JP2877816B2 - 導電性被覆組成物、その製造方法およびその用途 - Google Patents

導電性被覆組成物、その製造方法およびその用途

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JP2877816B2 JP63126037A JP12603788A JP2877816B2 JP 2877816 B2 JP2877816 B2 JP 2877816B2 JP 63126037 A JP63126037 A JP 63126037A JP 12603788 A JP12603788 A JP 12603788A JP 2877816 B2 JP2877816 B2 JP 2877816B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面に静電気が帯電するのを防止せしめる
導電性被覆組成物、その製造方法およびその用途に関す
る。
一般に非常に良好な絶縁性の合成樹脂より成る包装材
料は、一般に例えば爆発を防止する如き作業の安全性の
観点から帯電防止処理を行わなければならない。この場
合、内容物の確認を可能とする為に透明な導電性被覆が
特に望ましい。
他の用途の場合でも通例の合成樹脂が静電気の帯電性
が高いことが以下の困難をもたらす: −カレンダー成形フィルムおよび繊維の巻き取り挙動を
悪化させる。
−フィルム帯状物が加工の際および充填プラントにおい
て互いに付着し合う。
−合成樹脂容器を空にする際の火花の発生が爆発性ガス
−空気混合物(例えば、溶剤)の存在下に危険な爆発を
生じせしめ得る。
−合成樹脂部分の印刷性が妨害される。
−貯蔵の際に合成樹脂部分が埃を引きつけそして汚れ
る。
−電気に敏感な成分の包装物の場合に、該成分が包装を
解く際に静電気の帯電によって破壊される。
−写真用フィルムおよびレントゲン写真フィルムが、静
電気の帯電によっていわゆる“静電気による斑点(stat
ic marking)”により使用できなくなる。
合成樹脂の表面が帯電するのを回避するための沢山の
方法がある: a)合成樹脂およびカーボンブラックまたは金属粉末ま
たは金属繊維より成るコンパウンド。このものは、導電
性粒子自体が互いに接触した時に初めて作用するので
(浸出)、導電性材料を多量に添加する必要がある(一
般に5%〜30%)。これによって合成樹脂の一般的な性
質上のプロフィルが著しく変更され、その機械的性質が
著しく悪化し且つ色が全体的に変色する。
b)若干の合成樹脂の場合その表面を強いコロナ放電に
よって、静電気帯電がもはや生じない程に変性し得る。
しかし残念ながらこの効果は短時間で減少してしまい、
長期間の用途においてこの方法を用いることはできず、
しばしば被覆性を改善する為にのみ使用されている。
c)合成樹脂表面に例えば浸漬処理、含浸処理または噴
霧処理によって帯電防止剤を添加することによって導電
性の表面が造られる。この帯電防止剤は合成樹脂中に混
入することもでき、そうした場合にその効果が長期間持
続する。両方の場合とも、そうして処理した合成樹脂の
表面抵抗が空気中の湿気によって著しく左右されること
が大きな欠点である。特に、該物質が非常に低い湿度に
曝された場合に、その効力が迅速に低下する。
d)合成樹脂は真空状態でまたスパッター法によって金
属または無機系半導体で蒸着被覆することができる。こ
の金属層は、充分な透明度を達成するには非常に薄く塗
布しなければならない。それ故にこの層は非常に敏感で
あり、機械的なおよび/または化学的な損傷に対して追
加的な層によって保護しなければならない。この方法は
複雑であり、費用が掛り高価である。更に、使用可能な
材料の選択が腐食に対する感度によっても制限されてい
る。合成樹脂フィルムに蒸着される金属層は、更に追加
的な方法段階、例えば上述のコロナ処理によって改善し
なければならない程しばしばその層接合性が悪い。かゝ
る多層フィルム系においては、金属層が外部からの損傷
に対して更に誘電層によって保護されている。この誘電
層の厚さは所望の表面抵抗を達成する為に非常に正確に
守られなければならない。フィルムの内側の通例の帯電
防止層と共に、帯電した電荷を蓄えることも可能であ
り、それによって静電気帯電の回避を不充分にしか解決
できない。それ故にかゝる生成物は外部の電場に対して
遮蔽するのにだけ適している(ファラデーケージー(Fa
raday−cage)。
それ故に本発明の課題は、上述の欠点を有さず且つ加
えて任意の表面に適用できる導電性層を製造することで
ある。
本発明者は、置換チオフェン類の可溶性オリゴマーと
可溶性ポリマーとより成る被覆組成物が色々な基本に導
電性の良好な接合性の層を生成することができることを
見出した。
従って本発明は、単結合によって互いに連結されてい
る3〜10個の構造単位を持ち、統計的平均にて式(I) 〔式中、R1は炭素原子数1〜12のアルコキシ基または−
O(CH2CH2O)nCH3(n=1〜4)でありそしてR2は水
素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1
〜12のアルコキシ基または−O(CH2CH2O)nCH3(n=
1〜4)を意味するか またはR1はR2と一緒になって−O(CH2−CH2−ま
たは−O(CH2−O−であり、その際mは1〜12で
ある。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
