する際、前記導電性高分子粉体に予め含まれる水分量は、前記導電性高分子粉体の総質量に対して10質量%以下とする。
秤量する前に導電性高分子粉体を乾燥することにより、前記水分量を5質量%以下にすることが好ましい。乾燥する方法は特に制限されず、凍結乾燥、加熱乾燥、風乾、自然乾燥等の常法を適用することができる。導電性高分子粉体は吸湿性を有するので、前記水分量を0質量%にすることは、通常の実験室の雰囲気では困難である。
前記水分量は、カールフィッシャー法により測定された値である。
Here, when 1 g of the conductive polymer powder is weighed, the amount of water contained in the conductive polymer powder in advance is 10% by mass or less with respect to the total mass of the conductive polymer powder. do.
It is preferable to reduce the water content to 5% by mass or less by drying the conductive polymer powder before weighing. The method of drying is not particularly limited, and conventional methods such as freeze-drying, heat-drying, air-drying, and natural drying can be applied. Since the conductive polymer powder has hygroscopicity, it is difficult to reduce the water content to 0% by mass in a normal laboratory atmosphere.
The water content is a value measured by the Karl Fischer method.

前記粉体含有水中の硫酸イオンの含有量は、公知のイオンクロマトグラフィー法によって測定された値である。具体的には、硫酸イオンを吸着する陰イオン交換カラムに測定試料を導入し、測定試料中の硫酸イオンを吸着させた後、公知の溶出剤により硫酸イオン量を溶出させる。この際、溶出液の電気伝導率計の変化を測定し、その変化量から硫酸イオン量を算出する方法が知られている。
測定値の精度を高める観点から、前記陰イオン交換カラムとしては、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製カラム、型番:Dionex IonPac AS-19-4μmを使用することが好ましい。また前記溶出剤としては、水酸化カリウム水溶液を使用することが好ましい。
The content of sulfate ion in the powder-containing water is a value measured by a known ion chromatography method. Specifically, the measurement sample is introduced into an anion exchange column that adsorbs sulfate ions, the sulfate ions in the measurement sample are adsorbed, and then the amount of sulfate ions is eluted with a known elution agent. At this time, a method is known in which a change in the electric conductivity meter of the eluate is measured and the amount of sulfate ion is calculated from the change amount.
From the viewpoint of improving the accuracy of the measured value, it is preferable to use a column manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., model number: Dionex IonPac AS-19-4 μm, as the anion exchange column. Further, it is preferable to use an aqueous potassium hydroxide solution as the eluent.

前記硫酸イオンの含有量の好適な範囲は、導電性高分子粉体を構成するπ共役系導電性高分子とポリアニオンの比率によって変わる。
前記比率が質量基準で、π共役系導電性高分子:ポリアニオン=(1:0.5)~(1:0.75)である場合(ただし、1:0.75である場合を除く。)、前記硫酸イオンの含有量は、0.010質量%以上0.090質量%以下が好ましく、0.015質量%以上0.070質量%以下がより好ましく、0.020質量%以上0.060質量%以下がさらに好ましく、0.025質量%以上0.055質量%以下が特に好ましく、0.030質量%以上0.050質量%以下が最も好ましい。
前記比率が質量基準で、π共役系導電性高分子:ポリアニオン=(1:0.75)~(1:1)である場合、前記鉄の含有量は、0.040質量%以上0.100質量%以下が好ましく、0.045質量%以上0.095質量%以下がより好ましく、0.050質量%以上0.090質量%以下がさらに好ましく、0.055質量%以上0.085質量%以下が特に好ましく、0.060質量%以上0.080質量%以下が最も好ましい。
上記好適な範囲であると、本態様の導電性高分子粉体を含む導電性成形体や電極の導電性をより高めることができる。
The preferred range of the sulfate ion content varies depending on the ratio of the π-conjugated conductive polymer constituting the conductive polymer powder to the polyanion.
When the ratio is based on mass and the π-conjugated conductive polymer: polyanion = (1: 0.5) to (1: 0.75) (however, the case where it is 1: 0.75 is excluded). The content of the sulfate ion is preferably 0.010% by mass or more and 0.090% by mass or less, more preferably 0.015% by mass or more and 0.070% by mass or less, and 0.020% by mass or more and 0.060% by mass or less. % Or less is more preferable, 0.025% by mass or more and 0.055% by mass or less is particularly preferable, and 0.030% by mass or more and 0.050% by mass or less is most preferable.
When the ratio is based on mass and the π-conjugated conductive polymer: polyanion = (1: 0.75) to (1: 1), the iron content is 0.040% by mass or more and 0.100. It is preferably 0.045% by mass or more, more preferably 0.095% by mass or less, further preferably 0.050% by mass or more and 0.090% by mass or less, and 0.055% by mass or more and 0.085% by mass or less. Is particularly preferable, and 0.060% by mass or more and 0.080% by mass or less is most preferable.
Within the above-mentioned suitable range, the conductivity of the conductive molded body or the electrode containing the conductive polymer powder of this embodiment can be further enhanced.

本態様の導電性高分子粉体は、水を含んでもよいが、水の含有量は少ない程好ましい。導電性高分子粉体の総質量に対する水の含有量は、例えば、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。水の含有量は、実質的に0質量%であることが最も好ましい。ただし、ここで例示した水の含有量は、前記硫酸イオン含有量を測定する場合の好ましい水分量ではない。
上記範囲の上限値以下であると、非水系の材料、例えばバインダ成分と混合する場合に、導電性高分子粉体の凝集を抑制することができる。
前記導電性高分子粉体に含まれる水の含有量は、カールフィッシャー法により測定された値である。
The conductive polymer powder of this embodiment may contain water, but it is preferable that the content of water is small. The content of water with respect to the total mass of the conductive polymer powder is, for example, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less. Most preferably, the water content is substantially 0% by mass. However, the water content exemplified here is not a preferable water content when measuring the sulfate ion content.
When it is not more than the upper limit of the above range, aggregation of the conductive polymer powder can be suppressed when mixed with a non-aqueous material, for example, a binder component.
The content of water contained in the conductive polymer powder is a value measured by the Karl Fischer method.

[導電助剤]
本態様の導電性高分子粉体は、前述した導電性高分子粉体以外の導電助剤を含んでいてもよい。
導電助剤としては、例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電極活物質に添加される導電助剤が挙げられる。具体的には、例えば、炭素材料、金属粒子等が挙げられる。
炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン等が例示できる。
金属粒子としては、銀粒子、銅粒子、金粒子、アルミニウム粒子等が例示できる。
本態様に含まれる導電助剤は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
[Conductive aid]
The conductive polymer powder of this embodiment may contain a conductive auxiliary agent other than the above-mentioned conductive polymer powder.
Examples of the conductive auxiliary agent include a conductive auxiliary agent added to the electrode active material of a known lithium ion secondary battery. Specific examples thereof include carbon materials and metal particles.
Examples of the carbon material include carbon black, graphite, vapor-grown carbon fiber, carbon nanofiber, carbon nanotube, and graphene.
Examples of the metal particles include silver particles, copper particles, gold particles, aluminum particles and the like.
The conductive auxiliary agent contained in this embodiment may be one kind or two or more kinds.

本態様の導電性高分子粉体の総質量に対する前記導電助剤の含有量は、例えば、0質量%以上10質量%以下とすることができる。 The content of the conductive auxiliary agent with respect to the total mass of the conductive polymer powder of this embodiment can be, for example, 0% by mass or more and 10% by mass or less.

(その他の任意成分)
本態様の導電性高分子粉体は、前述した導電助剤以外の任意成分を含んでいてもよい。具体的には、例えば、無機化合物(但し、炭素材料及び金属粒子を除く。)が挙げられる。
無機化合物としては、例えば、シリカ、シリカ-アルミナ、ガラス、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、タルク、アルミナ、チタニア、ジルコニア、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、マイカ等が挙げられる。
(Other optional ingredients)
The conductive polymer powder of this embodiment may contain an arbitrary component other than the above-mentioned conductive auxiliary agent. Specific examples thereof include inorganic compounds (excluding carbon materials and metal particles).
Examples of the inorganic compound include silica, silica-alumina, glass, calcium carbonate, calcium hydroxide, talc, alumina, titania, zirconia, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, mica and the like.

本態様の導電性高分子粉体の総質量に対する前記その他の任意成分の含有量は、例えば、0質量%以上10質量%以下とすることができる。 The content of the other optional component with respect to the total mass of the conductive polymer powder of this embodiment can be, for example, 0% by mass or more and 10% by mass or less.

≪導電性高分子組成物≫
本発明の第二態様は、第一態様の導電性粉体と、バインダ成分と、を含む導電性高分子組成物である。本態様の形態は、液状であってもよいし、ゲル状であってもよいし、固体状であってもよい。
<< Conductive polymer composition >>
The second aspect of the present invention is a conductive polymer composition containing the conductive powder of the first aspect and a binder component. The form of this embodiment may be liquid, gel-like, or solid-like.

