JP2023018187A - Coating composition, method for producing coating film, and transparent conductive film - Google Patents

Coating composition, method for producing coating film, and transparent conductive film Download PDF

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Abstract

To provide a technique for more easily and efficiently obtaining a carbon nanotube-containing transparent conductive film.SOLUTION: A coating composition for forming a transparent conductive film contains carbon nanotubes, a sulfonic acid-based dispersant, a silicon compound-based binder, and an inorganic acid. The content of the carbon nanotubes is 0.4 mass% or less. The sulfonic acid-based dispersant is a polymer compound having a monomer unit containing an aromatic ring. The content of the sulfonic acid-based dispersant is 50-2,000 pts.mass based on 100 pts.mass of the carbon nanotubes.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、塗料組成物、塗膜の製造方法、及び透明導電膜に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coating composition, a method for producing a coating film, and a transparent conductive film.

近年、低抵抗の透明導電膜が、タッチパネル、有機ELディスプレイ、太陽電池、透明電極等の多様な分野において利用されている。透明導電材料として、ITO等の金属材料、PEDOT等の導電性高分子、カーボンナノチューブ等の炭素材料等の種々の材料が使用されることが報告されている。低抵抗の透明導電膜に用いられる透明導電材料は、実用化レベルでは、現状、ほとんどがITOである。しかし、ITO膜は、固く、屈曲性に乏しいという欠点がある。 In recent years, low-resistance transparent conductive films have been used in various fields such as touch panels, organic EL displays, solar cells, and transparent electrodes. It has been reported that various materials such as metal materials such as ITO, conductive polymers such as PEDOT, and carbon materials such as carbon nanotubes are used as transparent conductive materials. At present, most transparent conductive materials used for low-resistance transparent conductive films are ITO at the practical level. However, the ITO film has the drawback of being stiff and having poor flexibility.

カーボンナノチューブは、他の透明導電材料と比較してコスト安で耐久性にも優れ、屈曲性を要する製品への応用も期待できる。しかし、カーボンナノチューブは、他の導電材料と比べると比較的高抵抗であるので、透明導電膜に利用する際には、低抵抗化処理が行われる。代表的には、カーボンナノチューブ塗膜を形成した後に、膜を酸溶液に浸漬することにより、膜の低抵抗化を図る技術が知られている(特許文献1)。しかし、特許文献1の技術は、大量の酸溶液を使用するので煩雑性及び危険性が高い等の問題がある。また、その他の低抵抗化技術にも、煩雑性、危険性等の問題を有する。 Carbon nanotubes are less expensive and more durable than other transparent conductive materials, and are expected to be applied to products that require flexibility. However, since carbon nanotubes have a relatively high resistance compared to other conductive materials, they are subjected to resistance reduction treatment when used in transparent conductive films. Typically, a technique for reducing the resistance of a film by forming a carbon nanotube coating film and then immersing the film in an acid solution is known (Patent Document 1). However, the technique of Patent Literature 1 uses a large amount of acid solution, and thus has problems such as being complicated and highly dangerous. Other low-resistance techniques also have problems such as complexity and danger.

特開2014-207116号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-207116

本発明は、カーボンナノチューブ含有透明導電膜をより簡便且つ効率的に得る技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for obtaining a carbon nanotube-containing transparent conductive film more simply and efficiently.

本発明者は、研究を進める中で、カーボンナノチューブ塗膜を形成するための塗料に酸を配合し、塗膜形成後の酸処理を省くことを検討した。しかし、塗料に酸を配合する場合、塗料外観、塗膜外観、塗膜密着性等において問題が生じることを見出した。本発明者は、さらに研究を進めた結果、塗料に使用する分散剤、バインダー、酸等の種類が上記問題の原因であることを見出した。本発明者は、この知見に基づいて鋭意研究を進めた結果、カーボンナノチューブ、スルホン酸系分散剤、ケイ素化合物系バインダー、及び無機酸を含有する、塗料組成物、を用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。 In the course of research, the present inventors have considered adding an acid to the coating material for forming the carbon nanotube coating film and omitting the acid treatment after the coating film is formed. However, it has been found that when an acid is added to a paint, problems arise in paint appearance, paint film appearance, paint film adhesion, and the like. As a result of further research, the inventors of the present invention have found that the types of dispersants, binders, acids, etc. used in paints are the cause of the above problems. As a result of intensive research based on this knowledge, the present inventors have solved the above problems by using a coating composition containing carbon nanotubes, a sulfonic acid-based dispersant, a silicon compound-based binder, and an inorganic acid. I found a solution. That is, the present invention includes the following aspects.

項1. カーボンナノチューブ、スルホン酸系分散剤、ケイ素化合物系バインダー、及び無機酸を含有する、塗料組成物。 Section 1. A coating composition comprising carbon nanotubes, a sulfonic acid-based dispersant, a silicon compound-based binder, and an inorganic acid.

項2. 前記カーボンナノチューブの含有率が0.4質量%以下である、項1に記載の塗料組成物。 Section 2. Item 2. The coating composition according to Item 1, wherein the carbon nanotube content is 0.4% by mass or less.

項3. 前記スルホン酸系分散剤が芳香環を含むモノマー単位を有する高分子化合物である、項1又は2に記載の塗料組成物。 Item 3. Item 3. The coating composition according to Item 1 or 2, wherein the sulfonic acid-based dispersant is a polymer compound having a monomer unit containing an aromatic ring.

項4. 前記スルホン酸系分散剤の含有量が、前記カーボンナノチューブ100質量部に対して50~2000質量部である、項1~3のいずれかに記載の塗料組成物。 Section 4. Item 4. The coating composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the content of the sulfonic acid-based dispersant is 50 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotubes.

項5. 前記ケイ素化合物系バインダーがケイ酸塩又はコロイダルシリカである、項1~4のいずれかに記載の塗料組成物。 Item 5. Item 5. The coating composition according to any one of Items 1 to 4, wherein the silicon compound binder is a silicate or colloidal silica.

項6. 前記ケイ素化合物系バインダーの含有量が、前記カーボンナノチューブ100質量部に対して10~1000質量部である、項1~5のいずれかに記載の塗料組成物。 Item 6. Item 6. The coating composition according to any one of Items 1 to 5, wherein the content of the silicon compound binder is 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotubes.

項7. 前記無機酸が強酸である、項1~6のいずれかに記載の塗料組成物。 Item 7. Item 7. The coating composition according to any one of Items 1 to 6, wherein the inorganic acid is a strong acid.

項8. 前記無機酸の含有率が0.1~5質量%である、項1~7のいずれかに記載の塗料組成物。 Item 8. Item 8. The coating composition according to any one of Items 1 to 7, wherein the inorganic acid content is 0.1 to 5% by mass.

項9. 透明導電膜形成用である、項1~8のいずれかに記載の塗料組成物。 Item 9. Item 9. The coating composition according to any one of Items 1 to 8, which is for forming a transparent conductive film.

