JP2022103133A - Conductive composition and conductive film - Google Patents

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大輔 中曽根
Daisuke Nakasone
淳子 川原
Junko KAWAHARA
天志 安藤
Takashi Ando
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Abstract

To provide a conductive composition having excellent dispersibility, and a conductive film having excellent conductivity and film strength.SOLUTION: A conductive composition contains a binder resin with an acid value of 10 mgKOH/g or more, and a boron-containing carbon material. The binder resin has an acid value of 10-100 mgKOH/g. The content of boron element in the boron-containing carbon material is 0.001-15 mol%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の実施形態は、導電性組成物及び導電膜に関する。 Embodiments of the present invention relate to conductive compositions and conductive films.

近年、エレクトロニクスの発達は目覚ましいものがあり、各種電子機器で使用される導電性材料についても製品の小型・軽量化、低コスト化、様々な使用環境下での高寿命化が求められている。例えば、電子機器の基盤配線や電子機器を接続する配線は、一般的に、銀や銅等の金属フィラーを使用した導電性組成物を用いて形成され、コストの点で大きな課題となっている。一方、金属を用いない導電性炭素材料を用いた導電性組成物について様々な検討がなされているが、導電性が不十分であり、帯電防止用途等の半導電性用途での使用に限られてきた。 In recent years, the development of electronics has been remarkable, and conductive materials used in various electronic devices are also required to be smaller and lighter, cost lower, and have a longer life in various usage environments. For example, the board wiring of an electronic device and the wiring connecting an electronic device are generally formed by using a conductive composition using a metal filler such as silver or copper, which is a big problem in terms of cost. .. On the other hand, various studies have been made on conductive compositions using a conductive carbon material that does not use metal, but the conductivity is insufficient and the use is limited to semi-conductive applications such as antistatic applications. I came.

炭素材料の導電性を向上させるための手段の一つとして、特許文献1には、ホウ素を含有する炭素材料が記載されている。しかし、樹脂成分等の分散媒に分散させて用いる場合に導電性が十分に発揮できないという問題がある。また、組成物塗工後の塗膜を架橋する系において、組成物の分散安定性(経時安定性)に問題がある。 As one of the means for improving the conductivity of a carbon material, Patent Document 1 describes a carbon material containing boron. However, there is a problem that the conductivity cannot be sufficiently exhibited when the resin component or the like is dispersed in a dispersion medium and used. Further, in the system for cross-linking the coating film after coating the composition, there is a problem in the dispersion stability (stability with time) of the composition.

また特許文献2には、低抵抗な炭素材料としてホウ素を含む組成物が記載されている。しかし、炭素材料の導電性については十分ではなく、また樹脂の組み合わせについての工夫については記載がない。 Further, Patent Document 2 describes a composition containing boron as a low resistance carbon material. However, the conductivity of the carbon material is not sufficient, and there is no description about the device for the combination of resins.

また特許文献3には、導電性炭素材料と特定の酸価を有する合成樹脂を含むことを特徴とする導電性組成物について記載されている。しかし、分散性、導電性及び膜強度は十分なものではない。 Further, Patent Document 3 describes a conductive composition characterized by containing a conductive carbon material and a synthetic resin having a specific acid value. However, the dispersibility, conductivity and film strength are not sufficient.

特許5680261号公報Japanese Patent No. 5680261 特開平11-185751号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-185751 特開2001-40233号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-40233

本発明は、前期問題点を鑑み、優れた分散性及び塗工適性を有する導電性組成物、並びに優れた導電性及び膜強度を有する導電膜を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a conductive composition having excellent dispersibility and coating suitability, and a conductive film having excellent conductivity and film strength, in view of the problems in the previous term.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、下記〔1〕~〔6〕に関する。 The present invention has been made in view of the above problems, and relates to the following [1] to [6].

〔1〕酸価が10mgKOH/g以上のバインダー樹脂(A)と、ホウ素含有炭素材料(B)とを含有する導電性組成物。 [1] A conductive composition containing a binder resin (A) having an acid value of 10 mgKOH / g or more and a boron-containing carbon material (B).

〔2〕バインダー樹脂(A)の酸価が10~100mgKOH/gである〔1〕記載の導電性組成物。 [2] The conductive composition according to [1], wherein the binder resin (A) has an acid value of 10 to 100 mgKOH / g.

〔3〕ホウ素含有炭素材料(B)が、ホウ素元素の含有量が0.001~15mol%である〔1〕又は〔2〕記載の導電性組成物。 [3] The conductive composition according to [1] or [2], wherein the boron-containing carbon material (B) has a boron element content of 0.001 to 15 mol%.

〔4〕バインダー樹脂(A)がポリウレタン、ポリアミド及びポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする〔1〕~〔3〕記載の導電性組成物 [4] The conductive composition according to [1] to [3], wherein the binder resin (A) contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyamide and polyester.

〔5〕バインダー樹脂(A)の固形分と、ホウ素含有炭素材料(B)との質量比が、5:95~95:5であることを特徴とする〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の導電性組成物。 [5] Any one of [1] to [4], wherein the mass ratio of the solid content of the binder resin (A) to the boron-containing carbon material (B) is 5:95 to 95: 5. The conductive composition according to the section.

〔6〕ホウ素含有炭素材料(B)が、黒鉛、カーボンナノチューブ、グラフェンナノプレートレット及びグラフェンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、〔1〕~〔5〕いずれか1項に記載の導電性組成物。 [6] The conductivity according to any one of [1] to [5], wherein the boron-containing carbon material (B) contains at least one selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes, graphene nanoplatelets and graphene. Sex composition.

〔7〕〔1〕~〔6〕いずれか記載の導電性組成物の塗膜である導電膜。 [7] A conductive film which is a coating film of the conductive composition according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、ホウ素含有炭素材料と特定の酸価を有するバインダー樹脂とを組み合わせることにより、優れた分散性及び塗工適性を有する導電性組成物、並びに優れた導電性及び膜強度を有する導電膜を提供することができる。
すなわち、本発明によれば、ホウ素含有炭素材料と特定の酸価を有するバインダー樹脂を組み合わせることにより、導電フィラーと樹脂成分との界面状態を最適化することができ、導電フィラーによる優れた導電ネットワークの形成と、強度に優れた樹脂被膜の形成とを両立することができる。
According to the present invention, by combining a boron-containing carbon material and a binder resin having a specific acid value, a conductive composition having excellent dispersibility and coating suitability, and excellent conductivity and film strength are obtained. A conductive film can be provided.
That is, according to the present invention, by combining a boron-containing carbon material and a binder resin having a specific acid value, the interface state between the conductive filler and the resin component can be optimized, and an excellent conductive network using the conductive filler can be used. It is possible to achieve both the formation of the resin film and the formation of a resin film having excellent strength.

本発明の導電性組成物は、酸価が10mgKOH/g以上のバインダー樹脂(A)と、ホウ素含有炭素材料(B)とを含有することを特徴とする。以下、本発明の実施形態について説明する。 The conductive composition of the present invention is characterized by containing a binder resin (A) having an acid value of 10 mgKOH / g or more and a boron-containing carbon material (B). Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

<バインダー樹脂(A)>
バインダー樹脂(A)の酸価は、10mgKOH/g以上であり、好ましくは10mgKOH/g~100mgKOH/g、より好ましくは10mgKOH/g~60mgKOH/g、更に好ましくは10mgKOH/g~40mgKOH/gである。上記範囲であることで、後述するホウ素含有炭素材料(B)を良好に分散でき、導電ネットワークの形成を阻害せず、かつ優れた膜強度を有する導電膜を形成することができるため好ましい。これは、ホウ素含有炭素材料(B)へのバインダー樹脂(A)の吸着量が少ないために、ホウ素含有炭素材料(B)間の接触抵抗が減少し、導電ネットワークが効果的に構築され、導電性に優れた膜が形成されると考えられる。
また、過剰なバインダー樹脂(A)がホウ素含有炭素材料(B)に吸着しないため、塗膜強度に資するバインダー樹脂(A)の割合が増え、膜強度に優れる導電膜が形成されると考えられる。
<Binder resin (A)>
The acid value of the binder resin (A) is 10 mgKOH / g or more, preferably 10 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, more preferably 10 mgKOH / g to 60 mgKOH / g, and further preferably 10 mgKOH / g to 40 mgKOH / g. .. Within the above range, the boron-containing carbon material (B) described later can be satisfactorily dispersed, the formation of a conductive network is not hindered, and a conductive film having excellent film strength can be formed, which is preferable. This is because the amount of the binder resin (A) adsorbed on the boron-containing carbon material (B) is small, so that the contact resistance between the boron-containing carbon material (B) is reduced, the conductive network is effectively constructed, and the conductivity is increased. It is considered that a film having excellent properties is formed.
Further, since the excess binder resin (A) is not adsorbed on the boron-containing carbon material (B), it is considered that the proportion of the binder resin (A) that contributes to the coating strength increases and a conductive film having excellent film strength is formed. ..

バインダー樹脂(A)の酸価は、酸性官能基の導入量により調整が可能である。酸性官能基としてはスルホン酸基、カルボン酸基及びリン酸基からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましく、カルボン酸基がより好ましい。
本明細書において、酸価は、JIS K8574に準拠した測定方法により測定することができる。
The acid value of the binder resin (A) can be adjusted by the amount of the acidic functional group introduced. As the acidic functional group, at least one selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a carboxylic acid group and a phosphoric acid group is preferable, and a carboxylic acid group is more preferable.
In the present specification, the acid value can be measured by a measuring method according to JIS K8574.

バインダー樹脂(A)としては特に限定されず、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、EVA系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系樹脂等からなる群から選ばれる1種類以上を含むことができる。バインダー樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。 The binder resin (A) is not particularly limited, and is a polyurethane resin, a polyamide resin, an acrylonitrile resin, an acrylic resin, a butadiene resin, a polyvinyl resin, a polyvinyl butyral resin, a polyolefin resin, a polyester resin, and a polystyrene. It may contain one or more kinds selected from the group consisting of based resins, EVA resins, polyvinylidene fluoride resins, polytetrafluoroethylene resins, silicone resins, polyether resins, cellulose resins such as carboxymethyl cellulose and the like. can. The binder resin may be used alone or in combination of two or more.

体積抵抗率と基材への密着性及び耐久性の観点から、バインダー樹脂(A)は、ポリウレタン、ポリアミド及びポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、ポリウレタン系樹脂がより好ましい。また、バインダー樹脂(A)は、導電性組成物を基材上に印刷又は塗工した後、プレス又は熱プレス(以下、(熱)プレスと記載する)する際、適度に軟化又は流動するものが好ましい。このような樹脂を用いることにより、樹脂が導電膜の平面的なパターン形状をほぼ維持しつつ厚み方向に流動し、導電膜中の空隙が減少してホウ素含有炭素材料(B)同士の接触点が増加するため、体積抵抗率が低い導電膜を得ることができる。 From the viewpoint of volume resistivity, adhesion to the substrate, and durability, the binder resin (A) preferably contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyamide, and polyester, and a polyurethane-based resin is more preferable. Further, the binder resin (A) is one that moderately softens or flows when the conductive composition is printed or coated on a substrate and then pressed or hot-pressed (hereinafter referred to as (heat) press). Is preferable. By using such a resin, the resin flows in the thickness direction while maintaining the planar pattern shape of the conductive film, the voids in the conductive film are reduced, and the contact points between the boron-containing carbon materials (B) are reduced. Therefore, a conductive film having a low volume resistivity can be obtained.

[ポリウレタン系樹脂]
ポリウレンタン樹脂の合成方法は特に限定はされず、例えば、ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とを反応させる方法、ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とカルボキシ基を有するジオール化合物(c)とを反応させてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)を得る方法、前記ウレタンプレポリマー(d)にポリアミノ化合物(e)をさらに反応させる方法、あるいは前記3つの場合において、必要に応じて反応停止剤を反応させる方法、等が挙げられる。
[Polyurethane resin]
The method for synthesizing the polyurentane resin is not particularly limited, and for example, a method for reacting a polyol compound (a) with a diisocyanate (b), a polyol compound (a), a diisocyanate (b), and a diol compound (c) having a carboxy group. To obtain a urethane prepolymer (d) having an isocyanate group, a method of further reacting the urethane prepolymer (d) with a polyamino compound (e), or a reaction as required in the above three cases. Examples thereof include a method of reacting a terminator.

(ポリオール化合物(a))
ポリオール化合物(a)としては、一般的にポリウレタン樹脂を構成するポリオール成分として知られている、各種のポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、ポリブタジエングリコール類、又はこれらの混合物等を使用できる。
(Polyform compound (a))
As the polyol compound (a), various polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polybutadiene glycols, or a mixture thereof, which are generally known as polyol components constituting the polyurethane resin, are used. can.

上記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等の重合体又は共重合体が挙げられる。 Examples of the above-mentioned polyether polyols include polymers or copolymers of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran and the like.

上記ポリエステルポリオール類としては、例えば、
エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4-ブチレンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ダイマージオール等の飽和及び不飽和の低分子ジオール類、並びにn-ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル類のアルキルグリシジルエーテル類、バーサティック酸グリシジルエステル等のモノカルボン酸グリシジルエステル類と、
アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸類、又はこれらの無水物類と、
を脱水縮合して得られるポリエステルポリオール類や、環状エステル化合物を開環重合して得られるポリエステルポリオール類が挙げられる。
Examples of the polyester polyols include, for example.
Ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, hexane Saturated and unsaturated low molecular weight diols such as diols, octane diols, 1,4-butylene diols, diethylene glycols, triethylene glycols, dipropylene glycols and dimer diols, as well as n-butyl glycidyl ethers and 2-ethylhexyl glycidyl ethers. Monocarboxylic acid glycidyl esters such as alkyl glycidyl ethers and versatic acid glycidyl esters, and
Dicarboxylic acids such as adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, or anhydrous thereof. With things,
Examples thereof include polyester polyols obtained by dehydration condensation of the above, and polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester compound.

ポリカーボネートポリオール類としては、ジオール又はビスフェノールと炭酸エステルとの反応物、及び、ジオール又はビスフェノールにアルカリの存在下でホスゲンを反応させた反応物が使用できる。 As the polycarbonate polyols, a reaction product of diol or bisphenol and a carbonic acid ester, and a reaction product of diol or bisphenol reacted with phosgene in the presence of an alkali can be used.

上記炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
上記ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、3,3’-ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、オクタンジオール、ブチルエチルペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、3,9-ビス(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル、2,2,8,10-テトラオキソスピロ〔5.5〕ウンデカン等が挙げられる。
上記ビスフェノールとしては、ビスフェノールAやビスフェノールF、ビスフェノール類にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させたビスフェノール類等が挙げられる。
Examples of the carbonic acid ester include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.
Examples of the diol include ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, butylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, and 3,3'. -Dimethylol heptane, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9- Nonan diol, neopentyl glycol, octane diol, butyl ethyl pentane diol, 2-ethyl-1,3-hexane diol, cyclohexane diol, 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl, 2,2) 8,10-Tetraoxospiro [5.5] Undecane and the like can be mentioned.
Examples of the bisphenol include bisphenol A, bisphenol F, and bisphenols obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide to bisphenols.