(バインダ成分)
バインダ成分は、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオン以外の樹脂又はその前駆体であり、熱可塑性樹脂、又は、導電層形成時に硬化する硬化性のモノマー又はオリゴマーである。熱可塑性樹脂はそのままバインダ樹脂となり、硬化性のモノマー又はオリゴマーは硬化により形成した樹脂がバインダ樹脂となる。
本態様の導電性高分子組成物に含まれるバインダ成分は1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
(Binder component)
The binder component is a resin other than the π-conjugated conductive polymer and the polyanion or a precursor thereof, and is a thermoplastic resin or a curable monomer or oligomer that cures when the conductive layer is formed. The thermoplastic resin becomes a binder resin as it is, and the curable monomer or oligomer is a resin formed by curing as a binder resin.
The binder component contained in the conductive polymer composition of this embodiment may be one kind or two or more kinds.

バインダ成分由来のバインダ樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂(アクリル化合物)、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン等が挙げられる。 Specific examples of the binder resin derived from the binder component include epoxy resin, acrylic resin (acrylic compound), polyester resin, polyurethane resin, polyimide resin, polyether resin, melamine resin, silicone and the like.

硬化性のモノマー又はオリゴマーは、熱硬化性のモノマー又はオリゴマーであってもよいし、光硬化性のモノマー又はオリゴマーであってもよい。ここで、オリゴマーは、質量平均分子量が1万未満の重合体のことである。
硬化性のモノマーとしては、例えば、アクリルモノマー(アクリル化合物)、エポキシモノマー、オルガノシロキサン等が挙げられる。硬化性のオリゴマーとしては、例えば、アクリルオリゴマー(アクリル化合物)、エポキシオリゴマー、シリコーンオリゴマー(硬化型シリコーン)等が挙げられる。
バインダ成分としてアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーを用いた場合には、加熱又は光照射により容易に硬化させることができる。
The curable monomer or oligomer may be a thermosetting monomer or oligomer, or may be a photocurable monomer or oligomer. Here, the oligomer is a polymer having a mass average molecular weight of less than 10,000.
Examples of the curable monomer include an acrylic monomer (acrylic compound), an epoxy monomer, an organosiloxane, and the like. Examples of the curable oligomer include an acrylic oligomer (acrylic compound), an epoxy oligomer, and a silicone oligomer (curable silicone).
When an acrylic monomer or an acrylic oligomer is used as the binder component, it can be easily cured by heating or light irradiation.

硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、さらに硬化触媒を含むことが好ましい。例えば、熱硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、加熱によりラジカルを発生させる熱重合開始剤を含むことが好ましく、光硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、光照射によりラジカルを発生させる光重合開始剤を含むことが好ましい。 When a curable monomer or oligomer is contained, it is preferable to further contain a curing catalyst. For example, when a thermosetting monomer or oligomer is contained, it is preferable to contain a thermopolymerization initiator that generates a radical by heating, and when a photocurable monomer or oligomer is contained, a radical is generated by light irradiation. It is preferable to include a photopolymerization initiator to cause the reaction.

本態様の導電性高分子組成物におけるバインダ成分の含有割合は、導電性高分子粉体100質量部に対して、例えば、10質量部以上10000質量部以下とすることができ、100質量部以上5000質量部以下が好ましく、200質量部以上3000質量部以下がより好ましく、300質量部以上1500質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であれば、本態様の導電性高分子組成物からなる塗料をフィルム基材等に塗工する際の製膜性と膜強度を向上させることができる。
上記範囲の上限値以下であれば、導電性高分子粉体の含有割合の低下による導電性の低下を抑制することができる。
The content ratio of the binder component in the conductive polymer composition of this embodiment can be, for example, 10 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer powder, and 100 parts by mass or more. It is preferably 5000 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less, and further preferably 300 parts by mass or more and 1500 parts by mass or less.
When it is at least the lower limit of the above range, the film-forming property and the film strength when the coating material made of the conductive polymer composition of this embodiment is applied to a film substrate or the like can be improved.
When it is not more than the upper limit of the above range, the decrease in conductivity due to the decrease in the content ratio of the conductive polymer powder can be suppressed.

本態様の導電性高分子組成物における導電性高分子粉体の含有量としては、例えば、0.1質量%以上30質量%が好ましく、0.5質量%以上20質量%以下がより好ましく、1質量%以上10質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、導電性に優れた導電層を形成することができる。
上記範囲の上限値以下であると、バインダ成分を相対的に多く含有することができ、機械的強度に優れた導電層を形成することができる。
The content of the conductive polymer powder in the conductive polymer composition of this embodiment is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 30% by mass, more preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less. It is more preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less.
When it is at least the lower limit of the above range, a conductive layer having excellent conductivity can be formed.
When it is not more than the upper limit of the above range, a relatively large amount of the binder component can be contained, and a conductive layer having excellent mechanical strength can be formed.

本態様の導電性高分子組成物は、希釈のための分散媒を含んでいてもよい。前記分散媒は、水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合液の何れであってもよい。 The conductive polymer composition of this embodiment may contain a dispersion medium for dilution. The dispersion medium may be water, an organic solvent, or a mixed solution of water and an organic solvent.

前記有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤(アルコール類)、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、窒素原子含有溶剤等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール(イソプロパノール)、2-メチル-2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、アリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
窒素原子含有溶剤としては、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
本態様の導電性高分子組成物に含まれる有機溶剤は、1種類でもよいし、2種以上でもよい。
Examples of the organic solvent include alcohol-based solvents (alcohols), ether-based solvents, ketone-based solvents, nitrogen atom-containing solvents and the like.
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropanol), 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, allyl alcohol, and the like. Examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monomethyl ether.
Examples of the ether solvent include diethyl ether, dimethyl ether, propylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol diethyl ether and the like.
Examples of the ketone solvent include diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, diacetone alcohol and the like.
Examples of the nitrogen atom-containing solvent include N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide and the like.
The organic solvent contained in the conductive polymer composition of this embodiment may be one kind or two or more kinds.

(その他の添加剤)
本態様の導電性高分子組成物には、バインダ成分及び分散媒以外のその他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
ただし、添加剤は、前述したπ共役系導電性高分子、ポリアニオン、導電助剤以外のものである。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
(Other additives)
The conductive polymer composition of this embodiment may contain other additives other than the binder component and the dispersion medium.
Examples of the additive include a surfactant, an inorganic conductive agent, a defoaming agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber and the like.
However, the additive is other than the above-mentioned π-conjugated conductive polymer, polyanion, and conductive auxiliary agent.
Examples of the surfactant include nonionic, anionic and cationic surfactants, and nonionic surfactants are preferable from the viewpoint of storage stability. Further, a polymer-based surfactant such as polyvinylpyrrolidone may be added.
Examples of the defoaming agent include silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil and the like.
Examples of the antioxidant include phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, saccharides and the like.
Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole-based ultraviolet absorbers, benzophenone-based ultraviolet absorbers, salicylate-based ultraviolet absorbers, cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers, oxanilide-based ultraviolet absorbers, hindered amine-based ultraviolet absorbers, benzoate-based ultraviolet absorbers, etc. Can be mentioned.

本態様の導電性高分子組成物が前記その他の添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性高分子粉体100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下の範囲とすることができる。 When the conductive polymer composition of this embodiment contains the other additives, the content ratio thereof is appropriately determined depending on the type of the additive, and is, for example, with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer powder. The range can be 0.001 part by mass or more and 5 parts by mass or less.

≪導電性成形体≫
本発明に関連する別の態様は、第一態様の導電性高分子粉体を含む導電性成形体である。本態様の導電性成形体は第一態様の導電性高分子粉体を押し固めた導電性成形体であることが好ましい。
導電性成形体の形状は特に制限されず、例えば、板状、シート状、膜状、棒状、柱状等の形状が挙げられる。
板状、シート状及び膜状の導電性成形体の平均厚さは、電気抵抗の低減、導電性成形体の薄型化を両立する観点から、例えば、0.01μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上100μm以下がより好ましい。
板状、シート状及び膜状の導電性成形体の平均厚さは、導電性成形体の断面を、測定顕微鏡等の拡大観察手段を用いて観察し、無作為に選択される10箇所以上の厚さを測定した値の平均値である。
本態様の導電性成形体は、フィルム又は基板等の基材によって支持されていてもよいし、独立した導電性成形体であってもよい。
≪Conductive molded body≫
Another aspect related to the present invention is a conductive molded product containing the conductive polymer powder of the first aspect. The conductive molded body of this embodiment is preferably a conductive molded body obtained by compacting the conductive polymer powder of the first aspect.
The shape of the conductive molded body is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a sheet shape, a film shape, a rod shape, and a columnar shape.
The average thickness of the plate-shaped, sheet-shaped, and film-shaped conductive molded bodies is preferably, for example, 0.01 μm or more and 1000 μm or less, from the viewpoint of reducing electrical resistance and reducing the thickness of the conductive molded bodies. More preferably, it is 1 μm or more and 100 μm or less.
The average thickness of the plate-shaped, sheet-shaped, and film-shaped conductive molded bodies is 10 or more randomly selected by observing the cross section of the conductive molded body using a magnifying observation means such as a measuring microscope. It is the average value of the measured value of the thickness.
The conductive molded product of this embodiment may be supported by a base material such as a film or a substrate, or may be an independent conductive molded product.

