JP5281209B1 - 導電性高分子の分散液、導電性高分子およびその用途 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体の存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより導電性高分子の分散液を得、上記導電性高分子を固体電解質として固体電解コンデンサを構成し、また、上記導電性高分子で導電性フィルムを構成する。
【選択図】 なし
Description
(I):スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸
(I):スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン
(I):スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン
(I):スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン
(I):スチレンスルホン酸と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルおよび不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン
(式中のR1は水素またはメチル基である)
で表される繰り返し単位を有するものが好ましく、このようなフェノールスルホン酸ノボラック樹脂としては、その重量平均分子量が5,000〜500,000のものが好ましい。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシエチル=9:1)の製造〕
この製造例1では、使用開始時のモノマーがスチレンスルホン酸とメタクリル酸エステルとしてのメタクリル酸ヒドロキシエチルとであって、それらの比率が質量比で9:1の共重合体の製造について説明する。なお、以下の製造例などにおいても、共重合体の組成の表示にあたっては、使用開始時のモノマーの質量比で表示する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシエチル=8:2)の製造〕
この製造例2では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシエチル=4:6)の製造〕
この製造例3では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が4:6の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸グリシジル=9:1)の製造〕
この製造例4では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸グリシジルとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:アクリル酸ヒドロキシエチル=9:1)の製造〕
この製造例5では、スチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:アクリル酸ヒドロキシエチル=8:2)の製造〕
この製造例6では、スチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシプロピル=9.8:0.2)の製造〕
この製造例7では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9.8:0.2の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシプロピル=9.5:0.5)の製造〕
この製造例8では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9.5:0.5の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:メタクリル酸ヒドロキシプロピル=9:1)の製造〕
この製造例9では、スチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン=9:1)の製造〕
この製造例10では、スチレンスルホン酸と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:ビニルトリメトキシシラン=9:1)の製造〕
この製造例11では、スチレンスルホン酸とビニルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン=9:1)の製造〕
この製造例12では、スチレンスルホン酸と3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
〔共重合体(スチレンスルホン酸:p−スチリルトリメトキシシラン=9:1)の製造〕
この製造例13では、スチレンスルホン酸とp−スチリルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の製造について説明する。
製造例1で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液600gを内容積1Lのステンレス鋼製容器に入れ、そこに触媒として硫酸第一鉄・7水和物を0.3g添加して溶解した。その中に3,4−エチレンジオキシチオフェンを4mLゆっくり滴下した。ステンレス鋼製の撹拌バネで撹拌し、容器に陽極を取り付け、撹拌バネに陰極を取り付け、1mA/cm2の定電流で18時間電解酸化重合して、導電性高分子を合成した。上記電解酸化重合後、水で4倍に希釈した後、超音波ホモジナイザー〔日本精機社製、US−T300(商品名)〕で30分間分散処理を行った。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例2で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。なお、この実施例2では、すべて実施例1と同様の操作を行って導電性高分子の分散液を得ていることから、この実施例2の導電子高分子の分散液には、実施例1の場合と同様に、ブタンジオールが添加されている。そして、このようなブタンジオールの添加は、以下に示す実施例3以後の導電子高分子の分散液に対しても同様に行われている。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例3で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が4:6の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例4で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸グリシジルとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例5で得たスチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例6で得たスチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例1で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例2で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例3で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が4:6の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例4で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸グリシジルとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例5で得たスチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例6で得たスチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例2で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液225gとフェノールスルホン酸ノボラック樹脂〔小西化学工業社製、重量平均分子量6万で、一般式(2)におけるR1が水素のもの〕の4%水溶液75gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