造単位60〜100重量%、式(II) 〔式中、R4およびR5は互いに無関係に水素原子、ハロゲ
ン原子、炭素原子数1〜12のアルキル基またはアリール
基を意味するかまたはこれらが結合している炭素原子と
一緒に成って芳香族環を形成し、 R3およびR6は互いに無関係に水素原子を意味するかま
たはR3がR4およびそれらが結合している炭素原子と一緒
に成ってまたR5がR6およびそれらが結合している炭素原
子と一緒に成ってそれぞれ一つの芳香族環を形成し、 Xは酸素原子、硫黄原子、=NH基、=N−アルキル基
または=N−アリール基を意味する。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
造単位0〜40重量%、式(III) 〔式中、R7、R8、R9およびR10は互いに無関係に水素原
子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12
のアルコキシ基またはアリール基を意味し、 YおよびZは互いに無関係に酸素原子、硫黄原子、=
NH基、=N−アルキル基または=N−アリール基を意味
し、 R11はアリーレン基、ヘテロアリーレン基または式(C
H=CH)で表される共役二重結合系(但し、は0、
1、2または3である。)を意味する。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
造単位0〜40重量%、式(IV) 〔式中、R12およびR13は互いに無関係に水素原子、ハロ
ゲン原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数
1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜4のアルキルア
ミノ基または炭素原子数1〜4のアシルアミノ基を意味
し、R14はハロゲン原子、炭素原子数1〜12のアルキル
基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜
4のアルキルアミノ基または炭素原子数1〜4のアシル
アミノ基を意味しそして Xは上述の意味を有する。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
造単位0〜40重量%で構成されているオリゴマー10〜90
重量%−但し、このオリゴマーは酸化された状態におい
て双極性非プロトン性溶剤または溶剤混合物に25℃で完
全に溶解しそして100mlの溶剤または溶剤混合物に少な
くとも0.5gの該オリゴマーを溶解含有する溶液が25℃で
得られる−および 3.5(cal/ccm)1/2より大きいδ−値および6.5(ca
l/ccm)1/2より小さいδ−値を持つ溶剤に溶解するか
または該溶剤中で膨潤する重合体10〜90重量% より成る導電性被覆組成物に関する。
更に、本発明は、上記のオリゴマーと場合によっては
上記の重合体とを一緒に3.5(cal/ccm)1/2より大きい
δ−値および6.5(cal/ccm)1/2より小さいδ−値
を持つ溶剤または溶剤混合物に溶解させるかまたは膨潤
させ、そしてこの混合物を溶剤から回収することを特徴
とする、上記の導電性被覆剤を製造する方法にも関す
る。
また本発明は、上記被覆組成物を非導電性および半導
電性材料に導電性層を造る為に用いる方法に関する。
本発明の被覆組成物はオリゴマーおよび場合によって
は重合体より成る。
オリゴマーは2−位および/または5−位での結合に
よって式(I) 〔式中、R1は炭素原子数1〜12、殊に炭素原子数1〜
4、特に炭素原子数1〜2のアルコキシ基または−O
(CH2CH2O)nCH3(n=1〜4、殊に1または2)であ
りそしてR2は水素原子、炭素原子数1〜12、殊に炭素原
子数1〜4、特に炭素原子数1〜2のアルコキシ基、炭
素原子数1〜12、殊に炭素原子数1〜4のアルキル基ま
たは−O(CH2CH2O)nCH3(n=1〜4、殊に1または
2)を意味するか またはR1はR2と一緒に成って−O(CH2−CH2−ま
たは−O(CH2−O−であり、その際mは1〜12、
殊に1〜4である。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
造単位を含有している。
式(I)の代表例は3−メトキシチオフェン、3−エ
トキシチオフェン、3−プロポキシチオフェン、3−メ
トキシ−4−メチルチオフェン、3−メトキシ−4−エ
チルチオフェン、3−メトキシ−4−ブチルチオフェ
ン、3−エトキシ−4−メチルチオフェン、3−エトキ
シ−4−エチルチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェ
ン、3−エトキシ−4−メトキシチオフェン、3−ブト
キシ−4−メトキシチオフェン、3−(メトキシエトキ
シ)−チオフェン、3−(メトキシエトキシエトキシ)
−チオフェン、3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオ
フェンおよび3,4−(プロプ−3−イレン−1−オキ
シ)チオフェンである。これらの単量体(I)の混合物
も用いることができる。
単量体(I)に対する共重合体単量体としては、導電
性重合体を形成することができそして単量体(I)と共
重合し得るあらゆる芳香族化合物およびヘテロ芳香族化