上記ポリオール化合物(a)の数平均分子量(Mn)は、導電性組成物を製造する際のポリウレタン樹脂の溶解性、形成される導電膜の耐久性や基材に対する接着強度等を考慮して適宜決定されるが、通常は580~8,000の範囲が好ましく、さらに好ましくは1,000~5,000である。
上記ポリオール化合物(a)は、単独で用いても、2種類以上併用してもよい。更に、ポリウレタン樹脂の性能が失われない範囲内で、上記ポリオール化合物(a)の一部を低分子ジオール類、例えば前記ポリオール化合物の製造に用いられる各種低分子ジオールに替えることもできる。
The number average molecular weight (Mn) of the polyol compound (a) is appropriately determined in consideration of the solubility of the polyurethane resin in producing the conductive composition, the durability of the conductive film formed, the adhesive strength to the substrate, and the like. Although determined, it is usually preferably in the range of 580 to 8,000, more preferably 1,000 to 5,000.
The polyol compound (a) may be used alone or in combination of two or more. Further, as long as the performance of the polyurethane resin is not lost, a part of the polyol compound (a) can be replaced with low molecular weight diols, for example, various low molecular weight diols used for producing the polyol compound.

(ジイソシアネート化合物(b))
ジイソシアネート化合物(b)としては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族イソシアネート、又はこれらの混合物を使用できる。
上記芳香族ジイソシアネートとしては、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4′-ベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂肪族ジイソシアネートとしては、ブタン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環族ジイソシアネートとしては、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル、ビス(4-イソシアネートシクロヘキシル)メタン、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物(b)として特に好ましくは、イソホロンジイソシアネートである。
(Diisocyanate compound (b))
As the diisocyanate compound (b), for example, aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, alicyclic isocyanate, or a mixture thereof can be used.
Examples of the aromatic diisocyanate include 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-benzyl isocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, and tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate. Examples thereof include 1,3-phenylenediocyanate, 1,4-phenylenediocyanate, tolylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate.
Examples of the aliphatic diisocyanate include butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate.
Examples of the alicyclic diisocyanate include cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanatomethyl, bis (4-isocyanatecyclohexyl) methane, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, and methylcyclohexanediisocyanate. Can be mentioned.
Isophorone diisocyanate is particularly preferable as the diisocyanate compound (b).

(カルボキシ基を有するジオール化合物(c))
カルボキシル基を有するジオール化合物(c)としては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールペンタン酸等のジメチロールアルカン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシ安息香酸が挙げられる。特に反応性、溶解性の点からジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。
ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とカルボキシ基を有するジオール化合物(c)とを反応させ、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)を得る際の条件は、イソシアネート基を過剰にする以外は特に限定されないが、イソシアネート基/水酸基の当量比が1.05/1~3/1の範囲内であることが好ましい。更に好ましくは1.2/1~2/1である。また、反応は通常常温~150℃の間で行なわれ、更に製造時間、副反応の制御の面から好ましくは60~120℃の間で行なわれる。
(Glycol compound (c) having a carboxy group)
Examples of the diol compound (c) having a carboxyl group include dimethylol alkanoic acid such as dimethylol acetic acid, dimethylol propionic acid, dimethylol butanoic acid and dimethylol pentanoic acid, dihydroxysuccinic acid and dihydroxybenzoic acid. In particular, dimethylol propionic acid and dimethylol butanoic acid are preferable from the viewpoint of reactivity and solubility.
The conditions for reacting the polyol compound (a) with the diisocyanate (b) and the diol compound (c) having a carboxy group to obtain the urethane prepolymer (d) having an isocyanate group are other than the excess of the isocyanate group. Although not particularly limited, the isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio is preferably in the range of 1.05 / 1 to 3/1. More preferably, it is 1.2 / 1 to 2/1. The reaction is usually carried out between room temperature and 150 ° C., and is preferably carried out between 60 and 120 ° C. in terms of production time and control of side reactions.

(ポリアミノ化合物(e))
ポリアミノ化合物(e)は、鎖延長剤として働くものであり、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4′-ジアミン、ノルボルナンジアミンの他、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール、2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するアミン類を使用することができる。中でも、イソホロンジアミンが好適に使用される。
(Polyamino compound (e))
The polyamino compound (e) acts as a chain extender, and includes ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4'-diamine, norbornandiamine, and 2 -Amines having hydroxyl groups such as (2-aminoethylamino) ethanol, 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, and di-2-hydroxypropylethylenediamine can be used. can. Among them, isophorone diamine is preferably used.

イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)とポリアミノ化合物(e)を反応させてポリウレタン樹脂を合成する際、得られるポリウレタン樹脂の分子量を調整する為に反応停止剤を併用することができる。反応停止剤としては、ジ-n-ブチルアミン等のジアルキルアミン類;ジエタノールアミン等のジアルカノールアミン類;エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類が使用できる。 When synthesizing a polyurethane resin by reacting a urethane prepolymer (d) having an isocyanate group with a polyamino compound (e), a reaction terminator can be used in combination in order to adjust the molecular weight of the obtained polyurethane resin. As the reaction terminator, dialkylamines such as di-n-butylamine; dialkanolamines such as diethanolamine; alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol can be used.

イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)と、ポリアミノ化合物(e)、及び必要に応じて反応停止剤を反応させる際の条件は特に限定されないが、ウレタンプレポリマーの両末端に有する遊離のイソシアネート基を1当量とした場合、ポリアミノ化合物(e)及び反応停止剤中のアミノ基の合計当量が0.5~1.3の範囲内であることが好ましい。更に好ましくは0.8~0.995の範囲内である。
ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、塗工性や取扱い性の観点から、5,000~200,000の範囲が好ましい。
The conditions for reacting the urethane prepolymer (d) having an isocyanate group with the polyamino compound (e) and, if necessary, a reaction terminator are not particularly limited, but the free isocyanate groups at both ends of the urethane prepolymer are not particularly limited. When 1 equivalent is used, the total equivalent of the polyamino compound (e) and the amino group in the reaction terminator is preferably in the range of 0.5 to 1.3. More preferably, it is in the range of 0.8 to 0.995.
The weight average molecular weight of the polyurethane resin is preferably in the range of 5,000 to 200,000 from the viewpoint of coatability and handleability.

ポリウレタン樹脂の合成時には、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、アルコール系溶剤、カーボネート系溶剤、水等から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンベンゼン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサンノン等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、及びこれらモノエーテル類の酢酸エステル;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、及びこれらモノエーテル類の酢酸エステル等が挙げられる。
脂肪族系溶剤としては、n-ヘプタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族系溶剤としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、シクロヘキサノール等が挙げられる。
カーボネート系溶剤としては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ-n-ブチルカーボネート等が挙げられる。
When synthesizing a polyurethane resin, one or two selected from ester-based solvents, ketone-based solvents, glycol ether-based solvents, aliphatic solvents, aromatic solvents, alcohol-based solvents, carbonate-based solvents, water, etc. The above can be used in combination.
Examples of the ester solvent include ethyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate and the like.
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone benzene, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, isophorone, cyclohexanenone and the like.
Glycol ether-based solvents include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and acetates of these monoethers; diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene. Examples thereof include glycol monomethyl ethers, propylene glycol monoethyl ethers, and acetates of these monoethers.
Examples of the aliphatic solvent include n-heptane, n-hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and the like.
Examples of the aromatic solvent include toluene, xylene and the like.
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, cyclohexanol and the like.
Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, di-n-butyl carbonate and the like.

[ポリアミド系樹脂]
ポリアミド樹脂は、二塩基酸とジアミンの重縮合、アミノカルボン酸の重縮合、或いはラクタムの開環重合等の各種反応で得られるアミド結合を有する高分子の総称であり、各種の変性ポリアミドをはじめ、一部水素添加された反応物で製造されたものであり、他のモノマーが一部共重合された重合体、或いは各種添加剤等の他の物質が混合されたものを用いることができる。
ポリアミド系樹脂は、特に限定されないが、ダイマー酸を主成分とする二塩基酸とポリアミン類とを縮合重合させて得られるダイマー酸変性ポリアミド樹脂が好ましい。
[Polyamide resin]
Polypolymer resin is a general term for polymers having an amide bond obtained by various reactions such as polycondensation of dibasic acid and diamine, polycondensation of aminocarboxylic acid, or ring-opening polymerization of lactam, and includes various modified polyamides. , A polymer produced by a partially hydrogenated reaction product, and a polymer partially polycondensed with other monomers, or a mixture of other substances such as various additives can be used.
The polyamide-based resin is not particularly limited, but a dimer acid-modified polyamide resin obtained by condensation polymerization of a dibasic acid containing dimer acid as a main component and polyamines is preferable.

(ダイマー酸変性ポリアミド樹脂の原料:二塩基酸)
上記ダイマー酸としては、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸等に含まれる天然の一塩基性不飽和脂肪酸を重合したダイマー酸が工業的に広く用いられるが、原理的には、飽和脂肪族、不飽和脂肪族、脂環式、或いは芳香族等の各種ジカルボン酸等であってもよい。
当該ダイマー酸の市販品としては、ハリダイマー200、300(ハリマ化成社製)、バーサダイム228、216、エンポール1018、1019、1061、1062(コグニス社製)等が挙げられる。さらに、水素添加されたダイマー酸も使用でき、水添ダイマー酸の市販品としては、プリポール1009(クローダジャパン株式会社製)、エンポール1008(コグニス社製)等が挙げられる。
(Raw material for dimer acid-modified polyamide resin: dibasic acid)
As the dimer acid, dimer acid obtained by polymerizing a natural monobasic unsaturated fatty acid contained in tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, etc. is widely used industrially, but in principle, it is saturated fatty acid or unsaturated. Various dicarboxylic acids such as aliphatic, alicyclic, and aromatic dicarboxylic acids may be used.
Examples of commercially available products of the dimer acid include Hari Dimer 200, 300 (manufactured by Harima Chemicals, Inc.), Versa Dime 228, 216, Empole 1018, 1019, 1061, 1062 (manufactured by Cognis Co., Ltd.) and the like. Further, hydrogenated dimer acid can also be used, and examples of commercially available hydrogenated dimer acid include Prepole 1009 (manufactured by Croda Japan Co., Ltd.) and Empole 1008 (manufactured by Cognis Co., Ltd.).

上記ダイマー酸以外に、適当な柔軟性を有するポリアミド樹脂にするため、二塩基酸として各種のジカルボン酸を用いることができる。ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、(無水)コハク酸、(無水)マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ビメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、1,3-又は1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸等が用いられる。
さらに、二塩基酸としてフェノール性水酸基を有するものも使用できる。フェノール性水酸基を有する二塩基酸を使用することによって、ポリアミド樹脂の側鎖にフェノール性水酸基を導入することができ、硬化剤との反応に利用することができる。
フェノール性水酸基を有する二塩基酸としては、例えば、2-ヒドロキシイソフタル酸、4-ヒドロキシイソフタル酸、5-ヒドロキシイソフタル酸等のヒドロキシイソフタル酸;2,5-ジヒドロキシイソフタル酸、2,4-ジヒドロキシイソフタル酸、4,6-ジヒドロキシイソフタル酸等のジヒドロキシイソフタル酸;2-ヒドロキシテレフタル酸、2,3-ジヒドロキシテレフタル酸、2,6-ジヒドロキシテレフタル酸等のジヒドロキシテレフタル酸;4-ヒドロキシフタル酸、3-ヒドロキシフタル酸等のヒドロキシフタル酸;3,4-ジヒドロキシフタル酸、3,5-ジヒドロキシフタル酸、4,5-ジヒドロキシフタル酸、3,6-ジヒドロキシフタル酸等のジヒドロキシフタル酸が挙げられる。
また、これらの酸無水物や、例えば多塩基酸メチルエステルのようなエステル誘導体等を用いてもよい。
中でも、共重合性、入手の容易さ等の点から、5-ヒドロキシイソフタル酸が好ましい。
In addition to the dimer acid, various dicarboxylic acids can be used as the dibasic acid in order to obtain a polyamide resin having appropriate flexibility. Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, (anhydrous) succinic acid, (anhydrous) maleic acid, glutaric acid, adipic acid, bimeric acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic acid. Acids, naphthalenedicarboxylic acids, 1,3- or 1,4-cyclohexanedicarboxylic acids, 1,18-octadecanedicarboxylic acids, 1,16-hexadecanedicarboxylic acids and the like are used.
Further, a dibasic acid having a phenolic hydroxyl group can also be used. By using a dibasic acid having a phenolic hydroxyl group, the phenolic hydroxyl group can be introduced into the side chain of the polyamide resin and can be used for the reaction with the curing agent.
Examples of the dibasic acid having a phenolic hydroxyl group include hydroxyisophthalic acids such as 2-hydroxyisophthalic acid, 4-hydroxyisophthalic acid and 5-hydroxyisophthalic acid; 2,5-dihydroxyisophthalic acid and 2,4-dihydroxyisophthalic acid. Dihydroxyisophthalic acid such as acid, 4,6-dihydroxyisophthalic acid; dihydroxyterephthalic acid such as 2-hydroxyterephthalic acid, 2,3-dihydroxyterephthalic acid, 2,6-dihydroxyterephthalic acid; 4-hydroxyphthalic acid, 3- Hydroxyphthalic acid such as hydroxyphthalic acid; Dihydroxyphthalic acid such as 3,4-dihydroxyphthalic acid, 3,5-dihydroxyphthalic acid, 4,5-dihydroxyphthalic acid and 3,6-dihydroxyphthalic acid can be mentioned.
Further, these acid anhydrides, ester derivatives such as polybasic acid methyl ester, and the like may be used.
Of these, 5-hydroxyisophthalic acid is preferable from the viewpoint of copolymerizability, easy availability, and the like.

さらに、加熱時に適当な流動性を有するポリアミド樹脂にするため、必要に応じて各種のモノカルボン酸を用いる。モノカルボン酸としては、例えば、プロピオン酸、酢酸、カプリル酸(オクタン酸)、ステアリン酸、オレイン酸が挙げられる。 Further, various monocarboxylic acids are used as needed in order to obtain a polyamide resin having appropriate fluidity when heated. Examples of the monocarboxylic acid include propionic acid, acetic acid, caprylic acid (octanoic acid), stearic acid, and oleic acid.

(ダイマー酸変性ポリアミド樹脂の原料:ポリアミン類)
上記ポリアミン類としては、例えば、脂肪族、脂環式、芳香族等の各種ジアミン、トリアミン、ポリアミンを用いることができる。
上記ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、p-又はm-キシレンジアミン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、2,2-ビス-(4-シクロヘキシルアミン)、ポリグリコールジアミン、イソホロンジアミン、1,2-、1,3-又は1,4-シクロヘキサンジアミン、1,4-ビス-(2’-アミノエチル)ベンゼン、N-エチルアミノピペラジン、ピペラジン等が挙げられる。
また、トリアミンとしては、ジエチレントリアミン等が挙げられ、ポリアミンとしては、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。さらに、二量体化された脂肪族のニトリル基を変換して水素還元して得られたダイマージアミンも使用することができる。
(Raw material for dimer acid-modified polyamide resin: polyamines)
As the polyamines, for example, various diamines such as aliphatic, alicyclic and aromatic diamines, triamines and polyamines can be used.
Specific examples of the above diamines include ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, triethylenediamine, tetraethylenediamine, hexamethylenediamine, p- or m-xylene diamine, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), and 2,2-bis. -(4-Cyclohexylamine), polyglycoldiamine, isophoronediamine, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanediamine, 1,4-bis- (2'-aminoethyl) benzene, N-ethyl Aminopiperazine, piperazine and the like can be mentioned.
Examples of the triamine include diethylenetriamine and the like, and examples of the polyamine include triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and the like. Further, a dimer diamine obtained by converting a dimerized aliphatic nitrile group and reducing it with hydrogen can also be used.