項10. (a)項1~9のいずれかに記載の塗料組成物を基材上に塗工する工程を含む、塗膜の製造方法。 Item 10. (a) A method for producing a coating film, comprising the step of applying the coating composition according to any one of Items 1 to 9 onto a substrate.

項11. (b)前記工程(a)により得られた塗膜を水で洗浄する工程を含む、項10に記載の製造方法。 Item 11. Item 11. The manufacturing method according to item 10, comprising (b) a step of washing the coating film obtained in step (a) with water.

項12. カーボンナノチューブ、硫黄原子、及びケイ素原子を含み、且つ表面抵抗率が500Ω/□以下である、透明導電膜。 Item 12. A transparent conductive film containing carbon nanotubes, sulfur atoms, and silicon atoms, and having a surface resistivity of 500Ω/□ or less.

項13. 表面抵抗率が300Ω/□以下である、項12に記載の透明導電膜。 Item 13. Item 13. The transparent conductive film according to Item 12, which has a surface resistivity of 300Ω/□ or less.

項14. 20℃遮光条件下において成膜から20日経過時の抵抗変化率が20%以下である、項12又は13に記載の透明導電膜。 Item 14. Item 14. The transparent conductive film according to Item 12 or 13, which has a resistance change rate of 20% or less after 20 days from the film formation under a light-shielding condition at 20°C.

本発明によれば、カーボンナノチューブを含む透明導電膜をより簡便且つ効率的に得ることができる技術を提供することができる。本発明によれば、表面抵抗がより安定に保たれたカーボンナノチューブ含有透明導電膜を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which can obtain the transparent conductive film containing a carbon nanotube more simply and efficiently can be provided. According to the present invention, it is possible to provide a carbon nanotube-containing transparent conductive film with more stable surface resistance.

塗膜を、20℃、遮光条件下で静置し、表面抵抗率の経時変化を測定した結果を示す。水処理は、塗膜作成時の洗浄を水のみで行った場合を示し、酸処理は、洗浄時に酸浸漬を行った場合を示す。横軸は成膜からの経過日数を示し、縦軸は抵抗変化率(=[(横軸の日数経過時の表面抵抗率-成膜直後の表面抵抗率)/成膜直後の表面抵抗率]×100 (%))を示す。The coating film was allowed to stand at 20°C under light-shielding conditions, and the change in surface resistivity over time was measured. Water treatment indicates the case where only water was used for washing during coating film formation, and acid treatment indicates the case where acid immersion was conducted during washing. The horizontal axis indicates the number of days elapsed since the film formation, and the vertical axis indicates the resistance change rate (= [(surface resistivity after the number of days on the horizontal axis - surface resistivity immediately after film formation) / surface resistivity immediately after film formation]. × 100 (%)). の塗膜のXPS解析結果を示す。ケイ素元素の103~104evのピークは、ケイ素元素の存在状態がシリカであることを示す。炭素元素の284~285evのピークは、カーボンの状態であることを示す。硫黄元素の168~170evのピークは、硫黄元素がスルホンの状態であることを示す。shows the XPS analysis results of the coating film. The 103-104ev peak of the silicon element indicates that the state of existence of the silicon element is silica. The 284-285ev peak of the carbon element indicates that it is in the state of carbon. The 168-170ev peak of elemental sulfur indicates that elemental sulfur is in the form of sulfone.

本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 As used herein, the expressions "contain" and "include" include the concepts "contain", "include", "consist essentially of" and "consist only of".

1.塗料
本発明は、その一態様において、カーボンナノチューブ、スルホン酸系分散剤、ケイ素化合物系バインダー、及び無機酸を含有する、塗料組成物(本明細書において、「本発明の塗料組成物」と示すこともある。)、に関する。以下に、これについて説明する。
1. In one aspect of the paint present invention, a paint composition containing carbon nanotubes, a sulfonic acid-based dispersant, a silicon compound-based binder, and an inorganic acid (herein referred to as the "coating composition of the present invention") There are also things.), related to. This will be explained below.

カーボンナノチューブとしては特に限定されず、アーク放電法、レーザ蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等により製造されたカーボンナノチューブを用いることができ、より具体的には、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ及びこれらの混合物のいずれも使用可能である。導電性に優れる点から、少なくとも単層カーボンナノチューブを含むことが好ましい。 Carbon nanotubes are not particularly limited, and carbon nanotubes produced by an arc discharge method, a laser vaporization method, a chemical vapor deposition method (CVD method) or the like can be used. More specifically, single-walled carbon nanotubes, Both double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes and mixtures thereof can be used. It preferably contains at least single-walled carbon nanotubes from the viewpoint of excellent conductivity.

カーボンナノチューブの長さは、1~2000μmであることが好ましく、より好ましくは5~1000μmであり、さらに好ましくは5~500μmである。カーボンナノチューブの長さが上記範囲内であると、導電層とした場合に導電性や透明性が優れる。 The length of the carbon nanotube is preferably 1-2000 μm, more preferably 5-1000 μm, and still more preferably 5-500 μm. When the length of the carbon nanotube is within the above range, the conductivity and transparency of the conductive layer are excellent.

カーボンナノチューブの直径は、単層カーボンナノチューブの場合、0.5~20nmであることが好ましく、1~10nmであることがより好ましい。カーボンナノチューブの直径が上記範囲内であると、導電層とした場合に導電性や透明性が優れる。 The diameter of the carbon nanotube is preferably 0.5 to 20 nm, more preferably 1 to 10 nm, in the case of single-walled carbon nanotubes. When the diameter of the carbon nanotube is within the above range, the conductivity and transparency of the conductive layer are excellent.

カーボンナノチューブのBET比表面積は、例えば100~5000m2/g、好ましくは500~3000 m2/g、より好ましくは700~2000 m2/gである。 The BET specific surface area of carbon nanotubes is, for example, 100-5000 m 2 /g, preferably 500-3000 m 2 /g, more preferably 700-2000 m 2 /g.

カーボンナノチューブは、1種単独であることができ、或いは2種以上の組合せであることができる。 Carbon nanotubes can be of one type alone or can be a combination of two or more types.

本発明の塗料組成物中のカーボンナノチューブの含有率は、カーボンナノチューブの分散性が著しく損なわれず、且つ透明導電膜を形成可能である限り、特に制限されない。該含有率は、例えば0.4質量%以下、好ましくは0.01~0.4質量%、より好ましくは0.02~0.3質量%、さらに好ましくは0.04~0.2質量%、よりさらに好ましくは0.07~0.15質量%である。 The content of carbon nanotubes in the coating composition of the present invention is not particularly limited as long as the dispersibility of carbon nanotubes is not significantly impaired and a transparent conductive film can be formed. The content is, for example, 0.4 mass % or less, preferably 0.01 to 0.4 mass %, more preferably 0.02 to 0.3 mass %, still more preferably 0.04 to 0.2 mass %, still more preferably 0.07 to 0.15 mass %.