合物がある。例としてここに式(II) 〔式中、R4およびR5は互いに無関係に水素原子、ハロゲ
ン原子、炭素原子数1〜12、殊に1〜4のアルキル基、
アリール基、殊にフェニル基またはチエニル基を意味す
るかまたはこれらが結合している炭素原子と一緒に成っ
て芳香族環、殊にベンゼン環、チオフェン環またはピロ
リン環を形成し、 R3およびR6は互いに無関係に水素原子を意味するかま
たはR4またはR5およびそれらが結合している炭素原子と
一緒に成ってそれぞれ一つの芳香族環、殊に殊にベンゼ
ン環、チオフェン環またはピロール環を形成し、 Xは酸素原子、硫黄原子、=NH基、=N−アルキル
基、殊に=N−C1〜C4アルキル基またはN−アリール
基、殊にN−フェニル基を意味する。〕 で表される化合物が挙げられる。
ピロール、3−クロロピロール、3−メチルピロー
ル、3,4−ジメチルピロール、N−メチルピロール、チ
エノ〔3,2−b〕ピロロール、カルバゾール、チオフェ
ン、3−メチルチオフェン、3−オクチルチオフェン、
3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジエチルチオフェン、
イソチアナフテンおよびチエノ〔3,2−b〕チオフェ
ン、ジチエノ〔3,2−b;2′,3′−d〕チオフェン、ジベ
ンゾチオフェン、殊にピロールおよび3−メチルチオフ
ェンが適している。
更に、単量体(I)に対する共重合性単量体として
は、式(III) 〔式中、R7、R8、R9およびR10は互いに無関係に水素原
子、炭素原子数1〜12、殊に1〜4のアルキル基、炭素
原子数1〜12のアルコキシ基、殊に炭素原子1〜4のア
ルコキシ基またはアリール基、殊にフェニル基またはチ
エニル基を意味し、 YおよびZは互いに無関係に酸素原子、硫黄原子、=
NH基、=N−アルキル基、殊に=N−C1〜C4アルキル基
または=N−アリール基、殊に=N−フェニル基を意味
し、 R11はアリーレン基、殊にフェニレン基、ヘテロアリ
ーレン基、殊にチエニレン基、フラニレン基、ピロリレ
ン基または式(CH=CH)−で表される共役二重結合系
(但し、は0、1、2または3である。)を意味す
る。〕 で表されるものが適している。
特に適しているのは、1,2−ジ−(2−チエニル)−
エテン、1,2−ジ−(3−メチルチエニル−2−イル)
−エテン、1,2−ジ−(2−フラニル)−エテン、1−
(2−フラニル)−2−(2−チエニル)−エテン、1
−(2−ピロール)−2−(2−チエニル)−エテン、
1,4−ジ−(2−チエニル)−ブタ−1,3−ジエン、1,4
−ジ−(2−フラニル)−ブタ−1,3−ジエン、1,4−ジ
−(2−チエニル)ベンゼン、テルチエニル(2,5−ジ
−(2−チエニル)チオフェン)、2,5−ジ−(2−チ
エニル)−ピロール、2,2′−ビチオフェン、3,3′−ジ
メチル−2,2′−ビチオフェン、3,3′−ジメトキシ−2,
2′−ビチオフェン、3,4′−ジメトキシ−2,2′−ビチ
オフェン、4,4′−ジメトキシ−2,2′−ビチオフェンで
ある。
上記の共重合性単量体(II)および(III)は互の混
合物の状態でも使用できる。化合物(II)および(II
I)の製造は従来技術から公知である。
このオリゴマーは3〜10個の構造単位、殊に4〜9個
の構造単位、特に5〜7個の構造単位を有している。式
(I)の単量体の少なくとも一種類から誘導されるこの
構造単位の量は、未ドープ処理オリゴマー中に存在する
構造単位を基準として統計的平均で60〜100重量%、殊
に90〜100重量%、特に95〜〜100重量%である。
式(II)の単量体から誘導される構造単位の量は、統
計的平均で0〜40重量%、殊に0〜10重量%であり、式
(III)の単量体から誘導される構造単位は、統計的平
均で0〜40重量%、殊に0〜10重量%存在する。
更に、オリゴマーの末端基は、重合度および物理的性
質を変える為に一般式(I)の単量体に添加してもよい
式(IV) 〔式中、R12およびR13は互いに無関係に水素原子;ハロ
ゲン原子、殊に塩素原子または臭素原子;炭素原子数1
〜12、殊に炭素原子数1〜4のアルキル基;炭素原子数
1〜12、殊に炭素原子数1〜4のアルコキシ基;炭素原
子数1〜4のアルキルアミノ基;または炭素原子数1〜
4のアシルアミノ基、殊にアセチルアミノ基を意味し、 R14はハロゲン原子;炭素原子数1〜12、殊に炭素原
子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜12、殊に炭素
原子数1〜4のアルコキシ基;炭素原子数1〜4のアル
キルアミノ基;または炭素原子数1〜4のアシルアミノ
基、殊にアセチルアミノ基を意味しそして Xは上述の意味を有する。〕 で表される単量体の構造単位で形成することができる。
式(IV)の化合物の例には2−メトキシチオフェン、
2−メチルチオフェン、2−ブロモチオフェン、2−ク
ロロチオフェン、2−アセチルアミノチオフェン、2−
ブロモ−3−メトキシチオフェン、2−ブロモ−4−メ
トキシチオフェン、2−クロロ−3−メトキシチオフェ
ン、2,3−ジメトキシチオフェン、2,4−ジメトキシチオ
フェン、2,3−ジメチルチオフェン、3−メトキシ−2
−メチルチオフェン、2−メトキシ−3−メチルチオフ
ェンおよび4−メトキシ−2−メチルチオフェン、2−
クロロ−4−メトキシチオフェン、2−アセチルアミノ
−3−メトキシチオフェン、2−メチルピロール、2−