<導電性成形体の製造方法>
本態様の導電性成形体の製造方法としては、例えば、第一態様の導電性高分子粉体を、公知の粉体を成形する公知方法により所望の形状に成形する方法、第二態様の導電性高分子組成物からなる塗料を所望の基材に塗布して乾燥し、前記基材の表面に第一態様の導電性粉体を含む導電性成形体(例えば導電層)を形成する方法等が挙げられる。
第一態様の導電性高分子粉体を成形する方法としては、例えば、第一態様の導電性高分子粉体を型枠に充填し、押し固めることにより、型枠の形状が反映された立体形状の導電性成形体を得る方法が挙げられる。
第二態様の導電性高分子組成物からなる塗料を塗布する基材は特に制限されず、プラスチック、ガラス、金属等の任意の材料からなる基材が挙げられる。塗布方法は特に制限されず、常法を適用すればよい。
<Manufacturing method of conductive molded product>
As a method for producing the conductive molded body of the present embodiment, for example, a method of molding the conductive polymer powder of the first aspect into a desired shape by a known method of molding a known powder, and a method of forming the conductive molded body of the second aspect. A method of applying a coating material made of a conductive polymer composition to a desired substrate and drying the substrate to form a conductive molded product (for example, a conductive layer) containing the conductive powder of the first aspect on the surface of the substrate. Can be mentioned.
As a method for molding the conductive polymer powder of the first aspect, for example, the shape of the mold is reflected by filling the mold with the conductive polymer powder of the first aspect and compacting the mold. Examples thereof include a method of obtaining a conductive molded body having a shape.
The base material to which the coating material made of the conductive polymer composition of the second aspect is applied is not particularly limited, and examples thereof include a base material made of any material such as plastic, glass, and metal. The coating method is not particularly limited, and a conventional method may be applied.

≪電極≫
本発明の第三態様は、第一態様の導電性高分子粉体を含む電極である。
電極の形状は特に制限されず、例えば、板状、シート状、膜状、棒状、柱状等の公知の電極の形状が挙げられる。
板状、シート状及び膜状の電極の平均厚さは、電気抵抗の低減、電極の薄型化を両立する観点から、例えば、0.01μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上100μm以下がより好ましい。
板状、シート状及び膜状の電極の平均厚さは、電極の断面を、測定顕微鏡等の拡大観察手段を用いて観察し、無作為に選択される10箇所以上の厚さを測定した値の平均値である。
本態様の電極は、フィルム又は基板等の基材によって支持されていてもよいし、独立した電極であってもよい。
本態様の電極をリチウムイオン二次電池の電極として用いる場合、正極であってもよいし、負極であってもよい。
≪Electrodes≫
The third aspect of the present invention is an electrode containing the conductive polymer powder of the first aspect.
The shape of the electrode is not particularly limited, and examples thereof include known electrode shapes such as a plate shape, a sheet shape, a film shape, a rod shape, and a columnar shape.
The average thickness of the plate-shaped, sheet-shaped, and film-shaped electrodes is preferably, for example, 0.01 μm or more and 1000 μm or less, and 0.1 μm or more and 100 μm or less, from the viewpoint of achieving both reduction of electrical resistance and thinning of the electrodes. preferable.
The average thickness of the plate-shaped, sheet-shaped, and film-shaped electrodes is a value obtained by observing the cross section of the electrode using a magnifying observation means such as a measuring microscope and measuring the thickness of 10 or more randomly selected points. Is the average value of.
The electrode of this embodiment may be supported by a base material such as a film or a substrate, or may be an independent electrode.
When the electrode of this embodiment is used as an electrode of a lithium ion secondary battery, it may be a positive electrode or a negative electrode.

前記電極は、良好な導電性の目安として、例えば、10Ω/□未満の表面抵抗値を有することが好ましく、0.5Ω/□以上9Ω/□以下の表面抵抗値を有することがより好ましくい。 As a measure of good conductivity, the electrode preferably has a surface resistance value of less than 10 Ω / □, and more preferably a surface resistance value of 0.5 Ω / □ or more and 9 Ω / □ or less.

<電極の製造方法>
本態様の電極の製造方法としては、例えば、第一態様の導電性高分子粉体を所望の形状の電極に成形する方法、第二態様の導電性高分子組成物からなる塗料を所望の基材に塗布して乾燥し、前記基材の表面に第一態様の導電性高分子粉体を含む電極層(導電層)を形成する方法等が挙げられる。
第一態様の導電性高分子粉体を成形する方法は特に制限されず、例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電極活物質に含まれるバインダ等と、第一態様の導電性高分子粉体を混錬し、ペレットを得て、このペレットを用いて、成形型等で成型してもよいし、押出成形してもよい。或いは、導電性高分子粉体を型枠に充填し、押し固めることにより、型枠の形状が反映された立体形状の電極を形成してもよい。
第二態様の導電性高分子組成物からなる塗料を塗布する基材としては、公知の電池の電極活物質層を支持する基材が適用でき、例えば、金属箔、金属板等の金属材が挙げられる。例えば、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス板等が挙げられる。また、公知の樹脂フィルムや樹脂板を基材として用いてもよい。塗布方法は特に制限されず、常法を適用すればよい。
<Method of manufacturing electrodes>
As a method for producing an electrode according to the present embodiment, for example, a method for molding the conductive polymer powder of the first aspect into an electrode having a desired shape, and a coating material comprising the conductive polymer composition of the second aspect are desired. Examples thereof include a method of applying to a material and drying to form an electrode layer (conductive layer) containing the conductive polymer powder of the first aspect on the surface of the base material.
The method for forming the conductive polymer powder of the first aspect is not particularly limited, and for example, a binder and the like contained in the electrode active material of a known lithium ion secondary battery and the conductive polymer powder of the first aspect are used. May be kneaded to obtain pellets, and the pellets may be used for molding with a molding die or the like, or may be extruded. Alternatively, the mold may be filled with the conductive polymer powder and compacted to form a three-dimensional electrode that reflects the shape of the mold.
As the base material to which the coating material made of the conductive polymer composition of the second aspect is applied, a base material that supports the electrode active material layer of a known battery can be applied, and for example, a metal material such as a metal foil or a metal plate can be used. Can be mentioned. For example, copper foil, aluminum foil, stainless steel plate and the like can be mentioned. Further, a known resin film or resin plate may be used as a base material. The coating method is not particularly limited, and a conventional method may be applied.

<電池>
本態様の電極を備えた電池やキャパシタを製造することもできる。
前記電池は、一次電池でもよいし、二次電池でもよい。電池の形態は特に制限されず、例えば、乾電池、電極積層型ラミネート電池、ボタン電池等の公知の電池形態が挙げられる。
前記電池は、通常、正極、負極、電解質を有する。本態様の電極は、正極であってもよいし、負極であってもよい。電池における正極と負極とは不織布等のセパレータによって絶縁されていることが好ましい。
前記電池は、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。
<Battery>
Batteries and capacitors provided with the electrodes of this embodiment can also be manufactured.
The battery may be a primary battery or a secondary battery. The form of the battery is not particularly limited, and examples thereof include known battery forms such as a dry battery, an electrode laminated laminated battery, and a button battery.
The battery usually has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. The electrode of this embodiment may be a positive electrode or a negative electrode. It is preferable that the positive electrode and the negative electrode of the battery are insulated by a separator such as a non-woven fabric.
The battery is preferably a lithium ion secondary battery.

<導電性フィルムの製造方法>
本発明に関連する別の態様は、第二態様の導電性高分子組成物からなる塗料をフィルム基材の少なくとも一方の面に塗工し、前記フィルム基材上に形成した塗膜を硬化させ、導電層を形成することにより、前記基材の少なくとも一部に前記導電層を形成した導電性フィルムを得る、導電性フィルムの製造方法である。
前記導電層は電極層であってもよく、前記導電性フィルムは、フィルム基材に支持された電極であってもよい。
<Manufacturing method of conductive film>
In another aspect related to the present invention, the coating material comprising the conductive polymer composition of the second aspect is applied to at least one surface of the film substrate to cure the coating film formed on the film substrate. This is a method for producing a conductive film, which obtains a conductive film having the conductive layer formed on at least a part of the base material by forming the conductive layer.
The conductive layer may be an electrode layer, and the conductive film may be an electrode supported by a film substrate.

(フィルム基材)
前記フィルム基材としては、例えば、プラスチックフィルムが挙げられる。
プラスチックフィルムを構成するフィルム基材用樹脂としては、例えば、エチレン-メチルメタクリレート共重合樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。これらのフィルム基材用樹脂のなかでも、安価で機械的強度に優れる点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
(Film base material)
Examples of the film base material include a plastic film.
Examples of the resin for the film base material constituting the plastic film include ethylene-methylmethacrylate copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. , Polyethylene naphthalate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyarylate, styrene-based elastomer, polyester-based elastomer, polyether sulfone, polyetherimide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyimide, cellulose triacetate, cellulose acetate propio Examples include Nate. Among these resins for film substrates, polyethylene terephthalate is preferable because it is inexpensive and has excellent mechanical strength.