また、ポリアミン化合物としては、炭素数20~48の環状又は非環状の炭化水素基を有する多塩基酸化合物のカルボシキ基をアミノ基に転化した化合物を用いてもよく、市販品としては例えば、クローダジャパン株式会社製の「プリアミン1071」「プリアミン1073」「プリアミン1074」「プリアミン1075」や、コグニスジャパン株式会社製の「バーサミン551」が挙げられる。 Further, as the polyamine compound, a compound obtained by converting a carboniciki group of a polybasic acid compound having a cyclic or acyclic hydrocarbon group having 20 to 48 carbon atoms into an amino group may be used, and as a commercially available product, for example, Clauder. Examples thereof include "Priamine 1071", "Priamine 1073", "Priamine 1074" and "Priamine 1075" manufactured by Japan Co., Ltd. and "Versamine 551" manufactured by Cognis Japan Co., Ltd.

ジアミンにはアルカノールアミンを併用してもよい。アルカノールアミンとしては、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ブタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール等が挙げられる。 Alkanolamine may be used in combination with the diamine. Examples of the alkanolamine include ethanolamine, propanolamine, diethanolamine, butanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2- (2-aminoethoxy) ethanol and the like.

また、ジアミンとして、酸素原子を骨格に有するポリエーテルジアミンを用いることができる。このポリエーテルジアミンは、以下の一般式で表すことができる。
一般式:HN-R-(RO)-R-NH
(式中、nは2~100であり、R、Rは炭素原子数が1~14個であるアルキル基又は脂環式炭化水素基であり、Rは炭素原子数が1~10個であるアルキル基又は脂環式炭化水素基である。アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。)
このようなエーテルジアミンとしてはポリオキシプロピレンジアミン等が挙げられ、市販品としてはジェファーミン類(サンテクノケミカル社製)がある。また、ビス-(3-アミノプロピル)-ポリテトラヒドロフランを用いることができる。
Further, as the diamine, a polyether diamine having an oxygen atom in the skeleton can be used. This polyether diamine can be expressed by the following general formula.
General formula: H 2 N-R 1- (RO) n -R 2 -NH 2
(In the formula, n is 2 to 100, R 1 and R 2 are alkyl groups or alicyclic hydrocarbon groups having 1 to 14 carbon atoms, and R has 1 to 10 carbon atoms. It is an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. The alkyl group may be linear or branched.)
Examples of such ether diamines include polyoxypropylene diamines, and commercially available products include Jeffamines (manufactured by San Techno Chemical Co., Ltd.). Further, bis- (3-aminopropyl) -polytetrahydrofuran can be used.

上記ポリアミン類とダイマー酸或いは各種ジカルボン酸とは、常法により加熱縮合され脱水を伴ったアミド化工程により、ダイマー酸変性ポリアミド樹脂をはじめとする各種ポリアミド樹脂が製造される。一般に、反応温度は100~300℃程度、反応時間は1~8時間程度である。 The polyamines and dimer acid or various dicarboxylic acids are heat-condensed by a conventional method and subjected to an amidation step accompanied by dehydration to produce various polyamide resins including dimer acid-modified polyamide resin. Generally, the reaction temperature is about 100 to 300 ° C., and the reaction time is about 1 to 8 hours.

[ポリエステル系樹脂]
ポリエステル樹脂は、単量体として多価カルボン酸と多価アルコールより構成される重合体である。ポリエステル樹脂は、公知のものが採用でき、具体的には、樹脂の凝集力の確保の点から、重量平均分子量が1,000~100,000であることが好ましい。また、密着の観点から、ガラス転移温度が-10℃~200℃であることが好ましい。
多価カルボン酸成分としては、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、3価以上のカルボン酸が挙げられ、これらの中から1種又は2種以上を選択し使用できる。
多価アルコール成分としては、例えば、脂肪族グリコール、エーテルグリコール類、3価以上のポリアルコールが挙げられ、これらの中から1種、又はそれ以上を選び使用できる。
ポリエステル樹脂の市販品としては、バイロン(東洋紡株式会社製、「バイロン」は登録商標)、ポリエスター(日本合成化学工業株式会社製、「ポリエスター」は登録商標)、テスラック(日立化成ポリマー株式会社製、「テスラック」は登録商標)等が挙げられる。
[Polyester resin]
The polyester resin is a polymer composed of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol as a monomer. As the polyester resin, known ones can be adopted, and specifically, from the viewpoint of ensuring the cohesive force of the resin, the weight average molecular weight is preferably 1,000 to 100,000. Further, from the viewpoint of adhesion, the glass transition temperature is preferably −10 ° C. to 200 ° C.
Examples of the polyvalent carboxylic acid component include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, and trivalent or higher carboxylic acids, and one or more of these can be selected and used. ..
Examples of the polyhydric alcohol component include aliphatic glycols, ether glycols, and trihydric or higher polyalcohols, and one or more of these can be selected and used.
Commercially available polyester resins include Byron (manufactured by Toyobo Co., Ltd., "Byron" is a registered trademark), Polyester (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., "Polyester" is a registered trademark), and Tesslac (Hitachi Kasei Polymer Co., Ltd.). , "Teslac" is a registered trademark) and the like.

バインダー樹脂(A)としては、加熱時の流動性、体積抵抗率と基材への密着性及び耐久性の観点から、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、又はポリブタジエンから選ばれる少なくとも1種の構造を側鎖に有するビニル系重合体を含むことが好ましい。側鎖の導入方法は特に限定されず、各種の合成方法により得ることができる。 The binder resin (A) is a polyether, polyester, polycarbonate, or a polyether, polyester, polycarbonate, or a material having a functional group capable of reacting with an isocyanate group from the viewpoints of fluidity at the time of heating, volume resistance, adhesion to a substrate, and durability. It is preferable to contain a vinyl-based polymer having at least one structure selected from polybutadiene in the side chain. The method for introducing the side chain is not particularly limited, and it can be obtained by various synthetic methods.

イソシアネート基と反応可能な官能基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、N-メチロール基、N-アルコキシメチル基等が挙げられるが、反応性の点で水酸基が好適に用いられる。
イソシアネート基と反応可能な官能基は、ビニル系重合体の側鎖又は主鎖に導入することができ、導入方法は特に限定されず、各種の合成方法により導入することができる。高い強靱性、耐久性を必要とする用途に用いる場合には、ビニル系重合体の主鎖に直接、イソシアネートと反応可能な官能基を導入することが望ましく、これにより樹脂の架橋密度を向上できる。
Examples of the functional group capable of reacting with the isocyanate group include a hydroxyl group, an amino group, a carboxy group, an epoxy group, an N-methylol group, an N-alkoxymethyl group and the like, and a hydroxyl group is preferably used in terms of reactivity.
The functional group capable of reacting with the isocyanate group can be introduced into the side chain or the main chain of the vinyl-based polymer, and the introduction method is not particularly limited, and can be introduced by various synthetic methods. When used in applications that require high toughness and durability, it is desirable to introduce a functional group capable of reacting with isocyanate directly into the backbone of the vinyl polymer, which can improve the crosslink density of the resin. ..

ビニル系重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは5,000~500,000、更に好ましくは10,000~100,000である。重量平均分子量が500,000以下の場合には、溶剤への溶解性が向上し、5,000以上の場合には、(熱)プレス後に十分な塗膜強度が得られる。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight of the vinyl polymer is preferably 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 100,000. When the weight average molecular weight is 500,000 or less, the solubility in a solvent is improved, and when it is 5,000 or more, sufficient coating film strength is obtained after (heat) pressing.

<架橋剤>
バインダー樹脂(A)は、基材に塗工された後に、硬化(架橋)反応をするものであってもよく、硬化性樹脂を用いてもよい。硬化性樹脂としては、例えば、水酸基、メチロール基、グリシジル基、脂環式エポキシ基、マレイミド基、及び、シアネート基等の官能基を有する樹脂が挙げられる。
硬化性樹脂に用いられる架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物が挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては特に限定されず、脂環族、脂肪族又は芳香族のポリイソシアネート化合物が挙げられる。屋外で使用する場合には、塗膜が経時で劣化することを防ぐために、脂環族又は脂肪族の化合物のみを用いることが好ましい。
<Crosslinking agent>
The binder resin (A) may be one that undergoes a curing (crosslinking) reaction after being coated on the substrate, or a curable resin may be used. Examples of the curable resin include resins having a functional group such as a hydroxyl group, a methylol group, a glycidyl group, an alicyclic epoxy group, a maleimide group, and a cyanate group.
The cross-linking agent used for the curable resin is not particularly limited, and examples thereof include polyisocyanate compounds having two or more isocyanate groups. The polyisocyanate compound is not particularly limited, and examples thereof include alicyclic, aliphatic or aromatic polyisocyanate compounds. When used outdoors, it is preferable to use only alicyclic or aliphatic compounds in order to prevent the coating film from deteriorating over time.

脂環族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、水添4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートが挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、o-キシレンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネート、p-キシレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートが挙げられる。
Examples of the alicyclic polyisocyanate compound include isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, and hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.
Examples of the aliphatic polyisocyanate compound include trimethylhexamethylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate.
Examples of the aromatic polyisocyanate compound include diphenylmethane diisocyanate, toluylene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, o-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, and polymethylene polyphenyl. Examples include isocyanates.

上記ポリイソシアネート化合物は、上述する脂環族、脂肪族又は芳香族のポリイソシアネート化合物と、グリコール類又はジアミン類と、の両末端イソシアネートアダクト体、ビウレット変性体、イソシアヌレート変性体を用いてもよい。
特に、ポリイソシアネート化合物がイソシアヌレート変性体、特にイソシアヌレート環含有トリイソシアネートを含む場合には、熱プレス後に十分な塗膜強度が得ることができるため、好ましい。イソシアヌレート環含有トリイソシアネートとしては、、イソシアヌレート変性イソホロンジイソシアネート(例えば、住友バイエルウレタン株式会社製のデスモジュールZ4470)、イソシアヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネート(例えば、住友バイエルウレタン株式会社製のスミジュールN3300)、イソシアヌレート変性トルイレンジイソシアネート(例えば、住友バイエルウレタン株式会社製のスミジュールFL-2、FL-3、FL-4、HLBA)等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の総数は、要求性能に応じて適宜調整でき、バインダー樹脂(A)の官能基の総数に対して、好ましくは0.1倍~5.0倍、更に好ましくは0.5倍~3.0倍、特に好ましくは0.8~2.0倍となるような比率で、1種、又は2種以上を混合して用いることができる。
As the polyisocyanate compound, a bi-terminal isocyanate adduct, a biuret modified product, or an isocyanurate modified product of the above-mentioned alicyclic, aliphatic or aromatic polyisocyanate compound and glycols or diamines may be used. ..
In particular, when the polyisocyanate compound contains an isocyanurate modified product, particularly an isocyanurate ring-containing triisocyanate, sufficient coating film strength can be obtained after hot pressing, which is preferable. Examples of the isocyanurate ring-containing triisocyanate include isocyanurate-modified isophorone diisocyanate (for example, Death Module Z4470 manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) and isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate (for example, Sumijur N3300 manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.). , Isocyanurate-modified toluylene diisocyanate (for example, Sumijour FL-2, FL-3, FL-4, HLBA manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) and the like.
The total number of isocyanate groups of the polyisocyanate compound can be appropriately adjusted according to the required performance, and is preferably 0.1 to 5.0 times, more preferably 0., with respect to the total number of functional groups of the binder resin (A). One kind or a mixture of two or more kinds can be used at a ratio of 5 times to 3.0 times, particularly preferably 0.8 to 2.0 times.

<ホウ素含有炭素材料(B)>
ホウ素含有炭素材料(B)は、ホウ素元素が炭素骨格内の炭素元素の少なくとも一部を置換するようにドープされているホウ素含有炭素材料であることが好ましい。このような炭素材料は、炭素原子が六角網状に共有結合した網平面を形成した炭素六角網面を基本骨格としており、それらの構成単位間に物理的・化学的な相互作用(結合)を有し、少なくともホウ素元素が炭素元素の一部を置換するようにドープされている。ホウ素含有炭素材料(B)は、場合によって窒素元素や鱗元素等のヘテロ元素や、卑金属元素等が含まれていてもよい。
また、ホウ素含有炭素材料(B)中のホウ素の形態は特に限定されず、例えば、炭素骨格内の炭素元素の位置にホウ素元素が置換されている置換型ホウ素元素(BC型)、炭化ホウ素型及びホウ素クラスター型ホウ素元素(BC型、Bc型)、完全又は部分的に酸化された状態の酸化ホウ素型ホウ素元素(BCO型、BCO型、B型)等のいずれであってもよい。
このようなホウ素含有炭素材料(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Boron-containing carbon material (B)>
The boron-containing carbon material (B) is preferably a boron-containing carbon material doped so that the boron element replaces at least a part of the carbon element in the carbon skeleton. Such a carbon material has a carbon hexagonal network surface formed by covalently bonding carbon atoms in a hexagonal network as a basic skeleton, and has physical and chemical interactions (bonds) between these constituent units. However, at least the boron element is doped so as to replace a part of the carbon element. The boron-containing carbon material (B) may contain a hetero element such as a nitrogen element or a scale element, a base metal element, or the like, depending on the case.
Further, the form of boron in the boron-containing carbon material (B) is not particularly limited, and for example, a substituted boron element (BC 3 type) in which the boron element is substituted at the position of the carbon element in the carbon skeleton, boron carbide. Type and Boron Cluster type Boron element ( B4 C type, Bc type), Boron oxide type boron element in a completely or partially oxidized state (BC 2 O type, BCO 2 type, B 2 O 3 type), etc. It may be either.
As such a boron-containing carbon material (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

ホウ素含有炭素材料(B)は、後述するように、ホウ素ドープすることによってキャリア密度及び/又は移動度が向上するため、粉体の体積抵抗率はホウ素ドープされていない炭素材料に比較して小さくなる。また、ホウ素ドープされていない炭素材料から表面状態が変化し、例えば、樹脂及び溶剤に対する濡れ性が高くなる傾向にある。そのため、酸価が10mgKOH/g以上であるバインダー樹脂(A)により、良好に分散することができ、さらに、優れた導電ネットワークの形成と、強度に優れた樹脂被膜の形成とを両立することができる。 As will be described later, the boron-containing carbon material (B) improves the carrier density and / or mobility by boron-doping, so that the volume resistance of the powder is smaller than that of the non-boron-doped carbon material. Become. In addition, the surface state changes from the carbon material that is not boron-doped, and the wettability to, for example, a resin and a solvent tends to increase. Therefore, the binder resin (A) having an acid value of 10 mgKOH / g or more can disperse well, and further, it is possible to achieve both the formation of an excellent conductive network and the formation of a resin film having excellent strength. can.