スルホン酸系分散剤は、スルホ基(-SO3H)を部分構造として含む分散剤である限り、特に制限されない。スルホン酸系分散剤としては、好ましくは芳香環を含むモノマー単位を有する高分子化合物が挙げられる。 The sulfonic acid-based dispersant is not particularly limited as long as it contains a sulfo group (--SO 3 H) as a partial structure. The sulfonic acid-based dispersant preferably includes a polymer compound having a monomer unit containing an aromatic ring.

芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリアジン環が挙げられる。芳香環を含むモノマー単位としては、ベンゼン環を含むモノマー単位、ナフタレン環を含むモノマー単位、アントラセン環を含むモノマー単位、及びトリアジン環を含むモノマー単位から選ばれる1種以上のモノマー単位が挙げられる。 Aromatic rings include benzene, naphthalene, anthracene and triazine rings. The aromatic ring-containing monomer units include one or more monomer units selected from benzene ring-containing monomer units, naphthalene ring-containing monomer units, anthracene ring-containing monomer units, and triazine ring-containing monomer units.

芳香環を含むモノマー単位を有する高分子化合物の重量平均分子量は、例えば,1000~2,000,000である。当該重量平均分子量は、好ましくは5,000~1,500,000、より好ましくは20,000~1,000,000、さらに好ましくは50,000~700,000、よりさらに好ましくは100,000~500,000、とりわけ好ましくは150,000~300,000である。 The weight-average molecular weight of the polymer compound having monomer units containing aromatic rings is, for example, 1,000 to 2,000,000. The weight average molecular weight is preferably 5,000 to 1,500,000, more preferably 20,000 to 1,000,000, even more preferably 50,000 to 700,000, even more preferably 100,000 to 500,000, and most preferably 150,000 to 300,000.

ここで、「モノマー単位」とは高分子化合物中の「繰り返しユニット」を意味する。例えば、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物の場合、下記式のような「繰り返しユニット」をモノマー単位と呼ぶ。なお、下記式において、nは繰り返しユニット数を示す。 Here, "monomer unit" means a "repeating unit" in a polymer compound. For example, in the case of a sodium naphthalenesulfonate formalin condensate, a "repeating unit" such as the following formula is called a monomer unit. In the following formula, n indicates the number of repeating units.

Figure 2023018187000001
Figure 2023018187000001

芳香環を含むモノマー単位を有する高分子化合物として、具体的には、例えばポリスチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、それらの塩等が挙げられる。これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸又はその塩が好ましい。また、本発明の一態様においては、スルホン酸系分散剤は、塩の形態であることが好ましい。 Specific examples of polymer compounds having monomer units containing aromatic rings include polystyrenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid-formalin condensates, salts thereof, and the like. Among these, polystyrene sulfonic acid or salts thereof are preferred. Moreover, in one aspect of the present invention, the sulfonic acid-based dispersant is preferably in the form of a salt.

塩の形態であるスルホン酸系分散剤としては、特に制限されず、例えばナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。 The sulfonic acid-based dispersant in the form of a salt is not particularly limited, and examples thereof include sodium salts and potassium salts.

スルホン酸系分散剤としては、上記した高分子化合物以外にも、例えば分岐アルキルベンゼンスルホン酸、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸等のアルキルベンゼンスルホン酸、又はその塩を使用することができる。 As the sulfonic acid-based dispersant, alkylbenzenesulfonic acids such as branched alkylbenzenesulfonic acid and linear alkylbenzenesulfonic acid, or salts thereof can be used in addition to the above-described polymer compounds.

スルホン酸系分散剤は、1種単独であることができ、或いは2種以上の組合せであることができる。 The sulfonic acid-based dispersant can be used singly or in combination of two or more.

本発明の塗料組成物中のスルホン酸系分散剤の含有量は、カーボンナノチューブの分散性が著しく損なわれず、且つ透明導電膜を形成可能である限り、特に制限されない。該含有量(固形分換算)は、カーボンナノチューブ100質量部に対して、例えば50~2000質量部、好ましくは100~1500質量部、より好ましくは200~1000質量部、さらに好ましくは300~700質量部、よりさらに好ましくは400~600質量部である。 The content of the sulfonic acid-based dispersant in the coating composition of the present invention is not particularly limited as long as the dispersibility of carbon nanotubes is not significantly impaired and a transparent conductive film can be formed. The content (in terms of solid content) is, for example, 50 to 2000 parts by mass, preferably 100 to 1500 parts by mass, more preferably 200 to 1000 parts by mass, and still more preferably 300 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon nanotubes. parts, more preferably 400 to 600 parts by mass.

ケイ素化合物系バインダーとは、固体状又は液体状のケイ素化合物を水性分散媒中に含んでなるケイ素化合物の、コロイド分散液、溶液、又はエマルジョンである。ケイ素化合物系バインダーとしては、例えば、シリケート等のケイ酸塩類;コロイダルシリカ;シラン、シロキサン加水分解物エマルジョン;シリコーン樹脂エマルジョン;シリコーン-アクリル樹脂共重合体、シリコーン-ウレタン樹脂共重合体等のシリコーン樹脂と他の樹脂との共重合体のエマルジョン等を挙げることができる。これらの中でも、ケイ素化合物系バインダーとしては、ケイ酸塩又はコロイダルシリカが好ましく、ケイ酸塩がより好ましい。 A silicon compound binder is a colloidal dispersion, solution, or emulsion of a silicon compound containing a solid or liquid silicon compound in an aqueous dispersion medium. Silicon compound binders include, for example, silicates such as silicates; colloidal silica; silane, siloxane hydrolyzate emulsions; silicone resin emulsions; silicone resins such as silicone-acrylic resin copolymers and silicone-urethane resin copolymers. and emulsions of copolymers with other resins. Among these, silicates or colloidal silica are preferable as the silicon compound-based binder, and silicates are more preferable.

ケイ酸塩としては、例えばリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。これらの中でも、特に好ましくはリチウム塩が挙げられる。 Examples of silicates include lithium salts, sodium salts, potassium salts and the like. Among these, lithium salts are particularly preferred.

ケイ素化合物系バインダーは、1種単独であることができ、或いは2種以上の組合せであることができる。 The silicon compound-based binder can be used alone or in combination of two or more.

本発明の塗料組成物中のケイ素化合物系バインダーの含有量は、カーボンナノチューブの分散性が著しく損なわれず、且つ透明導電膜を形成可能である限り、特に制限されない。該含有量(固形分換算)は、カーボンナノチューブ100質量部に対して、例えば10~1000質量部、好ましくは20~700質量部、より好ましくは50~500質量部、さらに好ましくは100~400質量部、よりさらに好ましくは150~300質量部である。 The content of the silicon compound-based binder in the coating composition of the present invention is not particularly limited as long as the dispersibility of carbon nanotubes is not significantly impaired and a transparent conductive film can be formed. The content (in terms of solid content) is, for example, 10 to 1000 parts by mass, preferably 20 to 700 parts by mass, more preferably 50 to 500 parts by mass, and still more preferably 100 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon nanotubes. parts, more preferably 150 to 300 parts by mass.