フィルム基材用の樹脂は、非晶性でもよいし、結晶性でもよい。
フィルム基材は、未延伸のものでもよいし、延伸されたものでもよい。
フィルム基材には、導電性高分子含有液から形成される導電層の密着性をさらに向上させるために、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理等の表面処理が施されてもよい。
The resin for the film substrate may be amorphous or crystalline.
The film substrate may be unstretched or stretched.
The film substrate may be subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, flame treatment, etc. in order to further improve the adhesion of the conductive layer formed from the conductive polymer-containing liquid.

フィルム基材の平均厚みとしては、5μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上200μm以下であることがより好ましい。フィルム基材の平均厚みが前記下限値以上であれば、破断しにくくなり、前記上限値以下であれば、フィルムとして充分な可撓性を確保できる。
フィルム基材の厚さは、任意の10箇所について厚さを測定し、その測定値を平均した値である。
The average thickness of the film substrate is preferably 5 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 200 μm or less. When the average thickness of the film substrate is at least the lower limit value, it is difficult to break, and when it is at least the upper limit value, sufficient flexibility as a film can be ensured.
The thickness of the film substrate is a value obtained by measuring the thickness at any 10 points and averaging the measured values.

前記塗料をフィルム基材に塗工(塗布)する方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等のコーターを用いた方法、エアスプレー、エアレススプレー、ローターダンプニング等の噴霧器を用いた方法、ディップ等の浸漬方法等を適用することができる。 Examples of the method of applying (applying) the paint to the film substrate include a gravure coater, a roll coater, a curtain flow coater, a spin coater, a bar coater, a reverse coater, a kiss coater, a fountain coater, a rod coater, and an air doctor coater. A method using a coater such as a knife coater, a blade coater, a cast coater, a screen coater, a method using an atomizer such as an air spray, an airless spray, or a rotor dampening, a dipping method such as a dip, or the like can be applied.

フィルム基材上に塗工した前記塗料からなる塗膜を乾燥させ、硬化させることにより、導電層が形成された導電性フィルムを得ることができる。
塗膜を乾燥する方法としては、加熱乾燥、真空乾燥等が挙げられる。加熱乾燥としては、例えば、熱風加熱や、赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。
加熱乾燥を適用する場合、加熱温度は、使用する分散媒に応じて適宜設定されるが、通常は、50℃以上150℃以下の範囲内である。ここで、加熱温度は、乾燥装置の設定温度である。
A conductive film having a conductive layer formed can be obtained by drying and curing a coating film made of the paint coated on a film substrate.
Examples of the method for drying the coating film include heat drying and vacuum drying. As the heat drying, for example, a usual method such as hot air heating or infrared heating can be adopted.
When heat drying is applied, the heating temperature is appropriately set according to the dispersion medium used, but is usually in the range of 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Here, the heating temperature is a set temperature of the drying device.

前記塗料が、バインダ成分として熱硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、塗膜を加熱して、バインダ成分を硬化させることにより、導電層が形成された導電性フィルムを得ることができる。
前記塗料が、バインダ成分として光硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、塗膜に紫外線又は電子線を照射して、バインダ成分を硬化させることにより、導電層が形成された導電性フィルムを得ることができる。
When the coating material contains a thermosetting monomer or oligomer as a binder component, the coating film is heated to cure the binder component, whereby a conductive film having a conductive layer formed can be obtained.
When the coating material contains a photocurable monomer or oligomer as a binder component, the coating film is irradiated with ultraviolet rays or electron beams to cure the binder component, thereby forming a conductive film having a conductive layer. Obtainable.

<導電性フィルム>
本発明に関連する別の態様は、フィルム基材と、前記フィルム基材の少なくとも一方の面に設けられた導電層とを有する導電性フィルムであり、前記導電層に第一態様の導電性高分子粉体が含まれる、導電性フィルムである。本態様の導電性フィルムは上述の製造方法により製造することができる。
前記導電層は電極層であってもよく、前記導電性フィルムは、フィルム基材に支持された電極であってもよい。
<Conductive film>
Another aspect related to the present invention is a conductive film having a film base material and a conductive layer provided on at least one surface of the film base material, and the conductive layer has the high conductivity of the first aspect. A conductive film containing molecular powder. The conductive film of this embodiment can be manufactured by the above-mentioned manufacturing method.
The conductive layer may be an electrode layer, and the conductive film may be an electrode supported by a film substrate.

(導電層)
フィルム基材の少なくとも一方の面に備えられた前記導電層の平均厚みとしては、例えば、1μm以上50μm以下が好ましく、2μm以上10μm以下がより好ましい。
前記導電層の平均厚さが前記下限値以上であれば、充分に高い導電性を発揮でき、前記上限値以下であれば、導電層を容易に形成できる。
(Conductive layer)
The average thickness of the conductive layer provided on at least one surface of the film substrate is, for example, preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 10 μm or less.
When the average thickness of the conductive layer is not less than the lower limit value, sufficiently high conductivity can be exhibited, and when it is not more than the upper limit value, the conductive layer can be easily formed.

前記導電層は、良好な導電性の目安として、例えば、1Ω/□以上1×1010Ω/□以下の表面抵抗値を有することが好ましく、10Ω/□以上1×10Ω/□以下の表面抵抗値を有することがより好ましく、100Ω/□以上1×10Ω/□以下の表面抵抗値を有することがさらに好ましい。 As a measure of good conductivity, the conductive layer preferably has a surface resistance value of 1 Ω / □ or more and 1 × 10 10 Ω / □ or less, and is preferably 10 Ω / □ or more and 1 × 10 9 Ω / □ or less. It is more preferable to have a surface resistance value, and it is further preferable to have a surface resistance value of 100 Ω / □ or more and 1 × 10 8 Ω / □ or less.

≪導電性高分子粉体の製造方法(1)≫
本発明の第四態様は、π共役系導電性高分子を形成し得るモノマーと、ポリアニオンと、水とを含む反応液に、触媒及び酸化剤を加えることにより、前記モノマーを酸化重合し、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオンを含む導電性高分子粉体を形成する工程(重合工程)と、前記反応液から前記導電性高分子粉体を分取する工程(分取工程)とを有する、導電性高分子粉体の製造方法である。
前記反応液における、前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比は質量基準で(1:0.5)~(1:1)である。
前記反応液から分取した前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である。
<< Manufacturing method of conductive polymer powder (1) >>
A fourth aspect of the present invention is to oxidatively polymerize the monomer by adding a catalyst and an oxidizing agent to a reaction solution containing a monomer capable of forming a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and water. A step of forming a conductive polymer powder containing a π-conjugated conductive polymer and the polyanion (polymerization step), and a step of separating the conductive polymer powder from the reaction solution (separation step). It is a method for producing a conductive polymer powder having the above.
The content ratio of the monomer: the polyanion in the reaction solution is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis.
1 g of the conductive polymer powder separated from the reaction solution and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) were mixed, and the obtained powder-containing water was stirred, and the powder after 10 minutes had passed. The amount of sulfate ion in the contained water is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.

(重合工程)
本工程において、前記モノマーと、前記ポリアニオンとを特定の含有比で含む水溶液(反応液)を調製し、前記モノマーを重合させることにより、π共役系導電性高分子を形成する。前記反応液において、π共役系導電性高分子にポリアニオンが自然にドープされ、π共役系導電性高分子とポリアニオンからなる導電性複合体を含む導電性高分子粉体が形成される。形成された導電性複合体に含まれる、π共役系導電性高分子:ポリアニオンの含有比(質量基準)は、前記水溶液中に重合開始直前に含まれていた前記モノマーの含有量と、前記ポリアニオンの含有量の比率と同じである。つまり、前記反応液中に配合したモノマーとポリアニオンの含有比が、形成した導電性複合体及び導電性高分子粉体におけるπ共役系導電性高分子とポリアニオンの含有比に反映される。
(Polymerization process)
In this step, an aqueous solution (reaction solution) containing the monomer and the polyanion in a specific content ratio is prepared, and the monomer is polymerized to form a π-conjugated conductive polymer. In the reaction solution, the polyanion is naturally doped into the π-conjugated conductive polymer to form a conductive polymer powder containing a conductive composite composed of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion. The content ratio (mass basis) of the π-conjugated conductive polymer: polyanion contained in the formed conductive composite is the content of the monomer contained in the aqueous solution immediately before the start of polymerization and the polyanion. It is the same as the content ratio of. That is, the content ratio of the monomer and the polyanion blended in the reaction solution is reflected in the content ratio of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion in the formed conductive composite and the conductive polymer powder.