ブロモピロール、2−クロロピロール、2−メチルフラ
ン、2−メトキシフランがある。2−位にある置換基に
よってこれらの化合物は連鎖停止作用を示す。(IV)の
量は、単量体の全体量を基準として一般に0〜40重量
%、殊に10重量%より少なく、特に5重量%より少な
い。
可溶性で導電性のオリゴマーは正の帯電を相殺する為
に酸化された状態で相応する数の陰イオンを含有してい
る。この場合、製造方法で使用される導電性塩の陰イオ
ンが適している。適する陰イオンの例としては以下のも
のが挙げられる;BF4 -、PF6 -、SbF6 -、SbCl6 -、FeCl4 -
Fe〔(CN)3-、F-、Cl-、Br-、SCN-、SO4 2-、HS
O4 -、PO4 3-、アルキル−SO3 -ペルフルオルアルキル
−SO3 -、アルール−SO3 -、アルキル−CO2 -、ペルフルオ
ルアルキル−CO2 -、アリール−CO2 -、フェノラート。熱
安定性の消失を伴うClO4 -およびNO3 -も適している。特
にBF4 -、PF6 -およびCF3SO3 -が有利である。オリゴマー
中に導入される上記の陰イオンの混合物が存在してもよ
い。単量体単位の数を基準としてこれら陰イオンの数は
大抵10〜30%、殊に15〜20%である。
オリゴマーおよびその製造はドイツ特許出願第P3,71
7,669.2号の対象である。
本発明の被覆組成物中に場合によっては同様に含有さ
れる重合体は、3.5、殊に5.5(cal/ccm)1/2より大きい
δ−値および6.5、殊に5.0(cal/ccm)1/2より小さい
δ−値を持つ溶剤または溶剤混合物に溶解するかまた
は該溶剤または溶剤混合物中で膨潤するべきである。
適する重合体には、ポリ−ビニルアセタール、ポリ−
ビニルアセテート、ポリ−無水マレイン酸、ポリ−N−
ビニルピロリドン、ポリ−4−ビニルピリジン、ポリ−
メチルメタクリレート、ポリ−エチルメタクリレート、
ポリ−アクロレイン、ポリ−ホルムアルデヒド、ポリ−
エチレンオキサイド、ポリ−プロピレンオキサイド、セ
ルロースアセテート、スチレン−アクリルニトリル共重
合体、ポリ−アクリルニトリル、ポリ−メタクリルニト
リル、ポリ−ビニルクロライド、ポリ−ビニリデンフル
オライド、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−N−
ビニルアセトアミド、ポリ−無水アクリル酸、ポリ−エ
チレンカルボナートまたはポリ−ε−カプロラクタム並
びに他の重合体または共重合体がある。
ポリ−メチルメタクリレート、スチレン−アクリルニ
トリル共重合体およびポリビニルアセタールが特に有利
である。
オリゴマーおよび場合によっては重合体の他に本発明
の被覆組成物は別の添加物、例えば安定剤、可塑剤、顔
料、艶消し剤、滑剤および他の添加物を含有していても
よい。
被覆組成物は全体量を基準として10〜90重量%、30〜
90重量%のオリゴマーおよび10〜90重量%、殊に10〜70
重量%の重合体を含有している。別の添加物も必要な場
合には追加的に添加する。
オリゴマーおよび重合体の為の溶剤または膨潤剤とし
ては、3.5、殊に5.5(cal/ccm)1/2より大きいδ−値
および6.5、殊に5.0(cal/ccm)1/2より小さいδ−値
を有している双極性非プロトン性溶剤を用いる。このδ
−値は、A.F.バートン(Barton)、Handbook of Solubi
lity Parameters and other Cohesin Parameters、CRC
Press 983、第153〜161頁に説明されている。
例えばアセトン、アセトニトリル、プロピオンニトリ
ル、ニトロメタン、ベンズアルデヒド、ベンズニトリ
ル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、ジエチ
ルスルファート、クロトンアルデヒド、シアン酢酸メチ
ルエステル、フルフラール、トリエチルホスフェート、
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
3−メトキシプロピオニトリル、N−メチルピロリド
ン、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロエタン、プ
ロピレンカルボナート、二酸化硫黄(−10℃)、スルホ
ランが適している。
特に、アセトニトリル、アクリルニトリル、ベンゾニ
トリル、γ−ブチロラクトン、ジエチルスルファート、
フルフラール、N−メチルピロリドン、ニトロプロパ
ン、プロピオニトリル、プロピレンカルボナート、トリ
エチルホスファートを用いるのが有利である。以下に若
干の特に有利な溶剤のδ−値を示す: δ δ フルフラール 7.45 2.55 プロピレンカルボナート 9.0 2.05 γ−ブチロラクトン 8.3 3.7 ジエチルスルファート 7.35 3.6 トリエチルホスファート 5.75 4.6 アセトニトリル 9.0 3.05 アクリルニトリル 8.7 3.4 プロピオニトリル 7.15 2.75 ニトロメタン 9.4 2.55 ニトロプロパン 6.05 2.05 N−メチル−ピロリドン 6.15 3.6 本発明の被覆組成物を製造する為には、オリゴマーお
よび場合によっては重合体を一緒に溶剤に溶解または溶
剤中で膨潤させる。これは、用いる溶剤または溶剤混合
物の融点と沸点との間の温度、殊に0℃〜80℃、特に20