この実施例14では、まず、実施例1で得た導電性高分子の分散液と混合するためのスルホン化ポリエステルをドーパントとする導電性高分子の分散液を次に示すようにして得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例2で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例3で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例4で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例5で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いて導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例6で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例8で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
製造例1で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比9:1の共重合体の4%水溶液600gに代えて、ポリスチレンスルホン酸(テイカ社製、重量平均分子量100,000)の4%水溶液600gを用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性向上剤としてのブタンジオールを添加した導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比9:1の共重合体の4%水溶液600gに代えて、ポリスチレンスルホン酸(テイカ社製、重量平均分子量100,000)の4%水溶液300gとフェノールスルホン酸ノボラック樹脂〔小西化学工業社製、平均分子量6万で、一般式(2)におけるR1が水素のもの〕の4%水溶液300gとの混合液600gを用いた以外は、すべて製造例1と同様の操作を行って、導電性向上剤としてのブタンジオールを添加した導電性高分子の分散液を得た。
実施例21〜32および比較例3〜4
この実施例21〜32および比較例3〜4では、以下に示すように巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価し、また、その評価結果に基いて、実施例1〜12の導電性高分子の分散液と比較例1〜2の導電性高分子の分散液の評価をする。
HEWLETT PACKARD社製のLCRメーター(4284A)を用い、25℃の条件下で、100kHzで測定する。
静電容量:
HEWLETT PACKARD社製のLCRメーター(4284A)を用い、25℃の条件下で、120Hzで測定する。
漏れ電流:
巻回型アルミニウム固体電解コンデンサに、25℃で35Vの定格電圧を60秒間印加した後、デジタルオシロスコープにて漏れ電流を測定する。
漏れ電流不良の発生:
上記漏れ電流の測定で、漏れ電流が100μA以上のものは、漏れ電流不良が発生していると判断する。
実施例33〜44および比較例5〜6
この実施例33〜44および比較例5〜6では、導電性高分子からなる固体電解質と電解液とを併用した巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価する。なお、これらの巻回型アルミニウム固体電解コンデンサでは、導電性高分子からなる固体電解質以外にも電解液を用いているが、固体電解質を用いている点において変りはないので、これらのコンデンサも巻回型アルミニウム固体電解コンデンサとして表わす。
実施例45
この実施例45やそれに続く実施例46〜52および比較例7〜8では、タンタル固体電解コンデンサを作製して、その特性評価をする。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例14の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例15の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例16の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例17の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例18の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例19の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、実施例20の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、比較例1の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例13の導電性高分子の分散液に代えて、比較例2の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例45と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例53
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例10で得たスチレンスルホン酸と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。なお、この実施例53では、すべて実施例1と同様の操作を行って導電性高分子の分散液を得ていることから、この実施例53の導電性高分子の分散液には、実施例1の場合と同様に、ブタンジオールが添加されている。そして、このようなブタンジオールの添加は、以下に示す実施例54以後の導電性高分子の分散液に対しても同様に行われている。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例11で得たスチレンスルホン酸とビニルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例12で得たスチレンスルホン酸と3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例13で得たスチレンスルホン酸とp−スチリルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例10で得たスチレンスルホン酸と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例11で得たスチレンスルホン酸とビニルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例12で得たスチレンスルホン酸と3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
製造例1で得た共重合体の4%水溶液600gに代えて、製造例13で得たスチレンスルホン酸とp−スチリルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液300gとテイカ社製ポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量10万)の4%水溶液300gとの混合液を用いた以外は、すべて実施例1と同様の操作を行って、導電性高分子の分散液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例53で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例54で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例55で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例1で得た導電性高分子の分散液40gに代えて、実施例56で得た導電性高分子の分散液40gを用いた以外は、すべて実施例14と同様の操作を行って、異なるドーパントを用いた導電性高分子の分散液の混合液を得た。
実施例65〜72および比較例9〜10
この巻回型アルミニウム固体電解コンデンサでの評価(3)では、上記実施例53〜60の導電性高分子の分散液を用いて実施例65〜72の巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製し、それらとの比較のため、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を用いた比較例1の導電性高分子を用いて上記実施例65〜72と同様の操作を行って比較例9の巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製し、また、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸とフェノールスルホン酸ノボラック樹脂とを併用した比較例2の導電性高分子の分散液を用いて、上記実施例65〜72と同様の操作を行って比較例10の巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製して、それらの特性を評価する。以下それを詳細に説明する。
実施例73〜80および比較例11〜12
この巻回型アルミニウム固体電解コンデンサでの評価(4)では、導電性高分子からなる固体電解質と電解液とを併用した巻回型アルミニウム固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価する。実施例73〜80の巻回型アルミニウム固体電解コンデンサに関しては、上記実施例53〜60の導電性高分子の分散液を用いるが、それらと比較するための比較例11〜12には、前記巻回型アルミニウム固体電解コンデンサでの評価(3)の場合と同様に、比較例1〜2の導電性高分子の分散液を用いる。以下それを詳細に説明する。