重合開始直前の前記反応液に含まれる前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比は、質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、(1:0.5)~(1:0.90)が好ましく、(1:0.5)~(1:0.80)がより好ましく、(1:0.5)~(1:0.70)がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、ポリアニオンによるドープ効果が充分に発揮され、より導電性に優れた導電性高分子粉体が得られる。
上記範囲の上限値以下であると、ポリアニオンによるドープ効果を得つつ、水に対する分散性が低く、容易に沈殿させることが可能な導電性高分子粉体を形成することができる。
The content ratio of the monomer: the polyanion contained in the reaction solution immediately before the start of polymerization is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis, and is (1: 0.5) to (1: 1). 0.90) is preferable, (1: 0.5) to (1: 0.80) are more preferable, and (1: 0.5) to (1: 0.70) are even more preferable.
When it is at least the lower limit of the above range, the doping effect of the polyanion is sufficiently exhibited, and a conductive polymer powder having more excellent conductivity can be obtained.
When it is not more than the upper limit of the above range, it is possible to form a conductive polymer powder having low dispersibility in water and easily precipitating while obtaining the doping effect by the polyanion.

本工程において、前記反応液に含有させる触媒は、前記モノマーを重合させるものであれば特に制限されず、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。
前記触媒とともに、酸化剤を含有させることが好ましい。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。
触媒としてFe(鉄)を含む触媒を用いると、導電性高分子粉体に触媒由来のFeが含まれることがある。
In this step, the catalyst contained in the reaction solution is not particularly limited as long as it polymerizes the monomer, and for example, ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, ferric chloride and the like can be used. Examples include transition metal compounds.
It is preferable to contain an oxidizing agent together with the catalyst. The oxidant can restore the reduced catalyst to its original oxidized state. Examples of the oxidizing agent include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.
When a catalyst containing Fe (iron) is used as the catalyst, Fe derived from the catalyst may be contained in the conductive polymer powder.

本工程において、前記反応液に硫酸を添加してもよい。硫酸を添加することにより、製造する導電性高分子粉体に含まれる硫酸イオンを増加させることができる。 In this step, sulfuric acid may be added to the reaction solution. By adding sulfuric acid, the sulfate ion contained in the produced conductive polymer powder can be increased.

重合開始直前の前記反応液に含まれる前記モノマーの含有量は、例えば、前記反応液の総質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.3質量%以上10質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、形成される導電性高分子粉体を容易に分取することができる。
上記範囲の上限値以下であると、重合反応を安定に進められるので、反応系に存在するポリアニオンとの複合化が安定に進み、導電性の高い良質な導電性高分子粉体を容易に得ることができる。
The content of the monomer contained in the reaction solution immediately before the start of polymerization is, for example, preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.3% by mass or more and 10% by mass with respect to the total mass of the reaction solution. % Or less is more preferable, and 0.5% by mass or more and 5% by mass or less is further preferable.
When it is at least the lower limit of the above range, the formed conductive polymer powder can be easily separated.
When it is not more than the upper limit of the above range, the polymerization reaction can proceed stably, so that the complexing with the polyanion existing in the reaction system proceeds stably, and a high-quality conductive polymer powder having high conductivity can be easily obtained. be able to.

重合開始直前の前記反応液に含まれる前記ポリアニオンの含有量は、前記モノマーに対する前記含有比に基づいて設定されることが好ましい。 The content of the polyanion contained in the reaction solution immediately before the start of polymerization is preferably set based on the content ratio with respect to the monomer.

重合開始直前の前記反応液に含まれる前記触媒の含有量は、例えば、前記反応液の総質量に対して、0.01質量%以上3質量%以下が好ましく、0.1質量%以上2質量%以下がより好ましく、0.3質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、導電性高分子粉体を容易に形成することができる。
上記範囲の上限値以下であると、重合反応を安定に進められるので、反応系に存在するポリアニオンとの複合化が安定に進み、導電性の高い良質な導電性高分子粉体を容易に得ることができる。
The content of the catalyst contained in the reaction solution immediately before the start of polymerization is, for example, preferably 0.01% by mass or more and 3% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 2% by mass with respect to the total mass of the reaction solution. % Or less is more preferable, and 0.3% by mass or more and 1% by mass or less is further preferable.
When it is at least the lower limit of the above range, the conductive polymer powder can be easily formed.
When it is not more than the upper limit of the above range, the polymerization reaction can proceed stably, so that the complexing with the polyanion existing in the reaction system proceeds stably, and a high-quality conductive polymer powder having high conductivity can be easily obtained. be able to.

上記重合反応を促進する観点から、前記反応液を加熱して撹拌しながら反応させてもよい。前記反応液の加熱温度は、例えば、60~100℃とすることができる。
上記範囲の下限値以上であると、重合反応を充分に促進できる。
上記範囲の上限値以下であると、π共役系導電性高分子の熱による劣化を抑制できる。
上記範囲の加熱温度で行う反応時間は、例えば1~10時間程度とすることができる。
From the viewpoint of accelerating the polymerization reaction, the reaction solution may be heated and reacted while stirring. The heating temperature of the reaction solution can be, for example, 60 to 100 ° C.
When it is at least the lower limit of the above range, the polymerization reaction can be sufficiently promoted.
When it is not more than the upper limit of the above range, deterioration due to heat of the π-conjugated conductive polymer can be suppressed.
The reaction time performed at the heating temperature in the above range can be, for example, about 1 to 10 hours.

(析出工程)
重合工程と回収工程の間に析出工程を設けてもよい。本工程において、前記モノマーの重合反応後の前記反応液中に導電性高分子粉体を析出させる方法は特に制限されず、例えば、反応後の反応液を静置する方法、反応後の反応液をゆっくり撹拌する方法、反応後の反応液を-20℃~4℃程度に冷却する方法、反応液にアミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方を添加する方法等が挙げられる。いずれの方法においても、導電性高分子粉体の水に溶解し難い性質により、自然に析出させることができる。
(Precipitation process)
A precipitation step may be provided between the polymerization step and the recovery step. In this step, the method of precipitating the conductive polymer powder in the reaction liquid after the polymerization reaction of the monomer is not particularly limited, and for example, a method of allowing the reaction liquid after the reaction to stand still, or a reaction liquid after the reaction. A method of slowly stirring the reaction solution, a method of cooling the reaction solution after the reaction to about −20 ° C. to 4 ° C., a method of adding at least one of an amine compound and an epoxy compound to the reaction solution, and the like can be mentioned. In either method, the conductive polymer powder can be naturally precipitated due to its insoluble property in water.

重合反応後の前記反応液にアミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方を添加することにより、重合反応後に形成された前記導電性複合体が有する余剰のアニオン基にアミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方を反応させ、前記余剰のアニオン基を修飾することにより、前記導電性複合体の疎水性を高め、前記反応液中に前記導電性高分子粉体を析出させることがより一層容易となる。 By adding at least one of the amine compound and the epoxy compound to the reaction solution after the polymerization reaction, at least one of the amine compound and the epoxy compound is added to the surplus anionic group of the conductive composite formed after the polymerization reaction. By reacting with the above and modifying the excess anionic group, the hydrophobicity of the conductive composite is enhanced, and it becomes easier to precipitate the conductive polymer powder in the reaction solution.

前記反応液に添加するアミン化合物及びエポキシ化合物の説明は、第一態様の説明と同様であるので重複する説明は省略する。前記反応液に添加するアミン化合物又はエポキシ化合物の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。 Since the description of the amine compound and the epoxy compound added to the reaction solution is the same as the description of the first aspect, duplicated description will be omitted. The type of the amine compound or the epoxy compound added to the reaction solution may be one type or two or more types.

前記反応液に添加するアミン化合物の添加量は、導電性高分子粉体を構成する導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、200質量部以上6000質量部以下であることがより好ましく、300質量部以上3000質量部以下であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、導電性複合体の疎水性が充分に向上し、析出した導電性複合体が前記反応液の上層に浮遊するので、導電性高分子粉体として収率良く回収することができる。上記範囲の上限値以下であると、導電性複合体が修飾されることによる導電性の低下を抑制することができる。 The amount of the amine compound added to the reaction solution is preferably 100 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the conductive composite constituting the conductive polymer powder. It is more preferably 6000 parts by mass or less, and further preferably 300 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less. When it is at least the lower limit of the above range, the hydrophobicity of the conductive composite is sufficiently improved, and the precipitated conductive composite floats on the upper layer of the reaction solution, so that the yield is good as a conductive polymer powder. It can be recovered. When it is not more than the upper limit of the above range, the decrease in conductivity due to the modification of the conductive composite can be suppressed.

前記反応液に添加するエポキシ化合物の添加量は、導電性高分子粉体を構成する導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、200質量部以上6000質量部以下であることがより好ましく、300質量部以上3000質量部以下であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、導電性複合体の疎水性が充分に向上し、析出した導電性複合体が前記反応液の下層に沈降するので、導電性高分子粉体として収率良く回収することができる。上記範囲の上限値以下であると、導電性複合体が修飾されることによる導電性の低下を抑制することができる。 The amount of the epoxy compound added to the reaction solution is preferably 100 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the conductive composite constituting the conductive polymer powder. It is more preferably 6000 parts by mass or less, and further preferably 300 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less. When it is at least the lower limit of the above range, the hydrophobicity of the conductive composite is sufficiently improved, and the precipitated conductive composite is settled in the lower layer of the reaction solution, so that the yield is good as a conductive polymer powder. It can be recovered. When it is not more than the upper limit of the above range, the decrease in conductivity due to the modification of the conductive composite can be suppressed.