〜60℃の範囲内で場合によっては撹拌または他の混合技
術の使用下に行う。溶剤中の両方の成分の濃度は0.1〜2
0、殊に0.5〜10重量%である。その後に必要な場合に
は、通例に用いられる添加物を添加する。
オリゴマーと重合体との量比を変えることによって被
覆組成物の性質、例えば被覆物の表面抵抗、比抵抗、造
膜性および被覆物の機械的性質、例えば透明度、耐摩耗
性、有機−および無機溶剤に対する耐久性を要求に対応
させることができる。
溶液または懸濁液から被覆組成物そのものを公知の方
法で回収することができるが、溶剤または懸濁液を直接
にさらに再利用するのが有利である。
この溶液は通例の方法、例えば任意の基体、例えばガ
ラス、金属、半導体および合成樹脂に重合体溶液を塗布
する際に使用される如き方法、即ち、スピン−コーティ
ング(Spin−coating)、幅広スリットダイスでの塗
装、ナイフ塗装、浸漬塗装、噴霧塗装、電着塗装、ロー
ル塗装、印刷およびこれらに類似の方法によって使用で
きる。被覆物の層厚は塗布法、乾燥条件および溶液の粘
度によって決められ、一般に20nm〜1,000nmの範囲内で
ある。
導電層の層厚は更に、所望の導電性および透明度に左
右される。層厚の増加と共に表面抵抗が小さく成り、透
明度が悪化する。用いる導電性オリゴマーは10-3S/cm〜
10S/cmの範囲内の比抵抗を有し、その結果100nmの層厚
では1×108オーム〜1×104オームの表面抵抗が得られ
る。100nmの層厚での吸光度は可視領域に0.1〜2.0の光
学濃度を持つ、550nm〜1,000nm、殊に600nm〜900nmの範
囲内最大値を有し、導電状態で被覆物は殆ど青色に見え
る。このことは、本発明の被覆物が可視領域において良
好に透明でありそして同時に電荷の導出という課題を非
常に良好に満足している。この様に塗布された導電性オ
リゴマー層が可視領域でも未だ透明である場合には、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリビニルクロライド、ポリアクリルニトリル等
の如き合成樹脂に塗布された該層が特に適している。
例えば写真フィルム、シートまたはオフセット印刷版
の為のアルミニウム製担体に被覆する際に用いられるの
と同じ方法および装置を用いることによって、フィルム
シート状物に簡単な方法で導電性層を設けることができ
る。基体が厚過ぎない場合には、一般に導電性層はフィ
ルムの片側だけに塗布する。しかし必要な場合には、フ
ィルムのもう一方の面にも導電性層を設けてもよい。こ
れは前面の導電性層と同じである必要はない。
更に、比較的に大きな内部表面積を持つ材料、例えば
繊維材料、ファブリック・ウエッブ、繊維、発泡体、発
泡した合成樹脂等に浸漬法によって塗布することもでき
る。
本発明の被覆組成物より成る1μmより薄い層厚の薄
層を塗布することによって、触媒、導電性のワイヤー、
センサー、半導体成分、太陽電池、太陽電池の保護被覆
物、遮蔽材料、赤外線およびマイクロ波の領域での迷彩
ペイント、面電熱体、特別の目的の電極、導電性あるい
は帯電防止仕上げフィルムおよび繊維、帯電防止仕上げ
発泡体、オーデオレコードを被覆する為のフィルム、フ
ィルム材料の為の導電性担持フィルム、特に写真用フィ
ルムおよびレントゲン用フィルムの為の導電性担持フィ
ルム、測定装置用目盛り被覆、スクリーンの前面に直接
的に塗布することによってまたはスクリーンの前面の被
覆されたガラス−または合成樹脂製板を置くことによっ
てまたは被覆されたフィルムを貼り付けることによって
帯電防止することと組み合わせたTVスクリーンのコント
ラストの増加、スクリーン用のタッチパネル配置物を簡
単に製造することができ、実現できる。
可溶性の導電性オリゴマーの特別な性質と非導電性重
合体との組み合わせが、通例の導電性重合体がドープ処
理された状態で溶解しなかったので、以前には不可能で
あった用途分野で使用することを可能としている。例え
ば、マイクロエレクトロニックの部材を製造する際に用
いられる方法、例えば薄膜技術の公知の方法、例えば感
光性塗料または抵抗体を用いてスピン−コーティングま
たは構造化に同様に利用できる。
以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
記載された量は重量に関する。
実施例 1 6.59部のテトラエチルアンモニウム−テトラフルオロ
硼酸塩、4.56部の3−メトキシチオフェンおよび300部
のアセトニトリルを冷却用ジャケットを備えた一体化電
解セル中に導入する。陰極は80mmの長さ、55mmの幅の薄
いV2A−鋼板より成る。陽極としては80mmの長さ、55mm
の幅で3mmの厚さの炭素製フェルト(約0.3kg/m2の単位
面積重量、約1.5m2/g〜比表面積(BET))を用いる(両
側の幾何学的面積は約90cm2)。陽極は陰極に対して平
行に2cmの間隔を置いて固定されており、ポリプロピレ
ン製ネットより成るスペーサーによって分離されてい
る。追加的にAg/AgCl−基準電極が使用されている(Ag/
AgClに対する陰極電位1.48V)。20℃の電解温度および4
00mAの陽極電流のもとで5〜11ボルトのセル電圧が得ら
れる。理論的に必要とされる電流の半分の後では、オリ
ゴマーが付着した陽極を新しいものに交換しそして理論
電流の消費後に電解が終了する。そして生成物が付着し
た陽極はその交換直後その都度乾燥しそしてメチレンク