ホウ素含有炭素材料(B)中のホウ素元素の含有量(炭素材料全体におけるホウ素の含有量)は、特に制限されないが、0.001~15mol%が好ましく、0.01~2.5mol%がさらに好ましく、0.1~1mol%が特に好ましい。0.005~15mol%の範囲にあると、ホウ素ドープの効果が充分に得られ、且つホウ素により電子の移動を阻害することがないため、良好な導電性を発現できる。また、ホウ素を含有することにより、有機溶媒や分散剤、樹脂等との親和性が高まり、分散液の分散性が向上する。
一方、炭素材料の強度や分散性の観点から、ホウ素含有量は2.5mol%以下であることが好ましく、1mol%以下であることがより好ましい。
The content of the boron element in the boron-containing carbon material (B) (the content of boron in the entire carbon material) is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 15 mol%, and more preferably 0.01 to 2.5 mol%. It is preferable, and 0.1 to 1 mol% is particularly preferable. When it is in the range of 0.005 to 15 mol%, the effect of boron doping can be sufficiently obtained, and since the movement of electrons is not hindered by boron, good conductivity can be exhibited. Further, by containing boron, the affinity with organic solvents, dispersants, resins and the like is enhanced, and the dispersibility of the dispersion liquid is improved.
On the other hand, from the viewpoint of the strength and dispersibility of the carbon material, the boron content is preferably 2.5 mol% or less, and more preferably 1 mol% or less.

ホウ素含有炭素材料(B)中のホウ素の含有量は、ICP発光分光分析、ICP質量分析等の方法により求めることができる。一例として、JIS-R7223に準拠した測定方法が挙げられる。なお、ホウ素含有量のmol%の算出は、炭素材料中に含まれる各元素の質量から各元素の原子量を用いてmol数を算出し、各元素のmol比からmol%を算出することができる。また、ICP発光分光分析等では測定できない元素が含まれるホウ素含有炭素材料の場合は、元素分析等の測定も組み合わせて含有元素や炭素元素の質量を測定し、各元素の原子量からmol比やmol%を算出することができる。通常、1000℃以上の高温熱処理により得られるホウ素含有炭素材料では、金属等の揮発や分解しにくい元素以外はほとんど揮発や分解をしてしまうため、ICP発光分光分析等で検出された元素以外は炭素元素としてmol%を算出することができる。 The content of boron in the boron-containing carbon material (B) can be determined by a method such as ICP emission spectroscopic analysis or ICP mass spectrometry. As an example, a measurement method conforming to JIS-R7223 can be mentioned. To calculate the mol% of the boron content, the mol number can be calculated from the mass of each element contained in the carbon material using the atomic weight of each element, and the mol% can be calculated from the mol ratio of each element. .. In the case of a boron-containing carbon material containing elements that cannot be measured by ICP emission spectroscopic analysis, etc., the mass of the contained elements and carbon elements is measured in combination with measurements such as element analysis, and the mol ratio and mol are measured from the atomic weight of each element. % Can be calculated. Normally, a boron-containing carbon material obtained by high-temperature heat treatment at 1000 ° C. or higher will volatilize or decompose most of the elements other than those that are difficult to volatilize or decompose, such as metals. Mol% can be calculated as a carbon element.

ホウ素含有炭素材料(B)は、X線光電子分光法(XPS)によって測定した、ホウ素含有炭素材料の表面のホウ素元素の割合が0.01~10mol%が好ましく、0.01~1mol%がより好ましい。ホウ素元素の割合が0.01~10mol%にあることで導電性に優れた炭素材料を得ることができる。更に好ましくは、0.1~1mol%である。表面のホウ素元素の割合が0.1~1mol%にあることで、より導電性に優れた炭素材料を得ることができる。 The boron-containing carbon material (B) preferably has a boron element content of 0.01 to 10 mol%, more preferably 0.01 to 1 mol%, as measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). preferable. When the ratio of the boron element is 0.01 to 10 mol%, a carbon material having excellent conductivity can be obtained. More preferably, it is 0.1 to 1 mol%. When the ratio of the boron element on the surface is 0.1 to 1 mol%, a carbon material having more excellent conductivity can be obtained.

また、ホウ素含有炭素材料(B)は、X線光電子分光法(XPS)によって測定した、ホウ素含有炭素材料の表面の置換型ホウ素元素(BC型)の割合が0.01~6mol%が好ましく、0.01~1mol%がさらに好ましい。置換型ホウ素元素(BC型)はキャリア密度を向上させる効果があるため、導電性に優れた炭素材料を得ることができる。炭素材料の表面の置換型ホウ素元素の割合は、XPSによって測定した炭素材料表面の全元素のスペクトル面積に対する全ホウ素元素のスペクトル面積の割合Bとし、XPSのB1sスペクトルより求めた、炭素材料表面の全ホウ素元素のスペクトル面積に対する置換型ホウ素元素のピーク面積の割合をBとしたとき、B×Bで表される。 Further, in the boron-containing carbon material (B), the ratio of the substituted boron element (BC type 3 ) on the surface of the boron-containing carbon material measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is preferably 0.01 to 6 mol%. , 0.01 to 1 mol% is more preferable. Since the substituted boron element (BC type 3 ) has an effect of improving the carrier density, a carbon material having excellent conductivity can be obtained. The ratio of the substituted boron element on the surface of the carbon material was defined as the ratio B of the spectral area of the total boron element to the spectral area of all the elements on the surface of the carbon material measured by XPS, and was obtained from the B1s spectrum of XPS on the surface of the carbon material. When the ratio of the peak area of the substituted boron element to the spectral area of the total boron element is BR, it is expressed as B × BR .

XPS測定で得られるホウ素のB1sスペクトルは、ホウ素元素のB1s電子の結合エネルギー範囲(185~197eV付近)に現れ、大別すると4つの成分からなることが知られている。各成分の結合エネルギーの値(ピークトップ)は、ホウ素クラスターが186~187eV、炭化ホウ素が187~188eV、六角網面を基本骨格とした炭素元素と置換するようにドープされているホウ素(BC)が188~189.3eV、各種酸化ホウ素であるBCOが189.5~190.5eV、BCOが191.5~192eV、Bが192.5~193eVに現れる。これらのピークが重なっている場合には、各成分をガウス関数としてピーク強度、ピーク位置、ピーク半値全幅をパラメーターとして最適化することにより、フィッティングを行ってピークを分離することにより割合を求めることができる。従って、B1sのピーク分離を行い、ホウ素ドープ炭素材料の表面のホウ素の状態を分析することができる。 It is known that the B1s spectrum of boron obtained by XPS measurement appears in the binding energy range of B1s electrons of the boron element (around 185 to 197 eV) and is roughly classified into four components. The value of the bond energy (peak top) of each component is 186 to 187 eV for boron clusters, 187 to 188 eV for boron carbide, and boron (BC 3 ) doped so as to replace carbon elements having a hexagonal network as the basic skeleton. ) Appears in 188 to 189.3 eV, BC 2 O which is various boron oxides appears in 189.5 to 190.5 eV, BCO 2 appears in 191.5 to 192 eV, and B 2 O 3 appears in 192.5 to 193 eV. When these peaks overlap, the ratio can be obtained by performing fitting and separating the peaks by optimizing each component as a Gaussian function with the peak intensity, peak position, and full width at half maximum as parameters. can. Therefore, it is possible to perform peak separation of B1s and analyze the state of boron on the surface of the boron-doped carbon material.

ホウ素含有炭素材料(B)の導電性は下記式1で表される。
σ=μ×n×e (式1)
μ:移動度、n:キャリア密度、e:電気素量(定数)
上記(式1)よれば、導電性を向上させるためには移動度及び/又はキャリア密度の向上が必要となる。炭素材料へホウ素をドープすることにより、キャリア密度及び/又は移動度が向上し、導電性の高い炭素材料が得られる。
The conductivity of the boron-containing carbon material (B) is represented by the following formula 1.
σ = μ × n × e (Equation 1)
μ: mobility, n: carrier density, e: elementary charge (constant)
According to the above (Equation 1), it is necessary to improve the mobility and / or the carrier density in order to improve the conductivity. By doping the carbon material with boron, the carrier density and / or mobility is improved, and a highly conductive carbon material can be obtained.

ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料としては、カーボンブラック(ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ミディアムサーマルカーボンブラック)、黒鉛、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、グラフェン、グラフェンナノプレートレット、ナノポーラスカーボン、炭素繊維等が挙げられる。これらは単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。
導電性の観点から、黒鉛、カーボンナノチューブ、グラフェンナノプレートレット、及びグラフェンから選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。また、上記にカーボンブラックを組み合わせて使用することがさらに好ましい。上記組み合わせて使用するカーボンブラックとしては、ケッチェンブラックが好適に用いられる。
Examples of the carbon material in the boron-containing carbon material (B) include carbon black (furness black, acetylene black, ketjen black, medium thermal carbon black), graphite, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, graphene, and graphene nanoplatelets. , Nanoporous carbon, carbon fiber and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of conductivity, it is preferable to contain at least one selected from graphite, carbon nanotubes, graphene nanoplatelets, and graphene. Further, it is more preferable to use carbon black in combination with the above. As the carbon black used in combination with the above, Ketjen black is preferably used.

ホウ素含有炭素材料(B)は、励起レーザー波長532nmのレーザーラマンスペクトルにおけるDバンド(1330~1370cm-1)とGバンド(1560~1620cm-1)のピーク強度の比(IG/ID)である[G/D]比が、0.5以上であることが好ましい。
ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料が黒鉛である場合、[G/D]比は1.0以上であることが好ましい。[G/D]比が1.0以上であると、炭素表面の欠陥や結晶界面が少なく、電子伝導に優れる。[G/D]比は、好ましくは1.25以上、より好ましくは1.7以上、さらに好ましくは2.0以上である。[G/D]比は、好ましくは7.0以下、より好ましくは5.0以下である。
The boron-containing carbon material (B) is the ratio (IG / ID) of the peak intensities of the D band (1330-1370 cm -1 ) and the G band (1560-1620 cm -1 ) in the laser Raman spectrum having an excitation laser wavelength of 532 nm [. The G / D] ratio is preferably 0.5 or more.
When the carbon material in the boron-containing carbon material (B) is graphite, the [G / D] ratio is preferably 1.0 or more. When the [G / D] ratio is 1.0 or more, there are few defects on the carbon surface and crystal interfaces, and the electron conduction is excellent. The [G / D] ratio is preferably 1.25 or more, more preferably 1.7 or more, still more preferably 2.0 or more. The [G / D] ratio is preferably 7.0 or less, more preferably 5.0 or less.

また、[G/D]比の好ましい範囲は、1.7~5.0、より好ましくは2.0~5.0である。上記範囲であると、導電性組成物を作製する際に、導電性が良好なだけでなく、溶媒やバインダー樹脂への濡れ性が高まり、硬さが増加する傾向にある。これにより、衝撃等の外力に対する耐久性が向上し、分散安定性や膜強度が改善する。 The preferred range of the [G / D] ratio is 1.7 to 5.0, more preferably 2.0 to 5.0. Within the above range, when the conductive composition is produced, not only the conductivity is good, but also the wettability to the solvent and the binder resin is increased, and the hardness tends to increase. This improves durability against external forces such as impact, and improves dispersion stability and film strength.

ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料が黒鉛以外である場合、[G/D]比の好ましい範囲は0.5~5.0であり、より好ましくは、0.6~2.0である。 When the carbon material in the boron-containing carbon material (B) is other than graphite, the preferable range of the [G / D] ratio is 0.5 to 5.0, and more preferably 0.6 to 2.0. ..

[ホウ素含有炭素材料の製造方法]
本発明のホウ素含有炭素材料(B)の製造方法は特に限定されないが、炭素系原料(炭素源)と、ホウ素を含む化合物(ホウ素源)とを混合する工程と、前期混合物を1000℃以上の高温で熱処理する工程を含む方法が好適に用いられる。
[Manufacturing method of boron-containing carbon material]
The method for producing the boron-containing carbon material (B) of the present invention is not particularly limited, but the step of mixing the carbon-based raw material (carbon source) and the boron-containing compound (boron source) and the early-stage mixture at 1000 ° C. or higher A method including a step of heat treatment at a high temperature is preferably used.

ホウ素含有炭素材料(B)の製造において、炭素系原料とホウ素を含む化合物の原料組成比は、特に限定されないが、炭素系原料100質量部に対してホウ素を含む化合物の割合は、好ましくは0.01~300質量部であり、さらに好ましくは0.1~100質量部である。 In the production of the boron-containing carbon material (B), the raw material composition ratio of the carbon-based raw material and the boron-containing compound is not particularly limited, but the ratio of the boron-containing compound to 100 parts by mass of the carbon-based raw material is preferably 0. It is 0.01 to 300 parts by mass, more preferably 0.1 to 100 parts by mass.

前記混合物は、炭素系原料と、ホウ素を含む化合物を少なくとも含んでいればよく、混合法としては乾式混合、湿式混合が挙げられる。混合装置としては、以下のような乾式混合装置や湿式混合装置を使用できる。 The mixture may contain at least a carbon-based raw material and a compound containing boron, and examples of the mixing method include dry mixing and wet mixing. As the mixing device, the following dry mixing device and wet mixing device can be used.

乾式混合装置としては、例えば、2本ロールや3本ロール等のロールミル、ヘンシェルミキサーやスーパーミキサー等の高速攪拌機、マイクロナイザーやジェットミル等の流体エネルギー粉砕機、アトライター、ホソカワミクロン社製粒子複合化装置「ナノキュア」、「ノビルタ」、「メカノフュージョン」、奈良機械製作所社製粉体表面改質装置「ハイブリダイゼーションシステム」、「メカノマイクロス」、「ミラーロ」が挙げられる。
又、乾式混合装置を使用する際、2種以上の原料を粉体のまま直接混合してもよいが、より均一な混合物を作成するために、前もって1種以上の原料を少量の溶媒に溶解、又、分散させておき、混合する方法を用いてもよい。更に処理効率を上げるために、加温してもよい。
Dry mixers include, for example, roll mills such as two-roll and three-roll, high-speed stirrers such as Henshell mixers and super mixers, fluid energy crushers such as micronizers and jet mills, attritors, and particle composites manufactured by Hosokawa Micron. Devices such as "Nanocure", "Novirta", "Mechanofusion", powder surface reformer "Hybridation System", "Mechanomicros", and "Miraro" manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. can be mentioned.
Further, when using a dry mixing device, two or more kinds of raw materials may be directly mixed as powders, but in order to prepare a more uniform mixture, one or more kinds of raw materials are previously dissolved in a small amount of solvent. Alternatively, a method of dispersing and mixing may be used. In order to further increase the processing efficiency, heating may be performed.