実施例81
この実施例81やそれに続く実施例82〜84および比較例13〜14では、タンタル固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価する。
実施例61の導電性高分子の分散液に代えて、実施例62の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例81と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例61の導電性高分子の分散液に代えて、実施例63の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例81と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例61の導電性高分子の分散液に代えて、実施例64の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例81と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例61の導電性高分子の分散液に代えて、比較例1の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例81と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
実施例61の導電性高分子の分散液に代えて、比較例2の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例81と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを作製した。
まず、この積層型アルミニウム固体電解コンデンサでの評価にあたって使用する導電性高分子の分散液の調製例を実施例85〜91および比較例15〜16で示す。
実施例85
実施例1の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加し、次いで、28%アンモニア水溶液でpH4.0に調整して、実施例85の導電性高分子の分散液を得た。
実施例4の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加し、次いで、28%アンモニア水溶液でpH3.4に調整して、実施例86の導電性高分子の分散液を得た。
実施例5の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.5に調整して、実施例87の導電性高分子の分散液を得た。
実施例53の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.3に調整して、実施例88の導電性高分子の分散液を得た。
実施例54の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.5に調整して、実施例89の導電性高分子の分散液を得た。
実施例55の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH3.1に調整して、実施例90の導電性高分子の分散液を得た。
実施例56の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.0に調整して、実施例91の導電性高分子の分散液を得た。
比較例1の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.5に調整して、比較例15の導電性高分子の分散液を得た。
比較例2の導電性高分子の分散液50gを200mlの攪拌機付ビーカーに入れ、撹拌しながら純水50gを添加した。その後、ポリエチレングリコール400を0.5g添加した後、28%アンモニア水溶液でpH4.6に調整して、比較例16の導電性高分子の分散液を得た。
実施例92
縦10mm × 横3.3mm のアルミニウムエッチド箔について、縦方向の一方の端から4mmの部分と、他方の端から5mmの部分とに分けるように、上記箔の横方向に幅1mmでポリイミド溶液を塗布し、乾燥した。次に、上記アルミニウムエッチド箔の縦方向の片端(ただし、前記他方の端)から5mmの部分の、該片端から2mmの箇所に、陽極としての銀線を取り付けた。また、上記箔の縦方向の片端(ただし、前記一方の端)から4mmの部分(4mm×3.3mm)を、濃度が10%のアジピン酸アンモニウム水溶液を用いて化成処理を行って誘電体被膜を形成させ、設定静電容量が25μF以上、設定ESRが10mΩ以下のコンデンサ素子を作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例86の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例17の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例87の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例18の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例88の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例61の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例89の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例62の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例90の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例63の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、実施例91の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、実施例64の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、比較例15の導電性高分の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、比較例1の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
実施例85の導電性高分子の分散液に代えて、比較例16の導電性高分子の分散液を用い、かつ、実施例14の導電性高分子の分散液に代えて、比較例2の導電性高分子の分散液を用いた以外は、すべて実施例92と同様の操作を行って、積層型アルミニウム固体電解コンデンサを作製した。
この透明導電性フィルムでの評価では、本発明の導電性高分子の分散液を用いて実施例99〜109の透明導電性フィルムを作製し、それらとの比較のため、ポリスチレンスルホン酸をドーパントとして合成した導電性高分子の分散液を用いて比較例19の透明導電性フィルムを作製して、それらの特性を評価する。
製造例1で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体の4%水溶液600gを内容積1Lのステンレス鋼製容器に入れ、そこに触媒として硫酸第一鉄・7水和物を0.3g添加して溶解した。その中に3,4−エチレンジオキシチオフェンを4mLゆっくり滴下した。ステンレス鋼製の撹拌バネで撹拌し、容器に陽極を取り付け、撹拌バネに陰極を取り付け、1mA/cm2の定電流で18時間電解酸化重合して、導電性高分子を合成した。上記電解酸化重合後、水で4倍に希釈した後、超音波ホモジナイザー〔日本精機社製、US−T300(商品名)〕で30分間分散処理を行った。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例2で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が8:2の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得た。この実施例100の透明導電性フィルム用塗料は、実施例99と同様の操作を行って得たものであることから、実施例99と同様にバインダとしてのスルホン化ポリエステルが添加されている。また、ドーパントとして用いた共重合体も、実施例99と同様に、4%水溶液にし、その4%水溶液を600g使用している。そして、これらは、以下に示す実施例101〜109の透明導電性フィルム用塗料や比較例19の透明導電性フィルム用塗料においても同様である。