前記反応液にアミン化合物又はエポキシ化合物を添加する前、添加と同時又は添加した後には、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。添加する水溶性有機溶剤は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。 An organic solvent may be added before, at the same time as, or after the addition of the amine compound or the epoxy compound to the reaction solution. As the organic solvent, a water-soluble organic solvent is preferable. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, and ester-based solvents. The water-soluble organic solvent to be added may be one kind or two or more kinds.

(分取工程)
分取工程は、前記反応液に形成した導電性複合体を含む導電性高分子粉体を、前記反応液から分取し、回収する工程である。分取する方法としては、例えば、前記反応液を入れた容器の底に導電性高分子粉体を自然に沈殿させて上澄み液を除去する方法、前記反応液の上層に浮遊した導電性高分子粉体を吸引して回収する方法、前記反応液を濾過してフィルター上に導電性高分子粉体を得る方法、遠心分離により前記反応液を入れた容器の底に導電性高分子粉体のペレットを形成する方法、前記反応液を気体中に噴霧して乾燥させ、乾燥した導電性高分子粉体を得る方法、等が挙げられる。
これらの回収方法の中でも、自然に沈殿又は浮遊させて回収する方法は、不純物が少なく、導電性に優れ、流動性に優れた導電性高分子粉体を容易に得られるので、好ましい。
(Preparation process)
The preparative step is a step of separating and recovering the conductive polymer powder containing the conductive composite formed in the reaction liquid from the reaction liquid. Examples of the preparative method include a method of naturally precipitating the conductive polymer powder on the bottom of the container containing the reaction solution to remove the supernatant liquid, and a method of removing the supernatant liquid, and the conductive polymer suspended in the upper layer of the reaction solution. A method of sucking and collecting the powder, a method of filtering the reaction solution to obtain a conductive polymer powder on a filter, and a method of centrifuging the conductive polymer powder on the bottom of the container containing the reaction solution. Examples thereof include a method of forming pellets, a method of spraying the reaction solution into a gas and drying it to obtain a dried conductive polymer powder, and the like.
Among these recovery methods, the method of naturally precipitating or suspending and recovering is preferable because it has few impurities, is excellent in conductivity, and can easily obtain a conductive polymer powder having excellent fluidity.

前記反応液から回収した直後の導電性高分子粉体は、触媒や酸化剤等を含む反応液が付着しているので、導電性高分子粉体を水または有機溶剤により洗浄してもよい。
具体的には、例えば、水または有機溶剤からなる洗浄液に導電性高分子粉体を添加し、攪拌した後、再度、沈殿させる等の方法により、導電性高分子粉体を洗浄液から回収する方法が挙げられる。
前記有機溶剤としては、例えば、導電性高分子粉体を溶解し難く、洗浄力に優れることから、イソプロピルアルコール、メタノール、及びアセトンから選択される1種以上が好ましい。
Since the conductive polymer powder immediately after being recovered from the reaction solution has a reaction solution containing a catalyst, an oxidizing agent, or the like attached to the conductive polymer powder, the conductive polymer powder may be washed with water or an organic solvent.
Specifically, for example, a method of recovering the conductive polymer powder from the cleaning liquid by adding a conductive polymer powder to a cleaning liquid consisting of water or an organic solvent, stirring the mixture, and then precipitating again. Can be mentioned.
As the organic solvent, for example, at least one selected from isopropyl alcohol, methanol, and acetone is preferable because it is difficult to dissolve the conductive polymer powder and has excellent detergency.

本工程で得られた導電性高分子粉体は、乾燥することにより、取り扱いが容易な乾燥粉体とすることができる。乾燥方法は特に制限されず、粉体を乾燥する公知方法が適用される。 The conductive polymer powder obtained in this step can be dried to obtain a dry powder that is easy to handle. The drying method is not particularly limited, and a known method for drying the powder is applied.

本工程で得られた導電性高分子粉体は、所望の粒子径となるように、粉砕してもよい。粉砕方法は特に制限されず、例えば、乳鉢を用いてすり潰して粉砕する方法、粉砕機を用いて粉砕する方法等が挙げられる。粉砕機としては、例えば、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル等が挙げられる。 The conductive polymer powder obtained in this step may be pulverized so as to have a desired particle size. The crushing method is not particularly limited, and examples thereof include a method of grinding and crushing using a mortar, a method of crushing using a crusher, and the like. Examples of the crusher include a homogenizer, a ball mill, a bead mill, a roller mill, a jet mill, a hammer mill and the like.

導電性高分子粉体を粉砕する方式は、分散媒中で粉砕する湿式でもよいし、分散媒を含まない状態で粉砕する乾式でもよい。導電性高分子粉体の数平均粒子径が0.1μm以上100μm以下の範囲の導電性高分子粉体を容易に製造できる点では、湿式が好ましい。湿式を適用した場合には、導電性高分子粉体は、分散媒中に分散した状態で得られる。湿式粉砕に使用する分散媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、メタノール、及びアセトンから選択される1種以上を含むことが好ましい。これら好ましい分散媒を使用すると、導電性高分子粉体の導電性を損なわずに、数平均粒子径が0.1μm以上100μm以下の範囲の導電性高分子粉体をより容易に製造できる。 The method of pulverizing the conductive polymer powder may be a wet method of pulverizing in a dispersion medium or a dry method of pulverizing in a state containing no dispersion medium. A wet type is preferable in that a conductive polymer powder having a number average particle diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less can be easily produced. When the wet type is applied, the conductive polymer powder is obtained in a state of being dispersed in the dispersion medium. The dispersion medium used for wet pulverization preferably contains, for example, one or more selected from isopropyl alcohol, methanol, and acetone. When these preferable dispersion media are used, it is possible to more easily produce a conductive polymer powder having a number average particle diameter in the range of 0.1 μm or more and 100 μm or less without impairing the conductivity of the conductive polymer powder.

以上で説明した各工程により、第一態様の導電性高分子粉体を容易に製造することができる。
製造した導電性高分子粉体に含まれる硫酸イオンの含有量は、重合工程で触媒として使用する硫酸塩の添加量によって調整することができる。また、硫酸イオンの含有量を高める場合には、適量の硫酸を酸化重合工程の反応液に添加してもよい。逆に、硫酸イオンの含有量を低減したい場合には、導電性高分子粉体を前述の方法により洗浄すればよい。
By each of the steps described above, the conductive polymer powder of the first aspect can be easily produced.
The content of sulfate ion contained in the produced conductive polymer powder can be adjusted by the amount of sulfate added as a catalyst in the polymerization step. Further, when increasing the content of sulfate ion, an appropriate amount of sulfuric acid may be added to the reaction solution in the oxidative polymerization step. On the contrary, when it is desired to reduce the content of sulfate ions, the conductive polymer powder may be washed by the above-mentioned method.

(製造例1)ポリスチレンスルホン酸の製造
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間攪拌した。
得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に、10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、得られたポリスチレンスルホン酸含有溶液の1000mlの溶媒を限外ろ過法により除去した。次いで、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去して、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この水洗操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1) Production of polystyrene sulfonic acid 1.14 g of ammonium persulfate oxidizing agent solution previously dissolved in 10 ml of water was added by dissolving 206 g of sodium styrene sulfonate in 1000 ml of ion-exchanged water and stirring at 80 ° C. The solution was added dropwise for 20 minutes and the solution was stirred for 12 hours.
1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the obtained sodium polystyrene sulfonate-containing solution, and 1000 ml of the solvent of the obtained polystyrene sulfonate-containing solution was removed by an ultrafiltration method. Then, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by an ultrafiltration method, and the polystyrene sulfonic acid was washed with water. This washing operation was repeated 3 times.
Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain a colorless solid polystyrene sulfonic acid.

(実施例1)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を濾過し、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT-PSS)の粉体7.5g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。
(Example 1)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 2.5 g of polystyrene sulfonic acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.5 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a polystyrene sulfonic acid-doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS) powder.

乾燥により水分を除去した前記粉体1gを、99gのイオン交換水(20℃)に添加して粉体含有水を得て、これを軽く撹拌し、10分経過した後に上澄み液を得て、イオンクロマトグラフィー(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製カラム、型番:Dionex IonPac AS-19-4μm)を用い、前記粉体含有水の総質量に対する硫酸イオン濃度(単位:質量%)を測定した。その結果を表1に示す。 1 g of the powder from which water was removed by drying was added to 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) to obtain powder-containing water, which was lightly stirred to obtain a supernatant liquid after 10 minutes. Using ion chromatography (column manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., model number: Dionex IonPac AS-19-4 μm), the sulfate ion concentration (unit: mass%) with respect to the total mass of the powder-containing water was measured. The results are shown in Table 1.

次に、鉄板上に15mm角で切り抜いたPETフィルム(東レ社製、ルミラー、T60、厚さ188μm)を乗せ、このPETフィルム上に(切り抜いたフィルム部分に)、得られた前記粉体を0.1g乗せ、更に別の鉄板を乗せ、5N/225mmの圧力で3分間プレスした。鉄板の間で固まった粉体からなる15mm角のプレート状の導電性成形体を取り出し、その表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。 Next, a PET film (manufactured by Toray Industries, Inc., Lumirror, T60, thickness 188 μm) cut out at a 15 mm square was placed on an iron plate, and the obtained powder was put on the PET film (on the cut out film portion) to 0. .1 g was placed, another iron plate was placed, and the mixture was pressed at a pressure of 5N / 225 mm 2 for 3 minutes. Table 1 shows the results of taking out a 15 mm square plate-shaped conductive molded body made of powder solidified between iron plates and measuring the surface resistance value thereof.