ロラドを含有する浴中に入れそしてそこで繰り返し比較
的に長い時間に渡って浸出処理する。再び乾燥した後
に、オリゴマーの付着した炭素製フェルトをアセトニト
リルを含有する浴中で、オリゴマーが実質的に完全に溶
液状態に成るまでの間浸出処理する。その濃い暗褐色の
溶液を回転式蒸発器中で乾燥するまで濃縮する。粗生成
物を機械的に粉砕し、水で洗浄し、乾燥し、メチレンク
ロライドで12時間浸出処理し、次いで濾過しそして乾燥
する。更に精製する為に、得られた材料を再びアセトニ
トリルに溶解しそして10,000回転/分で0.5時間遠心分
離しそして遠心分離生成物を回転式蒸発器にて乾燥する
まで濃縮する。2.2部のブロンズ金属光沢の固体が得ら
れる。元素分析では以下の値が得られる:45.1%C、3.2
%H、23.1%S、9.6%F。粉砕した生成物の粉末圧縮
円板状物は7.1×10-3S/cmの比導電性を有している。DTG
の際に260℃までに10%より少ない重量損失が認められ
る。DSCは305℃で最大値を示す。未ドープ処理物質の質
量分析ではペンタナマーの分子イオン(m/e=562)およ
びヘキサナマーの分子イオン(m/e=674)が検出され
る。未ドープ処理物質のGPCにて、生成物の80%より多
い量がペンタナマーおよびヘキサナマーより成ることが
判る。テトラフルオルエチレン中でのUV/VIS/NIR−スペ
クトルにおいて、未ドープ処理ペンタナマーがλ=460n
mの所に最大値を示しそして未ドープ処理ヘキサナマー
はλ=486nmの所に最大値を示す。
以下の成分を撹拌によって100mlのアセトニトリルに
溶解する。0.8gの上記のオリゴマーおよび溶融指数MFI
(230/3.8)=11.0g/10分−DIN 53735に従って測定−お
よび分子量1.2×10-5g/モルの0.2gのポリ−メチルメタ
クリレート。この溶液を約1,000回転/分の回転数のス
ピン・コーティングによって50mm×50mmのガラス製基体
に塗布する。フィルムの厚さはプロフィールメーターに
て測定し、53.6nmである。この層は対峙する二つの辺の
所に導電性銀を有しておりそしてそれぞれの側で50μm
の直径の2本の銅線と接触している。比抵抗は−10V〜1
00Vの電圧のもとでV/Iモードでエレクトロメーターにて
測定する。比抵抗の平均値は2×103オーム・cmであ
る。同じ層の場合、660nmのところに最大値をそして0.3
7の光学密度を示す透過スペクトルを記録する。
同じ被覆用溶液を同じ条件のことで20cm・20cmの大き
なガラス製板の上に糸状に流し出す。層厚が一様で極め
て均一なフィルムがガラス上に得られる。この被覆され
たガラス板は、スクリーンの前に取り付けられる場合
に、ビデオスクリーンのコントラストを増加させるのに
非常に適し得る。スクリーンによって誘発される静電気
の電荷を導出する為にこのガラス板はその導電性の為に
利用することができる。この目的の為に導電性層を、上
記の如き細い銅線と縁部で導電性層を接触させ、そして
これを装置の保護用アースと接続する。これによってス
クリーンの汚染が回避されそして同時にコントラストが
向上する。
実施例 2 実施例1におけると同じ材料にて以下の溶液を製造す
る:0.5gの導電性オリゴマーおよび0.5gのポリ−メチル
メタクリレートを100mlのアセトニトリルに溶解したも
の。実施例1における如くスピンコーティングしそして
測定すると以下の測定値が得られる:層厚49.7nm、比抵
抗8×103オーム・cm、660nmのところの最大吸収および
0.27の光学密度。この溶液を同様に比較的に大きいガラ
ス製板上に糸状に流し出しそしてディスプレー・モニタ
ーの前に取り付ける。この場合にもコントラストの改善
および良好な帯電防止効果が得られる。
実施例 3 実施例1におけるのと同じ材料にて以下の溶液を100m
lのアセトニトリルにて調製しそしてガラス板上に糸状
に流しだす。0.2gの導電性オリゴマーおよび0.8gのポリ
−メチルメタクリレート。上述の方法での測定にて以下
のデータが得られる:層厚50.5nm、比抵抗4×106オー
ム・cm、650nmのところの最大吸収および0.1の光学密
度。ビデオ・スクリーンの前に取り付けると、帯電防止
効果が得られるが、コントラストの改善は実質上ない。
実施例 4 以下の成分を撹拌によって28mlのアセトニトリル、60
mlの3−メトキシプロピオニトリル、10mlのγ−ブチロ
ラクトンに溶解する:1.0gの実施例1の導電性オリゴマ
ーおよび実施例1におけるのと同じ種類の1.0gのポリ−
メチルメタクリレート。濃い青色の溶液が得られ、キス
−コート(Kiss−Coat)装置で使用し、1.5mの長さおよ
び0.2mの幅のポリエステルフィルムに塗布する。このフ
ィルムの厚さは125μmである。その装置中でフィルム
を無端ループ状物に貼り付けそして縦方向に配置された
二つのロールの上を通す。ロールの一本はモーターで駆
動されていてもよい。フィルムは直径20mmの下側のロー
ルに接触し、被覆用溶液の液表面に残留し、その際に溶
液がフィルムを湿潤しそして半月状物を形成する。駆動
するロールによってフィルムはその表面を被覆される。
この装置には乾燥装置が配備されており、その結果フィ
ルムは同時に乾燥できる。3.0m/分のベルト速度にて、
フィルム上に非常に良好に接合した2.1×108オームの表
面抵抗および670nmの波長の所に0.32の光学的密度を有