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例4で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸グリシジルとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例5で得たスチレンスルホン酸とアクリル酸ヒドロキシエチルとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例7で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9.8:0.2の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例8で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9.5:0.5の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例9で得たスチレンスルホン酸とメタクリル酸ヒドロキシプロピルとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例10で得たスチレンスルホン酸と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例11で得たスチレンスルホン酸とビニルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例12で得たスチレンスルホン酸と3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電フィルム用塗料を得た、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、製造例13で得たスチレンスルホン酸とp−スチリルトリメトキシシランとの質量比が9:1の共重合体を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電性フィルム用塗料を得、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
製造例1で得た共重合体に代えて、ポリスチレンスルホン酸(テイカ社製、重量平均分子量100,000)を用いた以外は、すべて実施例99と同様の操作を行って、透明導電フィルム用塗料を得た、その透明導電性フィルム用塗料を実施例99と同様に透明ポリエステルシートに塗布し、乾燥して透明導電性フィルムを得た。
三菱化学アナリテック社製ロレスタ−GP〔MCP−T610型、直列4探針プローブ(ASP)〕を用いて温度250℃で測定した。
測定にあたっては、各試料とも10個ずつ用い、表15に示す表面抵抗値は、それら10個の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。そして、この表面抵抗値が小さいほど、試験に供した透明導電性フィルムの導電性が高いことを示す。
スガ試験機株式会社製HZ−2P型〔ダブルビ−ム形式(C光・D65光)〕を用い、温度25℃で測定した。測定にあたっては、各試料とも10個ずつ用い、表15に示す全光線透過率値は、それら10個の平均値を求め、小数点第二位を四捨五入して示したものである。
スガ試験機株式会社製HZ−2P型〔ダブルビ−ム形式(C光・D65光)〕を用い、温度25℃で測定した。測定にあたっては、各試料とも10個ずつ用い、表15に示すHaze値は、それら10個の平均値を求め、小数点第二位を四捨五入して示したものである。そして、このHazeは、値が小さいほど、透明性が高いことを示す。
クロスカットガイドを用いてJIS−K−5600に規定の方法により温度25℃で試験し、剥離した格子目の数を調べた。表16には、クロスカットテープ剥離試験に供した全格子目数の25を分母に示し、剥離した格子目の数を分子に示す態様で表示する。
ラビングテスター(荷重100g、先端接触部にガーゼを巻き、固定した)を用い、50往復した前後の表面抵抗値の変化率を調べ、表16には下記の計算式により求めた表面抵抗値変化率で示す。この表面抵抗変化率が小さいほど密着性が良いことを示す。
(表面抵抗値変化率) = (耐傷性試験後の表面抵抗値) ÷ (耐傷性試験前の表面抵抗値)
上記表面抵抗値や全光線透過率などの測定に使用したものとは別途作製した実施例99〜109および比較例19の透明導電性フィルム(以下、この「透明導電性フィルム」を簡略化して「フィルム」という場合がある)について、前記と同様に、表面抵抗値を測定した後、耐湿熱性試験については、それらのフィルムを下記の(A)および(B)の条件
(A)65℃で相対湿度95%の恒温恒湿機中
(B)85℃で相対湿度85%の恒温恒湿機中
下において静置状態でそれぞれ別々に250時間貯蔵し、その貯蔵後、130℃で90秒間乾燥し、その後、前記と同様に、表面抵抗値を測定した。そして、それらの結果に基づき、次の式により、耐湿熱性試験下での貯蔵による表面抵抗値の変化率を求めた。
(表面抵抗値変化率) = (耐湿熱性試験後の表面抵抗値) ÷ (耐湿熱性試験前の表面抵抗値)
(C)85℃のオーブン中
下において静置状態でそれぞれ別々に250時間貯蔵した後、前記と同様に、表面抵抗値を測定し、その貯蔵による表面抵抗値の変化率を次の式により求めた。
(表面抵抗値変化率) = (耐熱性試験後の表面抵抗値) ÷ (耐熱性試験前の表面抵抗値)
(A)「65℃相対湿度95%の恒温恒湿機中」→「65℃/95%」
(B)「85℃相対湿度85%の恒温恒湿機中」→「85℃/85%」
(C)「85℃のオーブン中」→「85℃」
Claims (12)
- スチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体の存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られたことを特徴とする導電性高分子の分散液。
- 下記(I)と(II)との存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られたことを特徴とする導電性高分子の分散液。
(I):スチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸 - 下記(I)の存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られた導電性高分子と、下記(III)の存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られた導電性高分子とを含むことを特徴とする導電性高分子の分散液。
(I):スチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン - 下記(I)と(II)との存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られた導電性高分子と、下記(III)の存在下で、チオフェンまたはその誘導体を水中または水と水混和性溶剤との混合物からなる水性液中で酸化重合することにより得られた導電性高分子とを含むことを特徴とする導電性高分子の分散液。
(I):スチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸
(III):スルホン化ポリエステルおよびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーアニオン - 前記共重合体のスチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの比率が、質量比で、1:0.01〜0.1:1であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の導電性高分子の分散液。
- 下記(I)と(II)との比率が、質量比で、1:0.01〜0.1:1であることを特徴とする請求項2または請求項4記載の導電性高分子の分散液。
(I):スチレンスルホン酸と、不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物またはその加水分解物から選ばれる少なくとも1種の非スルホン酸系モノマーとの共重合体
(II):ポリスチレンスルホン酸 - 不飽和炭化水素含有アルコキシシラン化合物が、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜6のいずれかに記載の導電性高分子の分散液。
- チオフェンの誘導体が、3,4-エチレンジオキシチオフェンである請求項1〜7のいずれかに記載の導電性高分子の分散液。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の導電性高分子の分散液に沸点が150℃以上の高沸点有機溶剤または糖類からなる導電性向上剤を添加したことを特徴とする導電性高分子の分散液。
- さらにバインダを添加したことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の導電性高分子の分散液。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の導電性高分子の分散液を乾燥して得られたことを特徴とする導電性高分子。
- 請求項11記載の導電性高分子からなることを特徴とする導電性フィルム。
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