無機酸は、無機化合物からなる酸であり、この限りにおいて特に制限されない。無機酸としては、例えば硝酸、硫酸、塩酸等の強酸;リン酸、ホウ酸等の弱酸が挙げられる。これらの中でも、強酸が好ましく、中でも硝酸、硫酸が好ましい。塗膜の表面抵抗の安定性の観点から、硫酸が特に好ましい。 The inorganic acid is an acid composed of an inorganic compound, and is not particularly limited in this respect. Examples of inorganic acids include strong acids such as nitric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid; and weak acids such as phosphoric acid and boric acid. Among these, strong acids are preferable, and nitric acid and sulfuric acid are particularly preferable. Sulfuric acid is particularly preferred from the viewpoint of the stability of the surface resistance of the coating film.

無機酸は、1種単独であることができ、或いは2種以上の組合せであることができる。 The inorganic acid can be one type alone, or can be a combination of two or more types.

本発明の塗料組成物中の無機酸の含有率は、カーボンナノチューブの分散性が著しく損なわれず、且つ透明導電膜を形成可能である限り、特に制限されない。該含有率は、例えば0.1~5質量%、好ましくは0.2~4質量%、より好ましくは0.5~3質量%、さらに好ましくは1~2質量%である。 The content of the inorganic acid in the coating composition of the present invention is not particularly limited as long as the dispersibility of the carbon nanotubes is not significantly impaired and a transparent conductive film can be formed. The content is, for example, 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 4% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass, still more preferably 1 to 2% by mass.

本発明の塗料組成物は、通常、溶媒を含有する。溶媒としては、主に水が挙げられる。溶媒としては、有機溶媒、水と有機溶媒の混合溶媒を使用することも可能である。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類;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、ジ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ジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールエーテルアセテート類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;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;トルエン、キシレン(o-、m-、あるいはp-キシレン)、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類:酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチル、オルト酢酸メチル、オルトギ酸エチル等のエステル類:N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、γ-ブチロラクトン、N-メチルピロリドン等のアミド化合物;トリメチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、カテコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、等のヒドロキシル基含有化合物;ジメチルスルホキシド等のスルホ基を有する化合物等が挙げられる。 The coating composition of the present invention usually contains a solvent. Solvents mainly include water. As the solvent, it is also possible to use an organic solvent or a mixed solvent of water and an organic solvent. Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and 1-propanol; ethylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Glycol ethers such as ethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; Glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate and diethylene glycol monobutyl ether acetate; Propylene such as propylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol Glycols; Propylene glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; Propylene glycol ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate; Diethyl ether Ethers such as , diisopropyl ether, methyl-t-butyl ether, and tetrahydrofuran; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; Toluene, xylene (o-, m-, or p-xylene), hexane, heptane, etc. Hydrocarbons: Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl acetoacetate, methyl orthoacetate, and ethyl orthoformate: Amides such as N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, and N-methylpyrrolidone Compound; hydroxyl group-containing compounds such as trimethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, catechol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin; dimethyl Examples thereof include compounds having a sulfo group such as sulfoxide.

本発明の塗料組成物は、上記以外の他の成分を含むことができる。他の成分として、スルホン酸系分散剤以外の分散剤、ケイ素化合物系バインダー以外のバインダーを含む場合、その含有量はより少ないことが好ましい。 The coating composition of the present invention may contain other components than those mentioned above. When a dispersant other than a sulfonic acid-based dispersant and a binder other than a silicon compound-based binder are included as other components, the content thereof is preferably as small as possible.

本発明の塗料組成物が、スルホン酸系分散剤以外の分散剤(他の分散剤)を含む場合、スルホン酸系分散剤の含有量は、分散剤(スルホン酸系分散剤と他の分散剤の合計)100質量%に対して、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、よりさらに好ましくは95質量%以上、とりわけ好ましくは99質量%以上である。 When the coating composition of the present invention contains a dispersant (other dispersant) other than a sulfonic acid dispersant, the content of the sulfonic acid dispersant is total) 100% by mass, for example 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, particularly preferably is 99% by mass or more.

本発明の塗料組成物が、ケイ素化合物系バインダー以外のバインダー(他のバインダー)を含む場合、ケイ素化合物系バインダーの含有量は、バインダー(ケイ素化合物系バインダーと他のバインダーの合計)100質量%に対して、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、よりさらに好ましくは95質量%以上、とりわけ好ましくは99質量%以上である。 When the coating composition of the present invention contains a binder (other binder) other than a silicon compound binder, the content of the silicon compound binder is 100% by mass of the binder (total of silicon compound binder and other binder). For example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more. .

本発明の塗料組成物は、各成分を混合することにより、得ることができる。カーボンナノチューブの分散性等の観点から、カーボンナノチューブ及び分散剤を含むカーボンナノチューブ分散溶液を予め調製し、該溶液とバインダー及び無機酸とを混合することにより、本発明の塗料組成物を得ることが好ましい。混合後は、必要に応じて、ろ過を行うことができる。 The coating composition of the present invention can be obtained by mixing each component. From the viewpoint of the dispersibility of carbon nanotubes, the coating composition of the present invention can be obtained by preparing in advance a carbon nanotube dispersion solution containing carbon nanotubes and a dispersant, and mixing the solution with a binder and an inorganic acid. preferable. Filtration can be performed after mixing, if necessary.

本発明の塗料組成物は凝集又はゲル化の問題が少なく、またこれを用いることにより、塗膜外観及び塗膜密着性が良好であり、且つ一定程度の低抵抗性を有するカーボンナノチューブ含有透明導電膜を、より簡便且つ効率的に得ることができる。 The coating composition of the present invention has little problem of aggregation or gelation, and by using it, the coating film appearance and coating film adhesion are good, and the carbon nanotube-containing transparent conductive material having a certain degree of low resistance Membranes can be obtained more easily and efficiently.

2.塗膜の製造方法
本発明は、その一態様において、(a)本発明の塗料組成物を基材上に塗工する工程を含む、塗膜の製造方法(本明細書において、「本発明の製造方法」と示すこともある。)、に関する。以下、これについて説明する。
2. Method for producing a coating film In one aspect of the present invention, a method for producing a coating film (herein referred to as "the (also referred to as “manufacturing method”). This will be explained below.

基材は、透明導電膜の基材として使用され得る樹脂(基材用樹脂)を含有する限り、特に制限されない。 The substrate is not particularly limited as long as it contains a resin that can be used as a substrate for a transparent conductive film (base resin).