(実施例2)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸と、0.5gの硫酸を997.0mlのイオン交換水に溶かした溶液と、を20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSの粉体7.5g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 2)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene, 2.5 g of polystyrene sulfonic acid and 0.5 g of sulfuric acid in 997.0 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.5 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of PEDOT-PSS powder. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例2において硫酸を1.0gに変更し、イオン交換水を996.5mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 3)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 1.0 g and ion-exchanged water was changed to 996.5 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
実施例2において硫酸を2.5gに変更し、イオン交換水を995.0mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 4)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 2.5 g and ion-exchanged water was changed to 995.0 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
実施例2において硫酸を5.0gに変更し、イオン交換水を992.5mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 5)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 5.0 g and ion-exchanged water was changed to 992.5 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
実施例2において硫酸を7.5gに変更し、イオン交換水を990.0mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 6)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 7.5 g and ion-exchanged water was changed to 990.0 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
実施例2において硫酸を10.0gに変更し、イオン交換水を987.5mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 7)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 10.0 g and ion-exchanged water was changed to 987.5 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
実施例2において硫酸を12.5gに変更し、イオン交換水を985.0mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 8)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 12.5 g and ion-exchanged water was changed to 985.0 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
実施例2において硫酸を15.0gに変更し、イオン交換水を982.5mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 9)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 15.0 g and ion-exchanged water was changed to 982.5 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
実施例2において硫酸を17.5gに変更し、イオン交換水を980.0mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 10)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 17.5 g and ion-exchanged water was changed to 980.0 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例2において硫酸を20.0gに変更し、イオン交換水を977.5mlに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてPEDOT-PSSの粉体7.5gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
7.5 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that sulfuric acid was changed to 20.0 g and ion-exchanged water was changed to 977.5 ml in Example 2. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、5.0gのポリスチレンスルホン酸を995.0mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSの粉体10.0g(PEDOT:PSS=5g:5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 11)
5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 5.0 g of polystyrene sulfonic acid in 995.0 ml of ion-exchanged water were mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
The obtained reaction solution was filtered to obtain 10.0 g (PEDOT: PSS = 5 g: 5 g) of PEDOT-PSS powder. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例12)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、5.0gのポリスチレンスルホン酸と、0.5gの硫酸を994.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を濾過しPEDOT-PSSの粉体10.0g(PEDOT:PSS=5g:5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 12)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene, 5.0 g of polystyrene sulfonic acid and 0.5 g of sulfuric acid in 994.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
The obtained reaction solution was filtered to obtain 10.0 g (PEDOT: PSS = 5 g: 5 g) of PEDOT-PSS powder. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例13)
実施例12において硫酸を1.0gに変更し、イオン交換水を994.0mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 13)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 1.0 g and ion-exchanged water was changed to 994.0 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
実施例12において硫酸を2.5gに変更し、イオン交換水を992.5mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 14)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 2.5 g and ion-exchanged water was changed to 992.5 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例15)
実施例12において硫酸を5.0gに変更し、イオン交換水を990.0mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 15)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 5.0 g and ion-exchanged water was changed to 990.0 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例16)
実施例12において硫酸を7.5gに変更し、イオン交換水を987.5mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 16)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 7.5 g and ion-exchanged water was changed to 987.5 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例17)
実施例12において硫酸を10.0gに変更し、イオン交換水を985.0mlに変えたこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 17)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12, except that sulfuric acid was changed to 10.0 g and ion-exchanged water was changed to 985.0 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例18)
実施例12において硫酸を12.5gに変更し、イオン交換水を982.5mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 18)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 12.5 g and ion-exchanged water was changed to 982.5 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例12において硫酸を15.0gに変更し、イオン交換水を980.0mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 15.0 g and ion-exchanged water was changed to 980.0 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例12において硫酸を17.5gに変更し、イオン交換水を977.5mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 17.5 g and ion-exchanged water was changed to 977.5 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
実施例12において硫酸を20.0gに変更し、イオン交換水を975.0mlに変更したこと以外は、実施例12と同様にしてPEDOT-PSSの粉体10.0gを得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
10.0 g of PEDOT-PSS powder was obtained in the same manner as in Example 12 except that sulfuric acid was changed to 20.0 g and ion-exchanged water was changed to 975.0 ml in Example 12. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例19)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、イソプロパノール500gとトリオクチルアミン100gを添加し、1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとトリオクチルアミンの反応物が、すべて溶液上層に浮遊したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとトリオクチルアミンの反応物の粉体7.7g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 19)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 2.5 g of polystyrene sulfonic acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 500 g of isopropanol and 100 g of trioctylamine were added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all the reacted products of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion and trioctylamine were suspended in the upper layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.7 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a powder of the reaction product of PEDOT-PSS and trioctylamine. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例20)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸と、10.0gの硫酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、イソプロパノール500gとトリオクチルアミン100gを添加し、1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとトリオクチルアミンの反応物が、すべて溶液上層に浮遊したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとトリオクチルアミンの反応物の粉体7.7g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 20)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene, 2.5 g of polystyrene sulfonic acid and 10.0 g of sulfuric acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 500 g of isopropanol and 100 g of trioctylamine were added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all the reacted products of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion and trioctylamine were suspended in the upper layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.7 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a powder of the reaction product of PEDOT-PSS and trioctylamine. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例21)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、ブチルグリシジルエーテル100gを添加し、1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとブチルグリシジルエーテルの反応物が、すべて溶液下層に沈降したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとブチルグリシジルエーテルの反応物の粉体7.8g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 21)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 2.5 g of polystyrene sulfonic acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 100 g of butyl glycidyl ether was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion, and butyl glycidyl ether reaction product had settled in the lower layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.8 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a reaction product of PEDOT-PSS and butyl glycidyl ether. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例22)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸と、10.0gの硫酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、ブチルグリシジルエーテル100gを添加し、1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとブチルグリシジルエーテルの反応物が、すべて溶液下層に沈降したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとブチルグリシジルエーテルの反応物の粉体7.8g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 22)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene, 2.5 g of polystyrene sulfonic acid and 10.0 g of sulfuric acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C. An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 100 g of butyl glycidyl ether was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion, and butyl glycidyl ether reaction product had settled in the lower layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 7.8 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a reaction product of PEDOT-PSS and butyl glycidyl ether. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例23)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液を20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、ブチルグリシジルエーテル100gを添加し1時間攪拌した。続いて、イソプロパノール500gとトリオクチルアミン100gを添加し1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとブチルグリシジルエーテルとトリオクチルアミンの反応物が、すべて溶液下層に沈降したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとブチルグリシジルエーテルとトリオクチルアミンの反応物の粉体8.0g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 23)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 2.5 g of polystyrene sulfonic acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 100 g of butyl glycidyl ether was added and stirred for 1 hour. Subsequently, 500 g of isopropanol and 100 g of trioctylamine were added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion, butyl glycidyl ether, and trioctylamine reaction product had settled in the lower layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 8.0 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a reaction product of PEDOT-PSS, butyl glycidyl ether and trioctylamine. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例24)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、2.5gのポリスチレンスルホン酸と、10.0gの硫酸を997.5mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
次に、ブチルグリシジルエーテル100gを添加し1時間攪拌した。続いて、イソプロパノール500gとトリオクチルアミン100gを添加し1時間攪拌した。ここで、析出したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとブチルグリシジルエーテルとトリオクチルアミンの反応物が、すべて溶液下層に沈降したことを確認した。得られた反応液を濾過し、PEDOT-PSSとブチルグリシジルエーテルとトリオクチルアミンの反応物の粉体8.0g(PEDOT:PSS=5g:2.5g)を得た。次に、実施例1と同様にして、硫酸イオン含有量と表面抵抗値の測定を行った。その結果を表1に示す。
(Example 24)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene, 2.5 g of polystyrene sulfonic acid and 10.0 g of sulfuric acid in 997.5 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C. An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
Next, 100 g of butyl glycidyl ether was added and stirred for 1 hour. Subsequently, 500 g of isopropanol and 100 g of trioctylamine were added, and the mixture was stirred for 1 hour. Here, it was confirmed that all of the precipitated π-conjugated conductive polymer, polyanion, butyl glycidyl ether, and trioctylamine reaction product had settled in the lower layer of the solution. The obtained reaction solution was filtered to obtain 8.0 g (PEDOT: PSS = 5 g: 2.5 g) of a reaction product of PEDOT-PSS, butyl glycidyl ether and trioctylamine. Next, the sulfate ion content and the surface resistance value were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例5)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンを、1000mlのイオン交換水に溶かした溶液を20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと、49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を濾過し、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)の粉体5.0g(PEDOT:PSS=5g:0g)を得た。
(Comparative Example 5)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene in 1000 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. The solution was added slowly and stirred for 24 hours for reaction.
The obtained reaction solution was filtered to obtain 5.0 g (PEDOT: PSS = 5 g: 0 g) of a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) powder.