湿式混合装置としては、例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類、エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社製「フィルミックス」等のホモジナイザー類、レッドデビル社製ペイントコンディショナー、ボールミル、シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等のサンドミル類、アトライター、若しくはコボールミル等のメディア型分散機、ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等の湿式ジェットミル類、エム・テクニック社製「クレアSS-5」、若しくは奈良機械製作所社製「マイクロス」等のメディアレス分散機類、又は、その他ロールミル、ニーダーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。又、湿式混合装置としては、装置からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい場合がある。 As the wet mixing device, for example, mixers such as a disper, a homomixer, or a planetary mixer, homogenizers such as "Clairemix" manufactured by M-Technique, or "Fillmix" manufactured by PRIMIX, and paint manufactured by Red Devil. Conditioner, ball mill, sand mills such as "Dyno Mill" manufactured by Symmal Enterprises, media type disperser such as attritor or coball mill, "Genus PY" manufactured by Genus, "Star Burst" manufactured by Sugino Machine, manufactured by Nanomizer. Wet jet mills such as "Nanmizer", medialess dispersers such as "Claire SS-5" manufactured by M-Technique, or "Micros" manufactured by Nara Kikai Seisakusho, or other roll mills and kneaders can be mentioned. , Not limited to these. Further, as the wet mixing device, it may be preferable to use a device that has been subjected to a metal contamination prevention treatment from the device.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。又、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。
分散装置は、1種のみを使用してもよいし、複数種の装置を組み合わせて使用してもよい。
For example, when using a media-type disperser, a method in which the agitator and vessel use a disperser made of ceramic or resin, or a disperser in which the surface of the metal agitator and vessel is treated with tungsten carbide spraying or resin coating. It is preferable to use. As the medium, it is preferable to use ceramic beads such as glass beads, zirconia beads, and alumina beads. Also, when using a roll mill, it is preferable to use a ceramic roll.
As the dispersive device, only one type may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination.

又、原料が均一に溶解した系でない場合、各原料の溶媒への濡れ性、分散性を向上させるために、一般的な分散剤を一緒に添加し、分散、混合してもよい。
本発明において使用する分散剤は、各原料に対して分散剤として有効に機能し、その凝集を緩和することができ、凝集を緩和させる効果があれば特に限定されることはなく、従来公知のものを使用することができる。例えば、樹脂型分散剤、界面活性剤、顔料誘導体の分散剤を用いることができる。
樹脂型分散剤としては、ポリビニル系樹脂やポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、カルボキシメチルセルロース等のセルロース樹脂、ホルマリン縮合物、シリコン系、及びこれらの複合系ポリマー等が挙げられる。更に、これらの樹脂型分散剤は2種類以上を併用してもよい。樹脂型分散剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等が好ましい。
When the raw materials are not uniformly dissolved, a general dispersant may be added together, dispersed and mixed in order to improve the wettability and dispersibility of each raw material in the solvent.
The dispersant used in the present invention effectively functions as a dispersant for each raw material, can alleviate the aggregation thereof, and is not particularly limited as long as it has the effect of alleviating the aggregation, and is conventionally known. You can use things. For example, a resin-type dispersant, a surfactant, and a dispersant of a pigment derivative can be used.
Examples of the resin type dispersant include a polyvinyl resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a polyether resin, a cellulose resin such as carboxymethyl cellulose, a formalin condensate, a silicon resin, and a composite polymer thereof. Further, two or more kinds of these resin type dispersants may be used in combination. As the resin type dispersant, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polystyrene sulfonic acid, polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose and the like are preferable.

前記混合物を熱処理する工程において、原料となる炭素系原料やホウ素を含む化合物の種類や量によって異なるが、加熱温度は1000~3200℃が好ましく、1500~3000℃がより好ましい。加熱時間は特に限定されないが、通常は30分から10時間であることが好ましい。
熱処理工程における雰囲気に関しては、原料の酸化を防ぐため、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気や、真空雰囲気が好ましい。
また、熱処理工程に関しては、一定の雰囲気及び温度下において1段階で処理を行う方法だけでなく、雰囲気や温度下を都度変更し多段階で行ってもよい。
In the step of heat-treating the mixture, the heating temperature is preferably 1000 to 3200 ° C., more preferably 1500 to 3000 ° C., although it varies depending on the type and amount of the carbon-based raw material as a raw material and the compound containing boron. The heating time is not particularly limited, but is usually preferably 30 minutes to 10 hours.
Regarding the atmosphere in the heat treatment step, an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon or a vacuum atmosphere is preferable in order to prevent oxidation of the raw material.
Further, regarding the heat treatment step, not only the method of performing the treatment in one step under a constant atmosphere and temperature, but also the heat treatment step may be performed in multiple steps by changing the atmosphere and temperature each time.

(炭素系原料)
上記炭素系原料としては、無機炭素系原料が好ましい。無機炭素系原料としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック(ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ミディアムサーマルカーボンブラック)、活性炭、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、グラフェン、グラフェンナノプレートレット、ナノポーラスカーボン、炭素繊維、木炭が挙げられる。上記炭素系原料の中でも、種類やメーカーによって、炭素六角網面の大きさや積層構造は様々で、結晶性、粒子径、形状、BET比表面積、細孔容積、細孔径、嵩密度、DBP吸油量、表面酸塩基度、表面親水度、導電性等の様々な物性や、コストが異なるため、使用する用途や要求性能に合わせて最適な材料を選択することができる。
炭素系原料は特に限定されないが、黒鉛、カーボンナノチューブ、グラフェンナノプレートレット、及びグラフェンから選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。また、カーボンブラックを組み合わせて使用することがさらに好ましい。
(Carbon-based raw material)
As the carbon-based raw material, an inorganic carbon-based raw material is preferable. Examples of inorganic carbon-based raw materials include graphite, carbon black (furness black, acetylene black, ketjen black, medium thermal carbon black), activated carbon, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, graphene, graphene nanoplatelets, and nanoporous. Examples include carbon, carbon fiber, and charcoal. Among the above carbon-based raw materials, the size and laminated structure of the carbon hexagonal network vary depending on the type and manufacturer, and the crystallinity, particle size, shape, BET specific surface area, pore volume, pore diameter, bulk density, and DBP oil absorption amount. Since various physical properties such as surface acid basicity, surface hydrophilicity, and conductivity and costs are different, the optimum material can be selected according to the intended use and required performance.
The carbon-based raw material is not particularly limited, but preferably contains at least one selected from graphite, carbon nanotubes, graphene nanoplatelets, and graphene. Further, it is more preferable to use it in combination with carbon black.

《黒鉛》
黒鉛としては、例えば、人造黒鉛や天然黒鉛が挙げられる。人造黒鉛は、無定形炭素の熱処理により、不規則な配列の微小黒鉛結晶の配向を人工的に行わせたものであり、一般的には石油コークスや石炭系ピッチコークスを主原料として製造される。天然黒鉛としては、薄片化黒鉛等の薄片状黒鉛、球状化黒鉛等の球形黒鉛、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛等の鱗状黒鉛、土状黒鉛等を使用することができる。また、鱗片状黒鉛を化学処理等した膨張黒鉛(膨張性黒鉛ともいう)や、膨張黒鉛を熱処理して膨張化させた後、微細化やプレスにより得られた膨張化黒鉛等を使用することもできる。
これらの黒鉛の中でも、導電性塗膜に用いる場合は、導電性の観点から、天然黒鉛が好ましい。
"graphite"
Examples of graphite include artificial graphite and natural graphite. Artificial graphite is made by artificially orienting irregularly arranged micrographite crystals by heat treatment of amorphous carbon, and is generally produced using petroleum coke or coal-based pitch coke as the main raw material. .. As the natural graphite, flaky graphite such as flaky graphite, spherical graphite such as spheroidized graphite, scaly graphite such as scaly graphite and lump graphite, earthy graphite and the like can be used. It is also possible to use expanded graphite (also referred to as expandable graphite) obtained by chemically treating scaly graphite, or expanded graphite obtained by heat treatment and expansion of expanded graphite and then miniaturization or pressing. can.
Among these graphites, when used for a conductive coating film, natural graphite is preferable from the viewpoint of conductivity.

《カーボンブラック》
カーボンブラックとしては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラック等、各種のものを単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。
"Carbon black"
As carbon black, furnace black produced by continuously pyrolyzing gas or liquid raw materials in a reactor, especially acetylene black made from ethylene heavy oil, and the raw material gas are burned to burn the flame to the bottom of the channel steel. Various types such as channel black that has been rapidly cooled and precipitated, thermal black that is obtained by periodically repeating combustion and thermal decomposition using gas as a raw material, and acetylene black that uses acetylene gas as a raw material, alone or 2 It can be used in combination with more than one type. In addition, normally oxidized carbon black, hollow carbon, and the like can also be used.

カーボンの酸化処理は、カーボンを空気中で高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾン等で二次的に処理したりすることより、例えばフェノール基、キノン基、カルボキシル基、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基をカーボン表面に直接導入(共有結合)する処理であり、カーボンの分散性を向上させるために一般的に行われている。しかしながら、官能基の導入量が多くなる程カーボンの導電性が低下することが一般的であるため、酸化処理をしていないカーボンの使用が好ましい。 Oxidation treatment of carbon is performed by treating carbon at a high temperature in the air or secondarily treating it with nitric acid, nitrogen dioxide, ozone, etc., for example, phenol group, quinone group, carboxyl group, carbonyl group, etc. It is a process of directly introducing (covalently bonding) an oxygen-containing polar functional group to the carbon surface, and is generally performed to improve the dispersibility of carbon. However, since the conductivity of carbon generally decreases as the amount of the functional group introduced increases, it is preferable to use carbon that has not been oxidized.

用いるカーボンブラックは、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)が、好ましくは20m2/g以上、1500m2/g以下、より好ましくは50m2/g以上、1500m2/g以下、より好ましくは100m2/g以上、1000m2/g以下、更に好ましくは150m2/g以上、500m2/g以下のものを使用することが望ましい。比表面積が20m2/g以上であると十分な導電性が得られ、1500m2/g以下は市販品の入手が容易であるため、好ましい。 The carbon black used has a specific surface area (BET) obtained from the amount of adsorbed nitrogen, preferably 20 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably 50 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably. It is desirable to use 100 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or less, more preferably 150 m 2 / g or more and 500 m 2 / g or less. When the specific surface area is 20 m 2 / g or more, sufficient conductivity is obtained, and when the specific surface area is 1500 m 2 / g or less, commercially available products are easily available, which is preferable.

また、カーボンブラックの粒子径は、一次粒子径で0.005~1μmが好ましく、0.01~0.2μmがより好ましい。ここでいう一次粒子径とは、電子顕微鏡等で測定された粒子径を平均したものである。 The particle size of carbon black is preferably 0.005 to 1 μm, more preferably 0.01 to 0.2 μm in terms of primary particle size. The primary particle diameter referred to here is an average of particle diameters measured by an electron microscope or the like.

市販のカーボンブラックとしては、例えば、東海カーボン社製のトーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500、デグサ社製のプリンテックスL、コロンビヤン社製のRaven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、500
0ULTRA、ConductexSCULTRA、Conductex975ULTRA、PUERBLACK100、115、205、三菱化学社製の#2350、#2400B、#2600B、#3050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B、キャボット社製のMONARCH1400、1300、900、VulcanXC-72R、BlackPearls2000、TIMCAL社製のEnsaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP-Li等のファーネスブラック)、ライオン社製のEC-300J、EC-600JD等のケッチェンブラック、電気化学工業社製のデンカブラック、デンカブラックHS-100、FX-35等のアセチレンブラックが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of commercially available carbon black include Tokai Carbon's Talker Black # 4300, # 4400, # 4500, # 5500, Degussa's Printex L, and Colombian's Raven 7000, 5750, 5250, 5000 ULTRA III, 500.
0ULTRA, ConductexSCULTRA, Conductex975ULTRA, PUERBACK100, 115, 205, Mitsubishi Chemical # 2350, # 2400B, # 2600B, # 3050B, # 3030B, # 3230B, # 3350B, # 3400B, # 5400B, Cabo 1300, 900, VulcanXC-72R, BlackPearls2000, Denkaco250G, Ensaco260G, Ensaco350G, SuperP-Li, etc. Examples thereof include acetylene black manufactured by Denka Black, Denka Black HS-100, FX-35 and the like, but the present invention is not limited to these, and two or more types may be used in combination.

《炭素繊維・カーボンナノチューブ》
炭素繊維は導電性を有し、石油由来の原料から焼成して得られるものがよいが、植物由来の原料からも焼成して得られるものも用いることができる。
カーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層でナノメートル領域の直径を有するチューブを形成する単層カーボンナノチューブと、グラフェンシートが多層である多層カーボンナノチューブがある。そのため、多層カーボンナノチューブの直径は、典型的な単層カーボンナノチューブの0.7-2.0nmに対して、30nmと大きい値を示す。
《Carbon Fiber / Carbon Nanotube》
The carbon fiber has conductivity and is preferably obtained by firing from a petroleum-derived raw material, but can also be obtained by firing from a plant-derived raw material.
Carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes in which graphene sheets form a tube having a diameter in the nanometer region, and multi-walled carbon nanotubes in which graphene sheets are multi-walled. Therefore, the diameter of the multi-walled carbon nanotubes is as large as 30 nm with respect to 0.7-2.0 nm of a typical single-walled carbon nanotube.

市販の導電性炭素繊維やカーボンナノチューブとしては、例えば、昭和電工社製のVGCF等の気相法炭素繊維、名城ナノカーボン社製のEC1.0,EC1.5,EC2.0,EC1.5-P等の単層カーボンナノチューブ、CNano社製のFloTube9000、FloTube9100、FloTube9110、FloTube9200、Nanocyl社製のNC7000、Knano社製の100Tが挙げられる。
市販のグラフェン系炭素としては、例えば、XGSciences社製グラフェンナノプレートレットxGnP-C-300、xGnP-C-500、xGnP-C-750、xGnP-M-5、xGnP-M-15、xGnP-M-25、xGnP-H-5、xGnP-H-15、xGnP-H-25が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
導電性やコストの観点から市販の炭素系原料としてはカーボンブラックが好ましい。
Examples of commercially available conductive carbon fibers and carbon nanotubes include vapor-phase carbon fibers such as VGCF manufactured by Showa Denko Co., Ltd., and EC1.0, EC1.5, EC2.0, and EC1.5- manufactured by Meijo Nanocarbon Co., Ltd. Examples thereof include single-walled carbon nanotubes such as P, FloTube9000 manufactured by CNano, FloTube9100, FloTube9110, FloTube9200, NC7000 manufactured by Nanocyl, and 100T manufactured by Knano.
Examples of commercially available graphene-based carbons include graphene nanoplatelets xGnP-C-300, xGnP-C-500, xGnP-C-750, xGnP-M-5, xGnP-M-15, xGnP-M manufactured by XGSciences. -25, xGnP-H-5, xGnP-H-15, xGnP-H-25, but are not limited thereto.
From the viewpoint of conductivity and cost, carbon black is preferable as a commercially available carbon-based raw material.

上記炭素系原料としては、無機炭素系原料だけでなく、熱処理後炭素粒子となる有機材料である有機炭素系原料も使用することができる。具体的な有機材料としては、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアニリン系樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂系樹脂、ポリイミダゾール系樹脂、ポリピロール系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、メラミン系樹脂、ピッチ、コークス、褐炭、ポリカルボジイミド、バイオマス、タンパク質、フミン酸等やそれらの誘導体が挙げられる。中でも黒鉛の原料としても使われるコークスやピッチの使用が好ましい。 As the carbon-based raw material, not only the inorganic carbon-based raw material but also an organic carbon-based raw material which is an organic material that becomes carbon particles after heat treatment can be used. Specific organic materials include phenolic resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyacrylonitrile resin, polyaniline resin, phenolformaldehyde resin resin, polyimidazole resin, polypyrrole resin, and poly. Examples thereof include benzoimidazole-based resins, melamine-based resins, pitch, coke, brown charcoal, polycarbodiimide, biomass, proteins, fumic acid and the like, and derivatives thereof. Of these, it is preferable to use coke or pitch, which is also used as a raw material for graphite.