基材は、本発明の効果が著しく損なわれない限りにおいて、基材用樹脂以外の成分が含まれていてもよい。その場合、基材中の基材用樹脂の合計量は、例えば80質量%以上、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上であり、100質量%未満である。 The base material may contain components other than the base material resin as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In that case, the total amount of the base resin in the base is, for example, 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, further preferably 99% by mass or more, and 100% by mass. is less than

基材用樹脂としては、特に制限されず、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリビニルブチラール(PVB)等のポリビニルアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリサルホン(PSF)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂等が挙げられる。これらの中でも透明性等の観点から、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等が挙げられ、より好ましくはポリエチレンテレフタレートが挙げられる。 The base material resin is not particularly limited, and examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polyester resins such as modified polyester, polyethylene (PE) resins, polypropylene (PP) resins, polystyrene resins, and cyclic olefin resins. Polyolefin resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and other vinyl resins, polyvinyl butyral (PVB) and other polyvinyl acetal resins, polyether ether ketone (PEEK) resins, polysulfone (PSF) resins, polyether sulfone ( PES) resin, polycarbonate (PC) resin, polyamide resin, polyimide resin, acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC) resin, and the like. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, polycarbonate and the like are preferred, and polyethylene terephthalate is more preferred, from the viewpoint of transparency and the like.

基材用樹脂は、1種単独であってもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。 The substrate resin may be used alone or in combination of two or more.

基材の厚みは、用途に応じた透明性及び強度が確保される限り、特に制限されない。基材の厚みは、例えば2~500μm、好ましくは10~400μm、より好ましくは20~300μm、さらに好ましくは50~200μm、よりさらに好ましくは70~150μmである。 The thickness of the substrate is not particularly limited as long as the transparency and strength suitable for the application are ensured. The thickness of the substrate is, for example, 2 to 500 μm, preferably 10 to 400 μm, more preferably 20 to 300 μm, even more preferably 50 to 200 μm, still more preferably 70 to 150 μm.

基材の層構成は特に制限されない。基材は、1種単独の基材から構成されるものであってもよいし、組成が同一又は異なる2種以上の基材が複数組み合わされたものであってもよい。 The layer structure of the substrate is not particularly limited. The base material may be composed of a single type of base material, or may be a combination of two or more types of base materials having the same or different compositions.

基材は、各種表面処理が施されたものであってもよい。表面処理としては、例えばコロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理等が挙げられる。 The substrate may be subjected to various surface treatments. Examples of the surface treatment include corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, surface activation treatment such as laser treatment, and the like.

塗工する方法は、特に制限されない。例えば、グラビアコート、リバースロールコート、ダイコート、エアドクターコート、ブレードコート、ロッドコート、バーコート、カーテンコート、ナイフコート、トランスファロールコート、スクイズコート、含浸コート、キスコート、スプレーコート、カレンダコート、押出コート等、従来公知の塗布方式を用いることができる。 The coating method is not particularly limited. For example, gravure coating, reverse roll coating, die coating, air doctor coating, blade coating, rod coating, bar coating, curtain coating, knife coating, transfer roll coating, squeeze coating, impregnation coating, kiss coating, spray coating, calendar coating, extrusion coating. etc., a conventionally known coating method can be used.

塗工後は、乾燥させることが好ましい。乾燥温度は、例えば50~200℃、好ましくは70~170℃、より好ましくは90~150℃である。乾燥時間は、乾燥温度によっても異なり得るが、例えば30秒間~15分間、好ましくは1分間~10分間、より好ましくは2分間~5分間である。 It is preferable to dry after coating. The drying temperature is, for example, 50-200°C, preferably 70-170°C, more preferably 90-150°C. The drying time may vary depending on the drying temperature, but is, for example, 30 seconds to 15 minutes, preferably 1 minute to 10 minutes, more preferably 2 minutes to 5 minutes.

本発明の製造方法は、(b)工程(a)により得られた塗膜を水で洗浄する工程を含む、ことが好ましい。これにより、塗膜の表面抵抗をさらに下げることができる。 The production method of the present invention preferably includes a step (b) of washing the coating film obtained in step (a) with water. Thereby, the surface resistance of the coating film can be further lowered.

洗浄の方法は特に制限されず、水が塗膜表面に接触する方法を各種採用することができる。典型的には、流水を塗膜表面に当たるようにして、洗浄することができる。洗浄時間は、例えば1~30秒程度とすることができる。 The washing method is not particularly limited, and various methods of contacting the coating film surface with water can be employed. Typically, it can be cleaned by directing running water against the coating surface. The washing time can be, for example, about 1 to 30 seconds.

洗浄後は、乾燥させることが好ましい。乾燥温度は、例えば50~200℃、好ましくは70~170℃、より好ましくは90~150℃である。乾燥時間は、乾燥温度によっても異なり得るが、例えば30秒間~15分間、好ましくは1分間~10分間、より好ましくは2分間~5分間である。 After washing, it is preferable to dry. The drying temperature is, for example, 50-200°C, preferably 70-170°C, more preferably 90-150°C. The drying time may vary depending on the drying temperature, but is, for example, 30 seconds to 15 minutes, preferably 1 minute to 10 minutes, more preferably 2 minutes to 5 minutes.

本発明の製造方法により得られた塗膜は、塗膜外観及び塗膜密着性が良好であり、且つ一定程度の低抵抗性及び透明性を示すことができる。このため、該塗膜は、透明導電膜として利用することができる。 The coating film obtained by the production method of the present invention has good coating film appearance and coating film adhesion, and can exhibit a certain degree of low resistance and transparency. Therefore, the coating film can be used as a transparent conductive film.

3.透明導電膜
本発明は、その一態様において、カーボンナノチューブ、硫黄原子、及びケイ素原子を含み、且つ表面抵抗率が500Ω/□以下である、透明導電膜(本明細書において、「本発明の透明導電膜」と示すこともある。)、に関する。以下、これについて説明する。
3. In one aspect of the transparent conductive film of the present invention, a transparent conductive film containing carbon nanotubes, sulfur atoms, and silicon atoms and having a surface resistivity of 500 Ω/□ or less (herein referred to as the “transparent conductive film of the present invention (also referred to as “conductive film”). This will be explained below.

本発明の透明導電膜は、本発明の製造方法により得ることができる。このため、本発明の透明導電膜は、本発明の塗料組成物に使用した分散剤及びバインダー由来の元素(硫黄元素及びケイ素元素)を含む。当該元素の有無は、X線光電子分光法(XPS)(試料角度75°、測定機器:アルバックファイ社製model5400又はその同等品)により、判定する。 The transparent conductive film of the invention can be obtained by the production method of the invention. Therefore, the transparent conductive film of the present invention contains elements (sulfur element and silicon element) derived from the dispersant and binder used in the coating composition of the present invention. The presence or absence of the element is determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (specimen angle 75°, measuring instrument: ULVAC-PHI model 5400 or equivalent).