するフィルムが得られる。フィルムの均一性は卓越して
おり、こうして被覆されたフィルムへの接合は鋭角的な
角の上で引張っても損傷が無い。
実施例 5 4.33部の3−メトキシチオフェン、0.26部の3−エト
キシチオフェン、4.34部のテトラエチルアンモニウム−
テトラフルオロ硼酸塩および250部のアセトニトリルを
実施例1に従う電解セル中で、但し基準電極を用いずに
電解しそして生成を後処理する。1.2部のブロンズ様金
属光沢のある固体が得られる。元素分析では以下の値が
得られ:42.5%C、2.9%H、22.9%S、9.0%F。粉砕
した生成物の粉末圧縮円板状物は2.0×10-3S/cmの比導
電性を有している。DTGの際に210℃までに10%より少な
い重量損失が認められる。DSCは320℃で最大値を示す。
未ドープ処理物質の質量分析では、四個のメトキシチオ
フェン単位と一個のエトキシチオフェン単位とより成る
ペンタナマーの分子イオン(m/e=576)が検出される。
1gのこのオリゴマーを以下の組成の溶剤混合物100ml
に溶解する:2部のアセトニトリル、4部のプロピオニト
リル、2部の3−メトキシプロピオニトリル、2部のニ
トロメタン。これに0.8gのポリ−ビニルアセテート(分
子量:約35,000、軟化点:80〜100℃)を添加し、撹拌に
よって溶解しそして実施例4に記載したのと同じ装置に
おいて被覆加工する。その際ベルト速度は2.5m/分であ
る。フィルムとして100μmの厚さのポリエステル−フ
ィルムを用いる。2×107オームの表面抵抗を示す、フ
ィルム上に非常に良好に接合したフィルムが得られる。
実施例 6 以下の溶液を調製する:40mlのγ−ブチロラクトン、2
0mlのアセトニトリル、20mlのアセトン、10mlのプロピ
オニトリル中に、実施例1に記載の製法で製造した1gの
導電性オリゴマーを室温で撹拌によって溶解する。この
溶液を、噴霧塗装する為の市販の装置を用いて200μm
の厚さのPVC−フィルムを被覆する為に用いる。噴霧塗
装した導電性層の厚さは作用期間に依存している。被覆
されたフィルムの表面抵抗はDIN 53,482号に従う保護環
状電極を用いて測定し、4×106オームであり、光学的
密度は690nmで0.8である。
実施例 7 5.13部の3−エトキシチオフェン、4.34部のテトラエ
チルアンモニウム−テトラフルオロ硼酸塩および250部
のアセトニトリルを実施例1に従って電解しそして後処
理する。1.2部のブロンズ様金属光沢のある固体が得ら
れる。元素分析では以下の値が得られ:48.1%C、4.2%
H、19.9%S、8.5%F。粉砕した生成物の粉末圧縮円
板状物は1.0×10-2S/cmの非導電性を有している。DTGの
際に205℃までに10%より少ない重量損失が認められ
る。DSCは305℃で最大値を示す。未ドープ処理物質の質
量分析では、ペンタナマーの分子イオン(m/e=632)が
検出される。
30mlのγ−ブチロラクトン、10mlのニトロメタン、10
mlのN−メチルピローリドンおよび10mlのブチロニトリ
ルより成る溶剤混合物中に1gの上記のオリゴマーおよび
1.5gのスチレン−アクリルニトリル共重合体を添加し、
50℃で撹拌することによって溶解する。この溶液をスク
リーン印刷装置中に入れそしてPVCフィルムを印刷する
為に用いる。印刷されたパターンは、1mmの間隔で1mmの
幅の複数の互いに直角に交わる垂線より成る。DIN53,48
2に従って保護環状電極にて測定した表面抵抗は3×107
オームである。
実施例 8 実施例7におけるのと同じ溶液を、ポリアクリルニト
リルより成る100μmの太さの繊維を溶液に浸漬するこ
とによって被覆する為に用いる。1分の作用期間の場合
に、繊維表面に良好に接合する被覆物が得られる。こう
して被覆された繊維の抵抗は10mmの間隔のある導電性銀
と接続することによって測定し、1×108オームであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 165/00 - 165/04 C09D 5/24 C09D 201/00 - 201/10 C08L 65/00 - 65/04 C08G 61/12 H01B 1/00 - 1/12

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単結合によって互いに連結されている3〜
    10個の構造単位を持ち、統計学的平均で式(I) 〔式中、R1は炭素原子数1〜12のアルコキシ基または−
    O(CH2CH2O)nCH3(n=1〜4)でありそしてR2は水
    素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1
    〜12のアルコキシ基または−O(CH2CH2O)nCH3(n=
    1〜4)を意味するか またはR1はR2と一緒になって−O(CH2−CH2−また
    は−O(CH2−O−であり、その際mは1〜12であ
    る。〕 で表される構造単位60〜100重量%、式(II) 〔式中、R3は互いに無関係にハロゲン原子、炭素原子数
    1〜12のアルキル基またはアリール基を意味するかまた
    はこれらが結合している炭素原子と一緒に成って芳香族
    環を形成し、 Xは酸素原子、硫黄原子、=NH基、=N−アルキル基ま
    たは=N−アリール基を意味する。〕 で表される単量体の少なくとも一種類から誘導される構