(ホウ素を含む化合物)
次に、ホウ素含有炭素材料の製造に用いられるホウ素を含む化合物について説明する。
ホウ素を含む化合物は、特に限定されないが、BC(B12)、B12(BC)等の炭化ホウ素;BCO、BCO、B、B 、B、B等の酸化ホウ素;BN等の窒化ホウ素;AlB、CoB、FeB、MgB、NiB、TiB等の金属ホウ化物;オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のホウ素オキソ酸;モノボラン、ジボラン、デカボラン等のボラン;ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル等のホウ酸エステル類、トリエチルボラン、トリフェニルボラン等の置換ボラン類、フェニルボロン酸、フェニルボロン酸エステル等のボロン酸類等のホウ素含有有機化合物;が挙げられる。
(Compound containing boron)
Next, a boron-containing compound used for producing a boron-containing carbon material will be described.
The boron-containing compound is not particularly limited, but is boron carbide such as B 4 C (B 12 C 3 ), B 12 C 2 (B 6 C); BC 2 O, BCO 2 , B 2 O 2 , B 2 O. 3 , Boron oxide such as B 4 O 3 , B 4 O 5 ; Boron nitride such as BN; Metal boric acid such as AlB 2 , CoB, FeB, MgB 2 , NiB, TiB 2 ; Orthoboric acid, Metaboric acid, Tetraboric acid Boron oxo acids such as acids; Boran such as monoboran, diboran, decabolan; boric acids such as trimethyl borate and triethyl borate, substituted boranes such as triethylboran and triphenylboran, phenylboronic acid and phenylboronic acid esters Boron-containing organic compounds such as boric acids and the like;

バインダー樹脂(A)とホウ素含有炭素材料(B)との質量比は、5:95~95:5であることが好ましく、40:60~10:90であることがさらに好ましい。上記範囲であると、優れた密着性を有する導電膜を得ることができ、また、バインダー樹脂が導電膜中の炭素材料間の接触を阻害することなく高い導電性及び膜強度を有する導電膜が得られる。 The mass ratio of the binder resin (A) to the boron-containing carbon material (B) is preferably 5:95 to 95: 5, and more preferably 40:60 to 10:90. Within the above range, a conductive film having excellent adhesion can be obtained, and a conductive film having high conductivity and film strength without the binder resin hindering contact between carbon materials in the conductive film. can get.

<溶剤>
本発明の導電性組成物は、必要に応じて溶剤を含むことができる。溶剤は、バインダー樹脂(A)、ホウ素含有炭素材料(B)の溶解又は分散媒として使用され、インキ化により塗工性向上を可能とする。使用できる溶剤としては、バインダー樹脂(A)、ホウ素含有炭素材料(B)が溶解又は分散できるものであればよく、有機溶剤や水を挙げることができ、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ターピネオール、ジヒドロターピネオール、2,4-ジエチル-1,5-
ペンタンジオール、1、3-ブチレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドンが挙げられ、必要に応じて適宜選択することができる。
溶剤として好ましくは、トルエンとプロパノールの混合溶剤、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドンであり、より好ましくはトルエンとプロパノールの混合溶剤である。
<Solvent>
The conductive composition of the present invention may contain a solvent, if necessary. The solvent is used as a dissolving or dispersion medium for the binder resin (A) and the boron-containing carbon material (B), and can improve the coatability by inking. The solvent that can be used may be any solvent as long as the binder resin (A) and the boron-containing carbon material (B) can be dissolved or dispersed, and examples thereof include organic solvents and water, and two or more kinds may be used in combination. ..
Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol methyl ether and diethylene glycol methyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; tetrahydrofuran, dioxane and ethylene glycol dimethyl ether, Ethers such as diethylene glycol dimethyl ether; Hydrocarbons such as hexane, heptane and octane; Fragrances such as benzene, toluene, xylene and cumene; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Tarpineol, dihydroterpineol, 2,4- Diethyl-1,5-
Examples thereof include pentanediol, 1,3-butylene glycol, isobornylcyclohexanol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone, which can be appropriately selected as needed.
The solvent is preferably a mixed solvent of toluene and propanol, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, and more preferably a mixed solvent of toluene and propanol.

<その他成分>
本発明の導電性組成物は、ホウ素含有炭素(B)以外の導電助剤を含有してもよく、幅広く炭素材料を組み合わせてもよい。このような導電助剤としては、例えば、金属材料として銅や銀材料などの導電用途で用いられる金属が挙げられる。
また、本発明の導電性組成物は、必要に応じて、本発明による効果を妨げない範囲で、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、ラジカル補足剤、充填剤、チクソトロピー付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、熱伝導性改良剤、可塑剤、ダレ防止剤、防汚剤、防腐剤、殺菌剤、消泡剤、レベリング剤、ブロッキング防止剤、硬化剤、増粘剤、分散剤、シランカップリング剤等の各種の添加剤を添加してもよい。
<Other ingredients>
The conductive composition of the present invention may contain a conductive auxiliary agent other than the boron-containing carbon (B), and a wide range of carbon materials may be combined. Examples of such a conductive auxiliary agent include metals used in conductive applications such as copper and silver as metal materials.
Further, the conductive composition of the present invention can be used as an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a radical catching agent, a filler, a thixotropy-imparting agent, an antiaging agent, and an oxidation, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Antiseptic, antistatic, flame retardant, thermal conductivity improver, plasticizer, anti-sagging agent, antifouling agent, preservative, bactericidal agent, defoamer, leveling agent, blocking inhibitor, hardening agent, thickener , Dispersants, silane coupling agents and the like may be added.

<分散機・混合機>
導電材組成物を得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられる分散機、混合機を使用でき、例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、若しくはコボールミル等のメディア型分散機;湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック社製「クレアSS-5」、若しくは奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
<Distributor / Mixer>
As an apparatus used for obtaining a conductive material composition, a disperser or a mixer usually used for pigment dispersion or the like can be used, and for example, mixers such as a disper, a homomixer, or a planetary mixer; M-Technique Co., Ltd. Homogenizers such as "Clairemix" manufactured by PRIMIX or "Philmix" manufactured by PRIMIX; paint conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, sand mill ("Dynomill" manufactured by Simmal Enterprises, etc.), attritor, pearl mill (Eich) Media type disperser such as "DCP mill" manufactured by Coball Mill; wet jet mill ("Genus PY" manufactured by Genus, "Starburst" manufactured by Sugino Machine, "Nanomizer" manufactured by Nanomizer, etc.), M-Technique Medialess dispersers such as "Claire SS-5" manufactured by Nara Machinery Co., Ltd .; or other roll mills, but are not limited thereto.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、又は、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。分散装置は、1種のみを使用してもよいし、複数種の装置を組み合わせて使用してもよい。 For example, when using a media-type disperser, a method in which the agitator and vessel use a disperser made of ceramic or resin, or a disperser in which the surface of the metal agitator and vessel is treated with tungsten carbide spraying or resin coating. It is preferable to use. As the medium, it is preferable to use glass beads, zirconia beads, or ceramic beads such as alumina beads. As the dispersive device, only one type may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination.

<導電膜>
本発明の導電材組成物により、導電膜を形成することができる。導電膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、溶剤を含む導電材組成物を、基材上に塗工、乾燥させて形成することができる。
<Condensate>
A conductive film can be formed by the conductive material composition of the present invention. The method for forming the conductive film is not particularly limited, and for example, a conductive material composition containing a solvent can be applied and dried on a substrate to form the conductive film.

(基材)
導電膜形成に使用する基材の形状は特に限定されないが、シート状であることが好ましい。また、絶縁性の樹脂フィルムが好ましく、各種用途にあったものを適宜選択することができる。例えば、材質としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリイミド、ポリ塩ビニル、ポリアミド、ナイロン、OPP(延伸ポリプロピレン)、CPP(未延伸ポリプロピレン)等が挙げられるが特に限定されることはない。
また、基材の形状としては、一般的には平板上のフィルムが用いられるが、表面を粗面化したものや、プライマー処理したもの、穴あき状のもの、及びメッシュ状の基材も使用できる。
(Base material)
The shape of the base material used for forming the conductive film is not particularly limited, but it is preferably in the form of a sheet. Further, an insulating resin film is preferable, and one suitable for various uses can be appropriately selected. For example, examples of the material include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), polyimide, polyvinyl chloride, polyamide, nylon, OPP (stretched polypropylene), CPP (unstretched polypropylene) and the like, but are particularly limited. There is no such thing.
As the shape of the base material, a film on a flat plate is generally used, but a roughened surface, a primer-treated one, a perforated one, and a mesh-like base material are also used. can.

基材上に導電性組成物を塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコーティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法又は静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機等が使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。
また、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行ってもよく、導電膜を軟化させてプレスしやすくするため、加熱しながら行ってもよい。導電膜の厚みは、一般的には0.1μm以上、1mm以下であり、好ましくは1μm以上、200μm以下である。
The method for applying the conductive composition on the substrate is not particularly limited, and a known method can be used. Specific examples thereof include a die coating method, a dip coating method, a roll coating method, a doctor coating method, a knife coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a screen printing method, an electrostatic coating method, and the like, and a drying method. Examples thereof include a stand-alone dryer, a blower dryer, a warm air dryer, an infrared heater, a far infrared heater, and the like, but the present invention is not particularly limited thereto.
Further, after coating, a rolling process such as a lithographic press or a calendar roll may be performed, or may be performed while heating in order to soften the conductive film and facilitate pressing. The thickness of the conductive film is generally 0.1 μm or more and 1 mm or less, preferably 1 μm or more and 200 μm or less.

基材上に本発明の導電性組成物より形成される導電膜を備える積層体は、優れた導電性、耐久性、平滑性を有しており、導電配線、RFID用のアンテナ材料、電磁波遮蔽材料、センサー用材料、二次電池用導電材料、燃料電池用導電材料等の用途に好適に用いることができる。 A laminate having a conductive film formed from the conductive composition of the present invention on a substrate has excellent conductivity, durability, and smoothness, and has excellent conductivity, durability, smoothness, conductive wiring, an antenna material for RFID, and electromagnetic shielding. It can be suitably used for applications such as materials, materials for sensors, conductive materials for secondary batteries, and conductive materials for fuel cells.

以下、実験例により、本発明をより具体的に説明する。なお、例中、「部」とあるのは「質量部」を、「%」とあるのは「質量%」をそれぞれ意味するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. In the example, "part" means "part by mass", and "%" means "% by mass".

<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)>
数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定し、ポリスチレン換算して求めた。Mn、Mwの定義は「高分子化学の基礎」(高分子学会編、東京化学同人、1978年)及び、JIS-J7252-1等に記載されており、GPCによる分子量分布曲線から計算可能である。
<Number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw)>
The number average molecular weight and the weight average molecular weight were measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted into polystyrene. The definitions of Mn and Mw are described in "Basics of Polymer Chemistry" (edited by the Society of Polymer Chemistry, Tokyo Kagaku Dojin, 1978) and JIS-J7252-1, etc., and can be calculated from the molecular weight distribution curve by GPC. ..

<酸価(AV)、水酸基価(OHV)>
酸価及び水酸基価は、電位差滴定法よって測定した。測定方法としては、JIS-K0070-1992に準拠した測定方法を用いた。
<Acid value (AV), hydroxyl value (OHV)>
The acid value and the hydroxyl value were measured by the potentiometric titration method. As the measuring method, a measuring method based on JIS-K0070-1992 was used.

<ホウ素元素含有量(mol%)>
ホウ素元素含有量は、ホウ素含有炭素材料(B)中のホウ素元素の含有量(原子組成百分率)であり、ICP発光分光分析によって測定した、ホウ素含有炭素材料のホウ素元素の割合から導出したものである。
<Boron element content (mol%)>
The boron element content is the content (atomic composition percentage) of the boron element in the boron-containing carbon material (B), which is derived from the ratio of the boron element in the boron-containing carbon material measured by ICP emission spectroscopic analysis. be.

<G/D比>
G/D比は、日本分光社製レーザーラマン分光光度計NRS-3100を用い、励起レーザー波長532nmの条件下で測定を行い、得られた各サンプルのラマンスペクトルのDバンド(1330~1370cm-1)とGバンド(1560~1620cm-1)のピーク強度の比(IG/ID)からG/D比を算出した。
<G / D ratio>
The G / D ratio was measured using a laser Raman spectrophotometer NRS-3100 manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd. under the condition of an excitation laser wavelength of 532 nm, and the D band (1330-1370 cm -1 ) of the Raman spectrum of each sample obtained was obtained. ) And the peak intensity ratio (IG / ID) of the G band (1560-1620 cm -1 ), the G / D ratio was calculated.