XPSのグラフ(横軸:Binding Energy、縦軸:電子強度)において、硫黄元素の168~170evのピークは、硫黄元素がスルホンの状態であることを示す。このため、本発明の透明導電膜は、XPSのグラフにおいて硫黄元素の168~170evのピークを示すことが好ましい。 In the XPS graph (horizontal axis: binding energy, vertical axis: electron intensity), the 168-170ev peak of the sulfur element indicates that the sulfur element is in the sulfone state. For this reason, the transparent conductive film of the present invention preferably exhibits a peak of elemental sulfur at 168 to 170 ev in the XPS graph.

XPSのグラフにおいて、ケイ素元素の103~104evのピークは、ケイ素元素の存在状態がシリカであることを示す。また、XPSのグラフにおいて、ケイ素元素の102~103evのピークは、ケイ素元素の存在状態がケイ酸塩であることを示す。このため、本発明の透明導電膜は、XPSのグラフにおいてケイ素元素の103~104evのピーク及び/又は102~103evのピークを示すことが好ましい。 In the XPS graph, the 103-104ev peak of the silicon element indicates that the silicon element exists in silica. In addition, in the XPS graph, the 102-103ev peak of the silicon element indicates that the silicon element exists in a silicate. Therefore, the transparent conductive film of the present invention preferably exhibits a peak of silicon element at 103-104ev and/or a peak at 102-103ev in the XPS graph.

表面抵抗率は、低抵抗率計(Loresta-GP MCP-T610、三菱ケミカルアナリテック製)を用いて測定する。 The surface resistivity is measured using a low resistivity meter (Loresta-GP MCP-T610, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Tech).

本発明の透明導電膜の表面抵抗率は、好ましくは400Ω/□以下、より好ましくは300Ω/□以下である。当該表面抵抗率の下限は、特に制限されず、例えば10Ω/□、20Ω/□、又は40Ω/□である。 The surface resistivity of the transparent conductive film of the present invention is preferably 400Ω/□ or less, more preferably 300Ω/□ or less. The lower limit of the surface resistivity is not particularly limited, and is, for example, 10Ω/□, 20Ω/□, or 40Ω/□.

本発明の透明導電膜は、表面抵抗率が経時的に安定であることが好ましい。例えば、本発明の透明導電膜は、20℃遮光条件下において成膜から20日経過時の抵抗変化率(=[(20日経過時の表面抵抗率-成膜直後の表面抵抗率)/成膜直後の表面抵抗率]×100 (%))が20%以下(好ましくは15%以下)であることが好ましい。また、本発明の透明導電膜は、20℃遮光条件下において成膜から30日経過時の抵抗変化率(=[(30日経過時の表面抵抗率-成膜直後の表面抵抗率)/成膜直後の表面抵抗率]×100 (%))が30%以下(好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下)であることが好ましい。また、本発明の透明導電膜は、20℃遮光条件下において成膜から40日経過時の抵抗変化率(=[(40日経過時の表面抵抗率-成膜直後の表面抵抗率)/成膜直後の表面抵抗率]×100 (%))が30%以下(好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下)であることが好ましい。また、本発明の透明導電膜は、20℃遮光条件下において成膜から60日経過時の抵抗変化率(=[(60日経過時の表面抵抗率-成膜直後の表面抵抗率)/成膜直後の表面抵抗率]×100 (%))が30%以下(好ましくは25%以下)であることが好ましい。 The transparent conductive film of the present invention preferably has a stable surface resistivity over time. For example, the transparent conductive film of the present invention has a rate of change in resistance after 20 days from film formation under a light-shielding condition of 20° C. (=[(surface resistivity after 20 days)−surface resistivity immediately after film formation) Surface resistivity immediately after film]×100 (%)) is preferably 20% or less (preferably 15% or less). In addition, the transparent conductive film of the present invention has a resistance change rate 30 days after film formation under a light-shielding condition of 20°C (= [(surface resistivity after 30 days - surface resistivity immediately after film formation) / Surface resistivity immediately after film]×100 (%)) is preferably 30% or less (preferably 25% or less, more preferably 20% or less). In addition, the transparent conductive film of the present invention has a rate of change in resistance after 40 days from film formation under a light-shielding condition of 20°C (= [(surface resistivity after 40 days - surface resistivity immediately after film formation) / Surface resistivity immediately after film]×100 (%)) is preferably 30% or less (preferably 25% or less, more preferably 20% or less). In addition, the transparent conductive film of the present invention has a resistance change rate after 60 days from the film formation under a light-shielding condition of 20° C. Surface resistivity immediately after film]×100 (%)) is preferably 30% or less (preferably 25% or less).

本発明の透明導電膜は、基材に対する密着性が高いことが好ましい。例えば、基材上に形成された本発明の透明導電膜を碁盤目法(クロスカット試験(JIS K5400)、2mm角)で評価した場合、剥がれなかったマスの数/全マスの数 が、95以上/100であることが好ましく、100/100であることがより好ましい。 The transparent conductive film of the present invention preferably has high adhesion to the substrate. For example, when the transparent conductive film of the present invention formed on a base material is evaluated by a cross-cut method (cross-cut test (JIS K5400), 2 mm square), the number of unpeeled squares/the total number of squares is 95. It is preferably greater than or equal to /100, more preferably 100/100.

本発明の透明導電膜の可視光透過率は、例えば40%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、よりさらに好ましくは80%以上である。可視光透過率は、紫外可視近赤外分光光度計で測定される値である。具体的には、実施例の「(4-5)可視光透過率の測定」に記載の方法に従って測定及び算出される。 The visible light transmittance of the transparent conductive film of the present invention is, for example, 40% or higher, preferably 50% or higher, more preferably 60% or higher, even more preferably 70% or higher, and even more preferably 80% or higher. The visible light transmittance is a value measured with an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer. Specifically, it is measured and calculated according to the method described in "(4-5) Measurement of visible light transmittance" in Examples.

4.用途
本発明の透明導電膜は、その透明性及び導電性を必要とする各種用途、例えば液晶、プラズマ、フィールドエミッション等の各種ディスプレイ方式のテレビ、携帯電話等の各種電子機器のタッチパネルや表示素子における透明電極; 太陽電池、電磁波シールド材、電子ペーパー、エレクトロルミネッセンス調光素子等における透明電極; 電解めっきプライマー; 透明面状発熱体等の用途に用いることができる。
Four. Uses The transparent conductive film of the present invention can be used in various applications requiring its transparency and conductivity, such as televisions with various display systems such as liquid crystal, plasma, and field emission, and touch panels and display elements of various electronic devices such as mobile phones. Transparent electrodes; Transparent electrodes in solar cells, electromagnetic wave shielding materials, electronic paper, electroluminescence light control devices, etc.; Electroplating primers; Transparent planar heating elements.