(比較例6)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、10.0gのポリスチレンスルホン酸を990.0mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、89mlのイオン交換水に溶かした11gの過硫酸アンモニウムと49.7mlのイオン交換水に溶かした0.3gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、24時間攪拌して反応させた。
得られた反応液中に析出物は生じず、濾過したところ反応物がすべて濾紙を通過したため、検討を中止した。
(Comparative Example 6)
A solution of 5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 10.0 g of polystyrene sulfonic acid in 990.0 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
An oxidation catalyst solution of 11 g of ammonium persulfate dissolved in 89 ml of ion-exchanged water and 0.3 g of ferric sulfate dissolved in 49.7 ml of ion-exchanged water while keeping the obtained mixed solution at 20 ° C. and stirring. And slowly added and stirred for 24 hours to react.
No precipitates were formed in the obtained reaction solution, and when filtered, all the reactants passed through the filter paper, so the study was discontinued.

<評価方法>
[表面抵抗値]
各例の導電性成形体の表面抵抗値は、抵抗率計(日東精工アナリテック社製ハイレスタ)を用い、印加電圧を10Vとして測定した。その測定結果を表1に記載する。なお、表中の「Ω/□」はオームパースクエアの意味であり、表面抵抗値が小さい程、導電性が高いことを示す。
<Evaluation method>
[Surface resistance value]
The surface resistance value of the conductive molded body of each example was measured using a resistivity meter (High Restor manufactured by Nittoseiko Analytech Co., Ltd.) with an applied voltage of 10 V. The measurement results are shown in Table 1. In addition, "Ω / □" in the table means ohmper square, and the smaller the surface resistance value, the higher the conductivity.

Figure 2022052252000003
Figure 2022052252000003

<結果>
本発明に係る各実施例において、PEDOT:PSSの質量比が(1:0.5)~(1:1)である導電性高分子粉体が得られた。この導電性高分子粉体について所定条件で測定した硫酸イオン含有量は0.108質量%以下であるため、この粉体をプレスしてなる導電性成形体の導電性は優れている。導電性高分子粉体を構成する導電性複合体は、アミン化合物及びエポキシ化合物の少なくとも一方と反応すると、反応液中で浮遊又は沈降するので、反応液からの分取がより容易となっている。
比較例1~4の導電性高分子粉体の硫酸イオン含有量は0.108質量%を超えるので、導電性が劣っていた。
比較例5で得たPEDOTの粉体は、PSSを含まないので、導電性に劣っていた。
比較例6で得たPEDOT-PSSは、PEDOTよりもPSSの比率が大きいので、水に対する分散性が優れ、粉体を形成しなかった。
<Result>
In each example according to the present invention, a conductive polymer powder having a mass ratio of PEDOT: PSS of (1: 0.5) to (1: 1) was obtained. Since the sulfate ion content of this conductive polymer powder measured under predetermined conditions is 0.108% by mass or less, the conductivity of the conductive molded body obtained by pressing this powder is excellent. When the conductive composite constituting the conductive polymer powder reacts with at least one of the amine compound and the epoxy compound, it floats or precipitates in the reaction solution, so that it is easier to separate from the reaction solution. ..
Since the sulfate ion content of the conductive polymer powders of Comparative Examples 1 to 4 exceeded 0.108% by mass, the conductivity was inferior.
Since the PEDOT powder obtained in Comparative Example 5 did not contain PSS, it was inferior in conductivity.
Since the PEDOT-PSS obtained in Comparative Example 6 had a larger ratio of PSS than PEDOT, it had excellent dispersibility in water and did not form a powder.

Claims (10)

π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性高分子粉体であって、
前記導電性高分子粉体における前記π共役系導電性高分子:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、
前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体。
A conductive polymer powder containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion.
The content ratio of the π-conjugated conductive polymer: the polyanion in the conductive polymer powder is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis.
1 g of the conductive polymer powder and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) are mixed, the obtained powder-containing water is stirred, and the amount of sulfate ion in the powder-containing water after 10 minutes has passed is increased. , 0.108 mass% or less with respect to the total mass of the powder-containing water, a conductive polymer powder.
前記導電性高分子粉体が、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸のうち少なくとも一方を含む、請求項1に記載の導電性高分子粉体。 The conductive polymer powder according to claim 1, wherein the conductive polymer powder contains at least one of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid. 前記ポリアニオンが有する一部のアニオン基が、アミン化合物と反応して修飾されている、請求項1又は2に記載の導電性高分子粉体。 The conductive polymer powder according to claim 1 or 2, wherein some of the anionic groups of the polyanion are modified by reacting with an amine compound. 前記ポリアニオンが有する一部のアニオン基が、エポキシ化合物と反応して修飾されている、請求項1又は2に記載の導電性高分子粉体。 The conductive polymer powder according to claim 1 or 2, wherein some of the anionic groups of the polyanion are modified by reacting with an epoxy compound. 請求項1~4の何れか一項に記載の導電性高分子粉体と、バインダ成分と、を含む導電性高分子組成物。 A conductive polymer composition comprising the conductive polymer powder according to any one of claims 1 to 4 and a binder component. 請求項1~4の何れか一項に記載の導電性高分子粉体を含む、電極。 An electrode comprising the conductive polymer powder according to any one of claims 1 to 4. π共役系導電性高分子を形成し得るモノマーと、ポリアニオンと、水とを含む反応液に、触媒及び酸化剤を加えることにより、前記モノマーを酸化重合し、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオンを含む導電性高分子粉体を形成する工程と、
前記反応液から前記導電性高分子粉体を分取する工程と、を有し、
前記反応液における、前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、
前記反応液から分取した前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体の製造方法。
By adding a catalyst and an oxidizing agent to a reaction solution containing a monomer capable of forming a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and water, the monomer is oxidatively polymerized to form the π-conjugated conductive polymer and the π-conjugated conductive polymer. The step of forming the conductive polymer powder containing the polyanion, and
It has a step of separating the conductive polymer powder from the reaction liquid.
The content ratio of the monomer: the polyanion in the reaction solution is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis.
1 g of the conductive polymer powder separated from the reaction solution and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) were mixed, and the obtained powder-containing water was stirred, and the powder after 10 minutes had passed. A method for producing a conductive polymer powder, wherein the amount of sulfate ions in the contained water is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.
π共役系導電性高分子を形成し得るモノマーと、ポリアニオンと、水とを含む反応液に、触媒及び酸化剤を加えることにより、前記モノマーを酸化重合し、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオンを含む導電性高分子粉体を形成する工程と、
前記導電性高分子粉体を含む前記反応液に、アミン化合物及びエポキシ化合物のうち少なくとも一方を添加して反応させることにより、修飾された前記導電性高分子粉体を析出させる工程と、
前記反応液から前記導電性高分子粉体を分取する工程と、を有し、
前記反応液における、前記モノマー:前記ポリアニオンの含有比が質量基準で(1:0.5)~(1:1)であり、
前記反応液から分取した前記導電性高分子粉体1gと99gのイオン交換水(20℃)とを混合し、得られた粉体含有水を攪拌し、10分経過した後の前記粉体含有水中の硫酸イオン量が、前記粉体含有水の総質量に対して、0.108質量%以下である、導電性高分子粉体の製造方法。
By adding a catalyst and an oxidizing agent to a reaction solution containing a monomer capable of forming a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and water, the monomer is oxidatively polymerized to form the π-conjugated conductive polymer and the π-conjugated conductive polymer. The step of forming the conductive polymer powder containing the polyanion, and
A step of precipitating the modified conductive polymer powder by adding at least one of an amine compound and an epoxy compound to the reaction solution containing the conductive polymer powder and causing the reaction.
It has a step of separating the conductive polymer powder from the reaction liquid.
The content ratio of the monomer: the polyanion in the reaction solution is (1: 0.5) to (1: 1) on a mass basis.
1 g of the conductive polymer powder separated from the reaction solution and 99 g of ion-exchanged water (20 ° C.) were mixed, and the obtained powder-containing water was stirred, and the powder after 10 minutes had passed. A method for producing a conductive polymer powder, wherein the amount of sulfate ions in the contained water is 0.108% by mass or less with respect to the total mass of the powder-containing water.
前記反応液に硫酸を添加したうえで、前記モノマーの酸化重合を行う、請求項7又は8に記載の導電性高分子粉体の製造方法。 The method for producing a conductive polymer powder according to claim 7 or 8, wherein sulfuric acid is added to the reaction solution and then oxidative polymerization of the monomer is carried out. 請求項5に記載の導電性高分子組成物を基材の少なくとも一部に塗工し、前記基材上に形成した塗膜を硬化させ、導電層を形成することにより、前記基材の少なくとも一部に前記導電層を備えた電極を得る、電極の製造方法。 At least a part of the base material is coated with the conductive polymer composition according to claim 5, and the coating film formed on the base material is cured to form a conductive layer. A method for manufacturing an electrode, which obtains an electrode partially provided with the conductive layer.
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