<バインダー樹脂(A)の合成>
(合成例1)ウレタンウレア樹脂A-1の合成(樹脂酸価10mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)198.0部、ジメチロールブタン酸6.5部、イソホロンジイソシアネート40.2部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.74部、ジ-n-ブチルアミン0.17部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価10mgKOH/g、重量平均分子量61,000の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-1を得た。
<Synthesis of binder resin (A)>
(Synthesis Example 1) Synthesis of Urethane Urea Resin A-1 (Resin Acid Value 10 mgKOH / g)
Polyester polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube. "Kurare Polyol P-2011", Mn = 2011) 198.0 parts, 6.5 parts of dimethylolbutanoic acid, 40.2 parts of isophorone diisocyanate, 110 parts of toluene were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Toluene was added to 220 parts of toluene to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.74 parts of isophoronediamine, 0.17 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. A-1 is a urethane urea resin having an acid value of 10 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 61,000. Got

(合成例2)ウレタンウレア樹脂A-2の合成(樹脂酸価20mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)179.1部、ジメチロールブタン酸12.93部、イソホロンジイソシアネート50.2部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.58部、ジ-n-ブチルアミン0.16部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価20mgKOH/g、重量平均分子量58,000の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-2を得た。
(Synthesis Example 2) Synthesis of Urethane Urea Resin A-2 (Resin Acid Value 20 mgKOH / g)
Polyester polyol obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) "Kurare Polyester P-2011", Mn = 2011) 179.1 parts, dimethylol butanoic acid 12.93 parts, isophorone diisocyanate 50.2 parts, toluene 110 parts were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Toluene was added to 220 parts of toluene to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.58 parts of isophoronediamine, 0.16 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Binder resin A-2, which is a urethane urea resin having an acid value of 20 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 58,000, is reacted at 50 ° C. for 3 hours and then at 70 ° C. for 2 hours, and then vacuum-dried at 100 ° C. Got

(合成例3)ウレタンウレア樹脂A-3の合成(樹脂酸価30mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)160.2部、ジメチロールブタン酸19.39部、イソホロンジイソシアネート60.1部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.72部、ジ-n-ブチルアミン0.17部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価30mgKOH/g、重量平均分子量57,000の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-3を得た。
(Synthesis Example 3) Synthesis of Urethane Urea Resin A-3 (Resin Acid Value 30 mgKOH / g)
Polyester polyol obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) "Kurare Polyester P-2011", Mn = 2011) 160.2 parts, Dimethylol butanoic acid 19.39 parts, Isophorone diisocyanate 60.1 parts, Toluene 110 parts were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Toluene was added to 220 parts of toluene to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.72 parts of isophoronediamine, 0.17 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. A-3, a urethane urea resin having an acid value of 30 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 57,000, was reacted at 50 ° C. for 3 hours and then at 70 ° C. for 2 hours, and then vacuum-dried at 100 ° C. Got

(合成例4)ウレタンウレア樹脂A-4の合成(樹脂酸価50mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)122.4部、ジメチロールブタン酸32.32部、イソホロンジイソシアネート80.1部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.88部、ジ-n-ブチルアミン0.19部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価50mgKOH/g、重量平均分子量57,500の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-4を得た。
(Synthesis Example 4) Synthesis of Urethane Urea Resin A-4 (Resin Acid Value 50 mgKOH / g)
Polyester polyol obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) "Kurare Polyester P-2011", Mn = 2011) 122.4 parts, dimethylol butanoic acid 32.32 parts, isophorone diisocyanate 80.1 parts, toluene 110 parts were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Toluene was added to 220 parts of toluene to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.88 parts of isophorondiamine, 0.19 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. A-4, which is a urethane urea resin having an acid value of 50 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 57,500, is subjected to vacuum drying at 100 ° C. after a reaction at 50 ° C. for 3 hours and then at 70 ° C. for 2 hours. Got

(合成例5)ウレタンウレア樹脂A-5の合成(樹脂酸価100mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)28.0部、ジメチロールブタン酸64.64部、イソホロンジイソシアネート130.0部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.52部、ジ-n-ブチルアミン0.15部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価100mgKOH/g、重量平均分子量58,000の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-5を得た。
(Synthesis Example 5) Synthesis of Urethane Urea Resin A-5 (Resin Acid Value 100 mgKOH / g)
Polyester polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube. "Kurare Polyol P-2011", Mn = 2011) 28.0 parts, dimethylol butanoic acid 64.64 parts, isophorone diisocyanate 130.0 parts, toluene 110 parts were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Toluene was added to 220 parts of toluene to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.52 parts of isophoronediamine, 0.15 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. A-5, a urethane urea resin having an acid value of 100 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 58,000, is subjected to vacuum drying at 100 ° C. after reacting at 50 ° C. for 3 hours and then at 70 ° C. for 2 hours. Got

(合成例6)ポリアミド樹脂A-6の合成(樹脂酸価13mgKOH/g)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、多塩基酸化合物としてプリポール1009を156.2g、5-ヒドロキシイソフタル酸を5.5g、ポリアミン化合物としてプリアミン1074を146.4g、イオン交換水を100g仕込み、発熱の温度が一定になるまで撹拌した。温度が安定したら110℃まで昇温し、水の流出を確認してから、30分後に温度を120℃に昇温し、その後、30分ごとに10℃ずつ昇温しながら脱水反応を続けた。温度が230℃になったら、そのままの温度で3時間反応を続け、約2kPaの真空下で、1時間保持し、温度を低下させた。最後に、酸化防止剤を添加し、酸価13mgKOH/g、重量平均分子量24,000、水酸基価5.5mgKOH/g、ガラス転移温度が32℃のポリアミド樹脂A-6を得た。
(Synthesis Example 6) Synthesis of Polyamide Resin A-6 (Resin Acid Value 13 mgKOH / g)
In a 4-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen introduction tube, an introduction tube, and a thermometer, 156.2 g of prepol 1009 as a polybasic acid compound, 5.5 g of 5-hydroxyisophthalic acid, and preamine as a polyamine compound. 146.4 g of 1074 and 100 g of ion-exchanged water were charged, and the mixture was stirred until the heat generation temperature became constant. When the temperature became stable, the temperature was raised to 110 ° C, and after confirming the outflow of water, the temperature was raised to 120 ° C 30 minutes later, and then the dehydration reaction was continued while raising the temperature by 10 ° C every 30 minutes. .. When the temperature reached 230 ° C., the reaction was continued at the same temperature for 3 hours and kept under a vacuum of about 2 kPa for 1 hour to lower the temperature. Finally, an antioxidant was added to obtain a polyamide resin A-6 having an acid value of 13 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 24,000, a hydroxyl value of 5.5 mgKOH / g, and a glass transition temperature of 32 ° C.

(合成例7)ウレタンウレア樹脂A-7の合成(樹脂酸価5mgKOH/g)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP-2011」、Mn=2011)207.5部、ジメチロールブタン酸3.23部、イソホロンジイソシアネート35.2部、トルエン110部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン220部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン1.59部、ジ-n-ブチルアミン0.16部、2-プロパノール44部、トルエン68部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液534.7部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応後、100℃の真空乾燥を行い、酸価5mgKOH/g、重量平均分子量61,500の、ウレタンウレア樹脂であるバインダー樹脂A-7を得た。
(Synthesis Example 7) Synthesis of Urethane Urea Resin A-7 (Resin Acid Value 5 mgKOH / g)
Polyester polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) obtained from terephthalic acid, adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooler, a dropping device, and a nitrogen introduction tube. "Kurare Polyol P-2011", Mn = 2011) 207.5 parts, dimethylol butanoic acid 3.23 parts, isophorone diisocyanate 35.2 parts, and toluene 110 parts were charged and reacted at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. 220 parts of toluene was added to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group. Next, a mixture of 1.59 parts of isophoronediamine, 0.16 parts of di-n-butylamine, 44 parts of 2-propanol and 68 parts of toluene was mixed with 534.7 parts of the obtained urethane prepolymer solution having an isocyanate group. A-7, a urethane urea resin having an acid value of 5 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 61,500, was reacted at 50 ° C. for 3 hours and then at 70 ° C. for 2 hours, and then vacuum-dried at 100 ° C. Got

<ホウ素含有炭素(B)の合成>
(合成例8)B-1の合成
薄片化黒鉛UP-20(日本黒鉛工業社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比95/5(黒鉛/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2100℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-1)を得た。
<Synthesis of boron-containing carbon (B)>
(Synthesis Example 8) Synthesis of B-1 The mass ratio of flaky graphite UP-20 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is 95/5 (graphite / boric acid). Weighed in the same manner as described above and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2100 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-1).

(合成例9)B-2の合成
球状化黒鉛CGB-50(日本黒鉛工業社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比84/16(黒鉛/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-2)を得た。
(Synthesis Example 9) Synthesis of B-2 Spheroidized graphite CGB-50 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) have a mass ratio of 84/16 (graphite / boric acid). Weighed in the same manner as described above and mixed in a mortar to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-2).

(合成例10)B-3の合成
鱗状黒鉛F#1(日本黒鉛工業社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比80/20(黒鉛/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-3)を得た。
(Synthesis Example 10) Synthesis of B-3 Scale graphite F # 1 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) have a mass ratio of 80/20 (graphite / boric acid). Weighed in each and mixed in a mortar to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-3).

(合成例11)B-4の合成
ケッチェンブラックEC-300J(ライオンスペシャリティーケミカルズ社製、比表面積800m/g)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比95/5(ケッチェンブラック/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-4、比表面積127m/g)を得た。
(Synthesis Example 11) B-4 synthesis Ketjen Black EC-300J (manufactured by Lion Specialty Chemicals, specific surface area 800 m 2 / g) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), mass ratio 95/5 Weighed so as to be (Ketchen black / boric acid) and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high-temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-4, specific surface area 127 m 2 / g).

(合成例12)B-5の合成
ケッチェンブラックEC-300J(ライオンスペシャリティーケミカルズ社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比90/10(ケッチェンブラック/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-5、比表面積123m/g)を得た。
(Synthetic Example 12) Synthesis of B-5 Ketjen Black EC-300J (manufactured by Lion Specialty Chemicals) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) have a mass ratio of 90/10 (Ketchen Black / boric acid). ), And mixed in a mortar to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high-temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-5, specific surface area 123 m 2 / g).

(合成例13)B-6の合成
ケッチェンブラックEC-300J(ライオンスペシャリティーケミカルズ社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比70/30(ケッチェンブラック/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-6、比表面積120m/g)を得た。
(Synthesis Example 13) B-6 synthesis Ketjen Black EC-300J (manufactured by Lion Specialty Chemicals) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) have a mass ratio of 70/30 (Ketchen Black / boric acid). ), And mixed in a mortar to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-6, specific surface area 120 m 2 / g).

(合成例14)B-7の合成
多層カーボンナノチューブ100P(Knano社製、比表面積200m/g)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比80/20(カーボンナノチューブ/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-7、比表面積137m/g)を得た。
(Synthesis Example 14) Synthesis of B-7 Multi-walled carbon nanotube 100P (manufactured by Knano, specific surface area 200 m 2 / g) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Junyaku Co., Ltd.) with a mass ratio of 80/20 (carbon nanotube / hoe). Weighed so as to be (acid), and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-7, specific surface area 137 m 2 / g).

(合成例15)B-8の合成
グラフェンナノプレートレットC-750(XG Sciences製、比表面積700m/g)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比50/50(グラフェンナノプレートレット/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-8、比表面積165m/g)を得た。
(Synthesis Example 15) Synthesis of B-8 Graphene nanoplatelet C-750 (manufactured by XG Sciences, specific surface area 700 m 2 / g) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Junyaku Co., Ltd.) have a mass ratio of 50/50 (graphene). Weighed so as to be nanoplatelets / boric acid) and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-8, specific surface area of 165 m 2 / g).

(合成例16)B-9の合成
薄片化黒鉛UP-20(日本黒鉛工業社製)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比75/25(黒鉛/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-9)を得た。
(Synthesis Example 16) Synthesis of B-9 Flake graphite UP-20 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) have a mass ratio of 75/25 (graphite / boric acid). Each was weighed in such a manner and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-9).

(合成例17)B-4Aの合成
ケッチェンブラックEC-600JD(ライオンスペシャリティーケミカルズ社製、比表面積1270m/g)とホウ酸(富士フィルム和光純薬社製)を、質量比95/5(ケッチェンブラック/ホウ酸)となるようにそれぞれ秤量し、乳鉢で混合を行い、混合物を得た。上記混合物を、グラファイト製るつぼに充填し、多目的高温炉にてアルゴン雰囲気下、2200℃で1時間熱処理を行い、ホウ素含有炭素材料(B-4A、比表面積261m/g)を得た。
(Synthesis Example 17) B-4A synthesis Ketjen Black EC-600JD (manufactured by Lion Specialty Chemicals, specific surface area 1270 m 2 / g) and boric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), mass ratio 95/5 Weighed so as to be (Ketchen black / boric acid) and mixed in a dairy pot to obtain a mixture. The above mixture was filled in a graphite crucible and heat-treated at 2200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere in a multipurpose high temperature furnace to obtain a boron-containing carbon material (B-4A, specific surface area 261 m 2 / g).

得られたホウ素含有炭素材料のG/D比、比表面積及び、ホウ素元素含有量について表1に示す。 Table 1 shows the G / D ratio, specific surface area, and boron element content of the obtained boron-containing carbon material.

Figure 2022103133000001
Figure 2022103133000001

<導電材組成物の製造>
[実施例1]
(分散液1)
バインダー樹脂としてA-1を8.0部、ホウ素含有炭素材料としてB-1を16.0部、B-4を4.0部、トルエンとイソプロピルアルコール(IPA)の混合溶剤(質量比1:1)52.0部それぞれ秤量して混合した。更にジルコニアビーズ(φ1.25mm)を140部加え、スキャンデックスで2時間振とう後、ろ過してジルコニアビーズを取り除き、導電材組成物としての分散液1を得た。
<Manufacturing of conductive material composition>
[Example 1]
(Dispersion 1)
8.0 parts of A-1 as a binder resin, 16.0 parts of B-1 as a boron-containing carbon material, 4.0 parts of B-4, a mixed solvent of toluene and isopropyl alcohol (IPA) (mass ratio 1: 1). 1) 52.0 parts of each were weighed and mixed. Further, 140 parts of zirconia beads (φ1.25 mm) were added, and the mixture was shaken with Scandex for 2 hours and then filtered to remove the zirconia beads to obtain a dispersion liquid 1 as a conductive material composition.

[実施例2~25、2A、2B、2C、11A、11B]
(分散液2~25、2A、2B、2C、11A、11B)
構成成分及びその含有量を表2~4に示す内容に変更した以外は分散液1と同様にして、分散液2~25、2A、2B,2Cを得た。
なお、実施例11A、11Bは、構成成分及びその含有量を表2に示す内容に変更し、さらにスキャンデックスでの振とう時間を6時間に変更した以外は分散液1と同様にして、分散液11A、11Bを得た。
[Examples 2 to 25, 2A, 2B, 2C, 11A, 11B]
(Dispersions 2 to 25, 2A, 2B, 2C, 11A, 11B)
Dispersion liquids 2 to 25, 2A, 2B, and 2C were obtained in the same manner as in the dispersion liquid 1 except that the constituent components and their contents were changed to the contents shown in Tables 2 to 4.
In Examples 11A and 11B, the constituent components and their contents were changed to the contents shown in Table 2, and the shaking time in Scandex was changed to 6 hours, but the dispersion was carried out in the same manner as in the dispersion liquid 1. Liquids 11A and 11B were obtained.

[比較例1~6]
(分散液101~106)
構成成分及びその含有量を表2~4に示す内容に変更した以外は分散液1と同様にして、分散液101~106を得た。
[Comparative Examples 1 to 6]
(Dispersions 101 to 106)
Dispersions 101 to 106 were obtained in the same manner as in the dispersion 1 except that the constituents and their contents were changed to the contents shown in Tables 2 to 4.

<導電性組成物の評価>
得られた導電性組成物について、以下の評価を行った。結果を表2~4に示す。
<Evaluation of conductive composition>
The obtained conductive composition was evaluated as follows. The results are shown in Tables 2-4.