以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited by these examples.

(1)材料
以下の塗料の作製で使用した材料を示す。
(1) Materials Show the materials used in the preparation of the following paints.

[単層カーボンナノチューブ(CNT)]
使用した単層CNTの詳細は表1に示すとおりである。
[Single-walled carbon nanotube (CNT)]
Details of the single-walled CNTs used are shown in Table 1.

Figure 2023018187000002
Figure 2023018187000002

[分散剤]
使用した分散剤の詳細は表2に示すとおりである。
[Dispersant]
Details of the dispersants used are as shown in Table 2.

Figure 2023018187000003
Figure 2023018187000003

[バインダー]
使用したバインダーの詳細は表3に示すとおりである。
[binder]
Details of the binders used are shown in Table 3.

Figure 2023018187000004
Figure 2023018187000004

[酸・塩基]
使用した酸・塩基の詳細は表4に示すとおりである。
[Acid/base]
Details of the acids and bases used are shown in Table 4.

Figure 2023018187000005
Figure 2023018187000005

(2)塗料の作製
実施例1~30及び比較例1~17の塗料を作製した。作製方法を以下に示す。各実施例及び比較例において使用した分散剤、バインダー、酸・塩基は、後述の表5~7に示す。
(2) Preparation of Paint Paints of Examples 1-30 and Comparative Examples 1-17 were prepared. The manufacturing method is shown below. Dispersants, binders, acids and bases used in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 5 to 7 below.

容器に分散剤を量り取り、イオン交換水を加えて溶解させた。得られた分散剤溶液に、単層CNT粉末を添加した。この際、単層CNT/分散剤=100/500(固形分比)、単層CNT固形分=0.1%になるように調製した。分散装置を用いて、単層CNTを水中に均一分散した。得られた単層CNT分散液に、バインダー、イソプロピルアルコール(IPA)、無機酸を添加し、攪拌した。この際、単層CNT/バインダー=1/3(固形分比)、単層CNT分散液/IPA/無機酸(1mol/L)=100/2/2(重量比)になるように調製した。得られた溶液を200メッシュのフィルターでろ過して、塗料を得た。 A dispersant was weighed into a container, and ion-exchanged water was added to dissolve the dispersant. Single-walled CNT powder was added to the resulting dispersant solution. At this time, the single-walled CNT/dispersant ratio was 100/500 (solid content ratio), and the single-walled CNT solid content was adjusted to 0.1%. Single-walled CNTs were uniformly dispersed in water using a dispersion device. A binder, isopropyl alcohol (IPA), and an inorganic acid were added to the obtained single-walled CNT dispersion and stirred. At this time, single-walled CNT/binder = 1/3 (solid content ratio) and single-walled CNT dispersion/IPA/inorganic acid (1 mol/L) = 100/2/2 (weight ratio). The resulting solution was filtered through a 200-mesh filter to obtain a paint.

(3)CNT塗膜の作製
実施例1~30及び比較例1~17の塗料を用いてCNT塗膜を作製した。作製方法を以下に示す。
(3) Fabrication of CNT Coating Films Using the paints of Examples 1-30 and Comparative Examples 1-17, CNT coating films were prepared. The manufacturing method is shown below.

厚み100μmのPETフィルム(可視光透過率90%)に、任意のバー径(0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.5mm)の塗工バーを用いて、バーコートで塗工した。得られた塗工フィルムを、熱風乾燥機にて120℃3分条件で乾燥させた。乾燥させた塗工フィルムの塗工面を、イオン交換水(流水)を用いて洗浄した(水処理)。この際、塗工面全体に流水が当たるようにした。洗浄時間は数秒~十秒程度とした。塗膜上の洗浄水を軽く振り落とし、熱風乾燥機にて120℃5分条件で、塗膜上の洗浄水が完全に乾くまで乾燥させて、CNT塗膜を得た。 A 100 μm-thick PET film (visible light transmittance 90%) was coated with a bar coater using a coating bar having an arbitrary bar diameter (0.15 mm, 0.2 mm, 0.25 mm, 0.3 mm, 0.5 mm). The resulting coated film was dried in a hot air dryer at 120°C for 3 minutes. The coated surface of the dried coated film was washed with ion-exchanged water (running water) (water treatment). At this time, running water was applied to the entire coated surface. The cleaning time was about several seconds to ten seconds. The washing water on the coating film was lightly shaken off, and the film was dried in a hot air dryer at 120°C for 5 minutes until the washing water on the coating film was completely dried to obtain a CNT coating film.

(4)塗料・塗膜の物性測定及び評価
(4-1)塗料外観の評価
塗料の外観を目視で確認した。具体的には、塗料中の凝集物の有無及び量、並びに塗料のゲル化の有無を確認した。以下の評価基準に従って評価した。
<塗料外観の評価基準>
〇:目視で凝集物なし(もしくは極少量)
×:目視で凝集物あり、塗料ゲル化。
(4) Measurement and evaluation of physical properties of paints and coating films
(4-1) Evaluation of Paint Appearance The appearance of the paint was visually confirmed. Specifically, the presence and amount of aggregates in the paint and the presence or absence of gelling of the paint were confirmed. It was evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria for paint appearance>
〇: Visually no aggregates (or extremely small amount)
x: Aggregates were visually observed, and the paint was gelled.

(4-2)水処理後塗膜外観の評価
水処理前後の塗膜の外観変化の有無を目視で確認した。以下の評価基準に従って評価した。
<水処理後の塗膜の外観の評価基準>
〇:処理前後で変化なし
△:塗膜流動によるCNT凝集あり
×:流水による塗膜剥がれあり。
(4-2) Evaluation of Appearance of Coating Film after Water Treatment The presence or absence of a change in the appearance of the coating film before and after water treatment was visually confirmed. It was evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria for appearance of coating film after water treatment>
◯: No change before and after treatment △: CNT aggregation due to coating film flow ×: Coating film peeling due to running water.

(4-3)塗膜密着性の評価
塗膜の密着性を碁盤目法(クロスカット試験(JIS K5400)、2mm角)で評価した。剥がれなかったマスの数/全マスの数 の値に基づいて以下の評価基準に従って評価した。
<塗膜密着性評価基準の評価基準>
〇:100/100
△:50~99/100
×:50未満/100。
(4-3) Evaluation of Coating Film Adhesion The coating film adhesion was evaluated by a crosscut method (cross-cut test (JIS K5400), 2 mm square). Evaluation was made according to the following evaluation criteria based on the value of the number of unpeeled squares/the total number of squares.
<Evaluation Criteria for Coating Adhesion Evaluation Criteria>
○: 100/100
△: 50 to 99/100
x: less than 50/100.