    造単位0〜40重量%、式(III) 〔式中、R4、R5、R6およびR7は互いに無関係に水素原
    子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12
    のアルコキシ基またはアリール基を意味し、YおよびZ
    は互いに無関係に酸素原子、硫黄原子、=NH基、=N−
    アルキル基または=N−アリール基を意味し、 R8はアリーレン基、ヘテロアリーレン基または式(CH=
    CH)で表される共役二重結合系(但し、は0、1、
    2または3である。)を意味する。〕 で表される構造単位0〜40重量%、式(IV) 〔式中、R9およびR10は互いに無関係に水素原子、ハロ
    ゲン原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数
    1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜4のアルキルア
    ミノ基または炭素原子数1〜4のアシルアミノ基を意味
    し、R11はハロゲン原子、炭素原子数1〜12のアルキル
    基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜
    4のアルキルアミノ基または炭素原子数1〜4のアシル
    アミノ基を意味しそして Xは上述の意味を有する。〕 で表される構造単位0〜40重量%で構成されているオリ
    ゴマー10〜90重量%−但し、このオリゴマーは、その末
    端の構造単位が式(IV)のものでない場合には、末端構
    造単位の末端の自由結合手は水素に結合しており、そし
    て該オリゴマーは酸化された状態において、BF4 -、P
    F6 -、SbF6 -、SbCl6 -、FeCl4 -、Fe[(CN)3-、F-
    Cl-、Br-、SCN-、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、アルキル−CO2
    -、ペルフルオルアルキル−CO2 -、アリール−CO2 -およ
    びフェノラートより成る群から選択されるアニオンを含
    みそして双極性非プロトン性溶剤または溶剤混合物に25
    ℃で完全に溶解しそして100mlの溶剤または溶剤混合物
    に少なくとも0.5gの該オリゴマーを溶解含有する溶液が
    25℃で得られる−および 3.5(cal/ccm)1/2より大きいδ−値および6.5(cal/
    ccm)1/2より小さいδ−値を持つ溶剤に溶解するかま
    たは該溶剤中で膨潤する重合体10〜90重量%より成る導
    電性被覆組成物。
  2. 【請求項2】オリゴマーおよび重合体が3.5(cal/ccm)
    1/2より大きいδ−値および6.5(cal/ccm)1/2より小
    さいδ−値を持つ溶剤に一緒に溶解するかまたは該溶
    剤中で膨潤することを特徴とする、請求項1に記載の被
    覆組成物。
  3. 【請求項3】重合体がポリ−ビニルアセタール、ポリビ
    ニルアセテート、ポリ−無水マレイン酸、ポリ−N−ビ
    ニルピロリドン、ポリ−4−ビニルピリジン、ポリ−メ
    チルメタクリレート、ポリ−エチルメタクリレート、ポ
    リ−アクロレイン、ポリ−ホルムアルデヒド、ポリ−エ
    チレンオキシド、ポリ−プロピレンオキシド、セルロー
    スアセテート、スチレン−アクリルニトリル共重合体、
    ポリ−アクリルニトリル、ポリメタクリルニトリル、ポ
    リ−ビニルクロライド、ポリ−ビニルフルオライド、ポ
    リ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−N−ビニルアセト
    アミド、ポリ−アクリル酸無水物、ポリ−エチレンカル
    ボナートまたはポリ−ε−カプロラクタムである請求項
    1に記載の被覆組成物。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の被覆組成物を製造するに
    当たって、請求項1に記載のオリゴマーと請求項1に記
    載の重合体とを一緒に3.5(cal/ccm)1/2より大きいδ
    −値および6.5(cal/ccm)1/2より小さいδ−値を
    持つ溶剤に溶解させるかまたは該溶剤中で膨潤させ、そ
    してこの混合物を溶剤から回収することを特徴とする、
    上記被覆組成物の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の被覆組成物を非導電性お
    よび半導電性材料の上に導電性層を造る為に用いる方
    法。
  6. 【請求項6】請求項1に記載の被覆組成物で被覆された
    合成樹脂フィルム。
  7. 【請求項7】3.5(cal/ccm)1/2より大きいδ−値お
    よび6.5(cal/ccm)1/2より小さいδ−値を持つ双極
    性溶剤または溶剤混合物80〜99.9重量%に溶解された請
    求項1に記載の被覆組成物0.1〜20重量%を含有する、
    該導電性被覆組成物を含有する溶液。
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