(分散安定性)
導電組成物の分散安定性は、分散体粘度試験における経時での粘度変化率から評価した。
◎:40℃1週間での恒温の粘度変化率が5%未満(非常に良好)
〇:40℃1週間での恒温の粘度変化率が5%以上10%未満(良好)
△:40℃1週間での恒温の粘度変化率が10%以上20%未満(使用可能)
×:40℃1週間での恒温の粘度変化率が20%以上(使用不可)
(Dispersion stability)
The dispersion stability of the conductive composition was evaluated from the rate of change in viscosity over time in the dispersion viscosity test.
⊚: Viscosity change rate at constant temperature at 40 ° C for 1 week is less than 5% (very good)
〇: Viscosity change rate at constant temperature at 40 ° C for 1 week is 5% or more and less than 10% (good)
Δ: Constant temperature viscosity change rate at 40 ° C. for 1 week is 10% or more and less than 20% (usable)
×: Viscosity change rate at constant temperature at 40 ° C for 1 week is 20% or more (cannot be used)

(分散初期粘度)
導電性組成物の初期粘度を、25℃の環境下でB型粘度計(東機産業製TVB10型)を用いて測定した。
◎:初期粘度が300mPa・s未満(非常に良好)
〇:初期粘度が300mPa・s以上、3,000mPa・s未満(良好)
△:初期粘度が3,000mPa・s以上、6,000mPa・s未満(使用可)
×:初期粘度が6,000mPa・s以上(使用不可)
(Initial dispersion viscosity)
The initial viscosity of the conductive composition was measured using a B-type viscometer (TVB10 type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) in an environment of 25 ° C.
⊚: Initial viscosity is less than 300 mPa · s (very good)
〇: Initial viscosity is 300 mPa · s or more and less than 3,000 mPa · s (good)
Δ: Initial viscosity is 3,000 mPa · s or more and less than 6,000 mPa · s (usable)
×: Initial viscosity is 6,000 mPa · s or more (cannot be used)

(樹脂吸着性)
導電性組成物中におけるバインダー樹脂の吸着量は、遠心分離機(5万rpm、3時間)にて分散液の分離を行った後に上澄みを分離し、分離した上澄みを少量分けとり乾燥機にて溶媒分を揮発させて得られた残留固形分の量から算出した。
◎:樹脂の吸着量が15%未満(非常に良好)
〇:樹脂の吸着量が15%以上20%未満(良好)
△:樹脂の吸着量が20%以上30%未満(使用可)
×:樹脂の吸着量が30%以上(使用不可)
(Resin adsorptive)
The amount of adsorbed binder resin in the conductive composition is determined by separating the dispersion liquid with a centrifuge (50,000 rpm, 3 hours), separating the supernatant, separating a small amount of the separated supernatant, and using a dryer. It was calculated from the amount of residual solid content obtained by volatilizing the solvent content.
⊚: Resin adsorption amount is less than 15% (very good)
〇: Resin adsorption amount is 15% or more and less than 20% (good)
Δ: Resin adsorption amount is 20% or more and less than 30% (usable)
×: Resin adsorption amount is 30% or more (cannot be used)

(分散初期粘度)
導電性組成物の初期粘度を、25℃の環境下でB型粘度計(東機産業製TVB10型)を用いて測定した。
◎:初期粘度が300mPa・s未満(非常に良好)
〇:初期粘度が300mPa・s以上、3,000mPa・s未満(良好)
△:初期粘度が3,000mPa・s以上、6,000mPa・s未満(使用可)
×:初期粘度が6,000mPa・s以上(使用不可)
(Initial dispersion viscosity)
The initial viscosity of the conductive composition was measured using a B-type viscometer (TVB10 type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) in an environment of 25 ° C.
⊚: Initial viscosity is less than 300 mPa · s (very good)
〇: Initial viscosity is 300 mPa · s or more and less than 3,000 mPa · s (good)
Δ: Initial viscosity is 3,000 mPa · s or more and less than 6,000 mPa · s (usable)
×: Initial viscosity is 6,000 mPa · s or more (cannot be used)

(塗工適性)
導電性組成物の塗工適性は、グラインドゲージ(溝の深さ50μm)を用いて評価した。
◎:10μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子がない(非常に良好)
〇:10μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子はあるが、20μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子がない(良好)
△:20μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子はあるが、30μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子がない(使用可能)
×:30μm以上の粗大粒子による筋引きや粗大粒子がある(使用不可)
(Aptitude for coating)
The coating suitability of the conductive composition was evaluated using a grind gauge (groove depth 50 μm).
⊚: No streaks or coarse particles due to coarse particles of 10 μm or more (very good)
〇: There are streaks and coarse particles due to coarse particles of 10 μm or more, but there are no streaks or coarse particles due to coarse particles of 20 μm or more (good).
Δ: There are streaks and coarse particles due to coarse particles of 20 μm or more, but there are no streaks or coarse particles due to coarse particles of 30 μm or more (usable).
×: There are streaks and coarse particles due to coarse particles of 30 μm or more (cannot be used).

<塗膜(導電膜)の評価>
得られた導電性組成物を、シート状基材である厚さ100μmのPETフィルム上にアプリケータを用いて塗布した後、120℃で30分加熱乾燥して、PET基材上に、膜厚20μmの導電膜を有する積層体を得た。得られた積層体を用いて、以下のとおり導電性(導電率)、耐久性、平滑性を評価した。
<Evaluation of coating film (conductive film)>
The obtained conductive composition was applied to a PET film having a thickness of 100 μm, which is a sheet-like substrate, using an applicator, and then heated and dried at 120 ° C. for 30 minutes to form a film thickness on the PET substrate. A laminate having a conductive film of 20 μm was obtained. Using the obtained laminate, the conductivity (conductivity), durability, and smoothness were evaluated as follows.

(導電膜の導電性)
導電膜の体積抵抗率を、ロレスタGP(三菱化学アナリテック社製)を用いて4端子法で測定(JIS-K7194)し、以下の基準で判定した。
◎◎:体積抵抗率が2×10-3Ω・cm未満(極めて良好)
◎:体積抵抗率が2×10-3Ω・cm以上、3×10-3Ω・cm未満(非常に良好)
○:体積抵抗率が3×10-3Ω・cm以上、5×10-3Ω・cm未満(良好)
○△:体積抵抗率が5×10-3Ω・cm以上、7×10-3Ω・cm未満(使用可能)
△:体積抵抗率が7×10-3Ω・cm以上、1×10-2Ω・cm未満(不良)
×:体積抵抗率が1×10-2Ω・cm以上(極めて不良)
(Conductivity of conductive film)
The volume resistivity of the conductive film was measured by the 4-terminal method (JIS-K7194) using Loresta GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), and was determined according to the following criteria.
◎ ◎: Volume resistivity is less than 2 × 10 -3 Ω ・ cm (extremely good)
⊚: Volume resistivity is 2 × 10 -3 Ω ・ cm or more and less than 3 × 10 -3 Ω ・ cm (very good)
◯: Volume resistivity is 3 × 10 -3 Ω ・ cm or more and less than 5 × 10 -3 Ω ・ cm (good)
○ △: Volume resistivity is 5 × 10 -3 Ω ・ cm or more, 7 × 10 -3 Ω ・ cm or less (usable)
Δ: Volume resistivity is 7 × 10 -3 Ω ・ cm or more and less than 1 × 10 -2 Ω ・ cm (defective)
×: Volume resistivity is 1 × 10 -2 Ω · cm or more (extremely defective)

(導電膜の耐久性)
導電膜の耐久性を、硬度がHBの鉛筆を用いて引っかき硬度(鉛筆法)により評価した(JIS K5600-5-4:1999法準拠)。
◎:10回の試験でも塑性変形や凝集破壊が起こらない(非常に良好)
〇:2回の評価で塑性変形や凝集破壊が起こらない(良好)
△:2回の評価で塑性変形又は凝集破壊が起こっている(使用可能)
×:2回の評価で塑性変形及び凝集破壊が起こっている(使用不可)
(Durability of conductive film)
The durability of the conductive film was evaluated by scratch hardness (pencil method) using a pencil having a hardness of HB (JIS K5600-5-4: 1999 method compliant).
⊚: No plastic deformation or cohesive fracture occurs even after 10 tests (very good)
〇: No plastic deformation or cohesive fracture occurs in two evaluations (good)
Δ: Plastic deformation or cohesive fracture occurred in two evaluations (usable)
×: Plastic deformation and cohesive fracture occurred in two evaluations (cannot be used)

(導電膜の粗粒状態)
導電膜の表面を、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて目視で観察し評価した。
◎:粗大粒子が見られない(非常に良好)
〇:粗大粒子の面積合計が、表示範囲に対して5%以下(良好)
△:粗大粒子の面積合計が、表示範囲に対して5%以上10%以下(使用可能)
×:粗大粒子の面積合計が、表示範囲に対して10%以上(使用不可)
(Coarse grain state of conductive film)
The surface of the conductive film was visually observed and evaluated using a scanning electron microscope (SEM).
⊚: No coarse particles are seen (very good)
〇: The total area of coarse particles is 5% or less of the display range (good)
Δ: The total area of coarse particles is 5% or more and 10% or less with respect to the display range (usable).
X: The total area of coarse particles is 10% or more of the display range (cannot be used).

Figure 2022103133000002
Figure 2022103133000002

Figure 2022103133000003
Figure 2022103133000003

Figure 2022103133000004
Figure 2022103133000004

表2~4に記載された略称を下記に示す。
・UP-20:薄片化黒鉛UP-20(日本黒鉛工業社製)
・EC-300J:ケッチェンブラックEC-300J(ライオンスペシャリティーケミカルズ社製)
・NMP:N-メチルピロリドン
・100T:カーボンナノチューブ100T(Knano社製)
The abbreviations listed in Tables 2-4 are shown below.
-UP-20: Thinned graphite UP-20 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.)
-EC-300J: Ketjen Black EC-300J (manufactured by Lion Specialty Chemicals)
-NMP: N-methylpyrrolidone-100T: Carbon nanotube 100T (manufactured by Knano)

表2~4に示すように、本発明の導電性組成物は初期粘度が低く、優れた分散性、塗工適性を示した。また、該組成物より形成された導電膜は、導電性、平滑性に優れていた。さらに、本発明の導電性組成物は樹脂吸着量が低く、該組成物より形成された導電膜は、優れた耐久性を示した。
表2によれば、特に、バインダー樹脂(A)の酸価が10~60mgKOH/gの範囲であると、導電ネットワークの形成を阻害せず、かつ優れた膜強度を有する導電膜を形成することができるため導電性(導電率)や導電膜の耐久性が優れていた。中でも、酸価が10~40mgKOH/gの範囲であると、導電性や、導電膜の耐久性に加えて塗工適正が優れていた。
また、ホウ素含有炭素の炭素材料としてカーボンナノチューブを用いた実施例11A、11Bは、導電性が優れていた。
また、比表面積が大きいケッチェンブラックを用いたホウ素含有炭素材料を用いた場合、その比率を減らすと、導電性が向上した(実施例2A、2C)
As shown in Tables 2 to 4, the conductive composition of the present invention had a low initial viscosity and showed excellent dispersibility and coatability. Further, the conductive film formed from the composition was excellent in conductivity and smoothness. Further, the conductive composition of the present invention had a low amount of resin adsorbed, and the conductive film formed from the composition showed excellent durability.
According to Table 2, in particular, when the acid value of the binder resin (A) is in the range of 10 to 60 mgKOH / g, a conductive film that does not inhibit the formation of a conductive network and has excellent film strength is formed. Therefore, the conductivity (conductivity) and the durability of the conductive film were excellent. Above all, when the acid value was in the range of 10 to 40 mgKOH / g, the coating suitability was excellent in addition to the conductivity and the durability of the conductive film.
Further, Examples 11A and 11B in which carbon nanotubes were used as the carbon material of the boron-containing carbon had excellent conductivity.
Further, when a boron-containing carbon material using Ketjen black having a large specific surface area was used, the conductivity was improved by reducing the ratio (Examples 2A and 2C).

表3によれば、ホウ素含有炭素材料の炭素材料としてケッチェンブラックを用いた組成物は、ケッチェンブラックの配合量を少なくすることにより、分散安定性や分散初期粘度が向上した。
表4によれば、ホウ素含有炭素材料の炭素材料としてカーボンナノチューブを用いた組成物は、導電膜の導電性や平滑性が特に優れていた。
According to Table 3, in the composition using Ketjen Black as the carbon material of the boron-containing carbon material, the dispersion stability and the initial dispersion viscosity were improved by reducing the blending amount of Ketjen Black.
According to Table 4, the composition using carbon nanotubes as the carbon material of the boron-containing carbon material was particularly excellent in the conductivity and smoothness of the conductive film.

一方、酸価が低い樹バインダー樹脂を用いた比較例1では、耐久性と導電性が低下することが確認された。また、ホウ素を含まない炭素材料を用いた比較例2では、分散性や塗工適性が悪化し、導電性や耐久性の点からも劣っていた。 On the other hand, in Comparative Example 1 using a tree binder resin having a low acid value, it was confirmed that the durability and the conductivity were lowered. Further, in Comparative Example 2 using a carbon material containing no boron, dispersibility and coatability deteriorated, and conductivity and durability were also inferior.

Claims (9)

酸価が10mgKOH/g以上のバインダー樹脂(A)と、ホウ素含有炭素材料(B)とを含有する導電性組成物。 A conductive composition containing a binder resin (A) having an acid value of 10 mgKOH / g or more and a boron-containing carbon material (B). バインダー樹脂(A)の酸価が10~100mgKOH/gである請求項1記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 1, wherein the binder resin (A) has an acid value of 10 to 100 mgKOH / g. ホウ素含有炭素材料(B)が、ホウ素元素の含有量が0.001~15mol%である請求項1又は2記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 1 or 2, wherein the boron-containing carbon material (B) has a boron element content of 0.001 to 15 mol%. バインダー樹脂(A)がポリウレタン、ポリアミド及びポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む請求項1~3いずれか記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder resin (A) contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyamide and polyester. バインダー樹脂(A)の固形分と、ホウ素含有炭素材料(B)との質量比が、5:95~95:5である請求項1~4いずれか1項に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass ratio of the solid content of the binder resin (A) to the boron-containing carbon material (B) is 5:95 to 95: 5. ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料が、黒鉛、カーボンナノチューブ、グラフェンナノプレートレット及びグラフェンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~5いずれか1項に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbon material in the boron-containing carbon material (B) contains at least one selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes, graphene nanoplatelets and graphene. thing. ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料が黒鉛であり、該ホウ素含有炭素材料(B)は、励起レーザー波長532nmのレーザーラマンスペクトルにおけるDバンド(1330~1370cm-1)とGバンド(1560~1620cm-1)とのピーク強度の比(IG/ID)である[G/D]比が1.0以上である、請求項1~6いずれか1項に記載の導電性組成物。 The carbon material in the boron-containing carbon material (B) is graphite, and the boron-containing carbon material (B) has a D band (1330-1370 cm -1 ) and a G band (1560-1620 cm) in a laser Raman spectrum having an excitation laser wavelength of 532 nm. -1 ) The conductive composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the [G / D] ratio, which is the ratio (IG / ID) of the peak intensity to 1), is 1.0 or more. ホウ素含有炭素材料(B)における炭素材料がカーボンブラック、グラフェンナノプレートレット又はグラフェンであり、該ホウ素含有炭素材料(B)は、励起レーザー波長532nmのレーザーラマンスペクトルにおけるDバンド(1330~1370cm-1)とGバンド(1560~1620cm-1)とのピーク強度の比(IG/ID)である[G/D]比が0.5以上である、請求項1~6いずれか1項に記載の導電性組成物。 The carbon material in the boron-containing carbon material (B) is carbon black, graphene nanoplatelets or graphene, and the boron-containing carbon material (B) is a D band (1330-1370 cm -1 ) in a laser Raman spectrum having an excitation laser wavelength of 532 nm. ) And the [G / D] ratio, which is the ratio (IG / ID) of the peak intensity to the G band (1560-1620 cm -1 ), is 0.5 or more, according to any one of claims 1 to 6. Conductive composition. 請求項1~8いずれか記載の導電性組成物から形成される導電膜。 A conductive film formed from the conductive composition according to any one of claims 1 to 8.
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