(4-4)表面抵抗率の測定
水処理前及び水処理後の塗膜の表面抵抗率を、低抵抗率計(Loresta-GP MCP-T610、三菱ケミカルアナリテック製)を用いて測定した。
(4-4) Measurement of surface resistivity The surface resistivity of the coating film before and after water treatment was measured using a low resistivity meter (Loresta-GP MCP-T610, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Tech).

(4-5)可視光透過率の測定
水処理後、積層体(PETフィルム+塗膜)の可視光透過率を、紫外可視近赤外分光光度計(V-770 Spectrophotometer、日本分光製)を用いて測定した。得られた測定値とPETフィルムのみの可視光透過率(90%)を式(1):(積層体(PETフィルム+塗膜)の可視光透過率/PETフィルムのみの可視光透過率)×100=塗膜のみの可視光透過率 (1) に代入し、塗膜のみの可視光透過率を算出した。
(4-5) Measurement of visible light transmittance After water treatment, the visible light transmittance of the laminate (PET film + coating film) was measured using a UV-visible near-infrared spectrophotometer (V-770 Spectrophotometer, manufactured by JASCO Corporation). was measured using The obtained measurement value and the visible light transmittance (90%) of the PET film alone are expressed by the formula (1): (visible light transmittance of the laminate (PET film + coating film) / visible light transmittance of the PET film only) × 100 = Visible light transmittance of the coating film only (1) was substituted to calculate the visible light transmittance of the coating film only.

(4-6)結果
結果を表5~7に示す。表中、「-」は未測定であることを示す。
(4-6) Results The results are shown in Tables 5-7. In the table, "-" indicates unmeasured.

Figure 2023018187000006
Figure 2023018187000006

Figure 2023018187000007
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Figure 2023018187000008
Figure 2023018187000008

(5)抵抗安定性の測定
実施例5~9と同じ材料を用いて塗料を作製した。組成は次のとおりである:CNT分散液(TL125)/リチウムシリケート35/IPA/H2SO4=10/0.1/0.2/0.2(重量比)。得られた塗料を用いて、上記「(3)CNT塗膜の作製」と同様にして塗膜を作製した。この際、水処理に代えて酸処理(1mol/L硝酸に2分間浸漬→流水洗浄)を行って塗膜を得たサンプルも用意した。得られた塗膜を、20℃、遮光条件下で静置し、表面抵抗率の経時変化を測定した。
(5) Measurement of resistance stability Using the same materials as in Examples 5 to 9, paints were prepared. The composition is as follows: CNT dispersion (TL125)/lithium silicate 35/IPA/H2SO4 = 10 /0.1/0.2/0.2 (weight ratio). Using the obtained paint, a coating film was produced in the same manner as in "(3) Preparation of CNT coating film" above. At this time, instead of water treatment, acid treatment (immersion in 1 mol/L nitric acid for 2 minutes→washing with running water) was also performed to obtain a coating film. The resulting coating film was allowed to stand at 20° C. under light-shielding conditions, and changes in surface resistivity over time were measured.

結果を図1に示す。図1の通り、水処理の場合の方が、表面抵抗がより安定であることが分かった。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, it was found that the surface resistance was more stable in the case of water treatment.

(6)塗膜表面の解析
実施例8の塗料を用いて、上記「(3)CNT塗膜の作製」と同様にして塗膜を作製した。得られた塗膜表面を、X線光電子分光法(XPS)(試料角度75°、測定機器:アルバックファイ社製model5400)で解析した。
(6) Analysis of Coating Film Surface Using the paint of Example 8, a coating film was prepared in the same manner as in “(3) Preparation of CNT coating film” above. The obtained coating film surface was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (specimen angle 75°, measuring instrument: model 5400 manufactured by ULVAC-PHI).

結果を図2に示す。塗料に使用した分散剤及びバインダー由来の元素(Si及びS)が存在することが分かった。 The results are shown in FIG. It was found that elements (Si and S) derived from the dispersant and binder used in the paint were present.

Claims (14)

カーボンナノチューブ、スルホン酸系分散剤、ケイ素化合物系バインダー、及び無機酸を含有する、塗料組成物。 A coating composition comprising carbon nanotubes, a sulfonic acid-based dispersant, a silicon compound-based binder, and an inorganic acid. 前記カーボンナノチューブの含有率が0.4質量%以下である、請求項1に記載の塗料組成物。 The coating composition according to claim 1, wherein the carbon nanotube content is 0.4% by mass or less. 前記スルホン酸系分散剤が芳香環を含むモノマー単位を有する高分子化合物である、請求項1又は2に記載の塗料組成物。 The coating composition according to claim 1 or 2, wherein the sulfonic acid-based dispersant is a polymer compound having a monomer unit containing an aromatic ring. 前記スルホン酸系分散剤の含有量が、前記カーボンナノチューブ100質量部に対して50~2000質量部である、請求項1~3のいずれかに記載の塗料組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the sulfonic acid-based dispersant is 50 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotubes. 前記ケイ素化合物系バインダーがケイ酸塩又はコロイダルシリカである、請求項1~4のいずれかに記載の塗料組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the silicon compound binder is a silicate or colloidal silica. 前記ケイ素化合物系バインダーの含有量が、前記カーボンナノチューブ100質量部に対して10~1000質量部である、請求項1~5のいずれかに記載の塗料組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the silicon compound binder is 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotubes. 前記無機酸が強酸である、請求項1~6のいずれかに記載の塗料組成物。 A coating composition according to any one of claims 1 to 6, wherein said inorganic acid is a strong acid. 前記無機酸の含有率が0.1~5質量%である、請求項1~7のいずれかに記載の塗料組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the inorganic acid content is 0.1 to 5% by mass. 透明導電膜形成用である、請求項1~8のいずれかに記載の塗料組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 8, which is for forming a transparent conductive film. (a)請求項1~9のいずれかに記載の塗料組成物を基材上に塗工する工程を含む、塗膜の製造方法。 (a) A method for producing a coating film, comprising the step of applying the coating composition according to any one of claims 1 to 9 onto a substrate. (b)前記工程(a)により得られた塗膜を水で洗浄する工程を含む、請求項10に記載の製造方法。 11. The manufacturing method according to claim 10, comprising the step of (b) washing the coating film obtained in step (a) with water. カーボンナノチューブ、硫黄原子、及びケイ素原子を含み、且つ表面抵抗率が500Ω/□以下である、透明導電膜。 A transparent conductive film containing carbon nanotubes, sulfur atoms, and silicon atoms, and having a surface resistivity of 500Ω/□ or less. 表面抵抗率が300Ω/□以下である、請求項12に記載の透明導電膜。 13. The transparent conductive film according to claim 12, which has a surface resistivity of 300Ω/□ or less. 20℃遮光条件下において成膜から20日経過時の抵抗変化率が20%以下である、請求項12又は13に記載の透明導電膜。 14. The transparent conductive film according to claim 12 or 13, which has a resistance change rate of 20% or less after 20 days from the film formation under light shielding conditions at 20°C.
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