JP6515609B2 - 導電性高分子水溶液、及び導電性高分子膜並びに該被覆物品 - Google Patents
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Description
(1)高分子基材への塗布性を改善する新規な導電性高分子水溶液を提供すること、及び
(2)高い導電性を有する導電性高分子膜並びにその被覆物品を提供すること、である。
[1]
下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を0.01〜10重量%、並びに非イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の界面活性剤(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。
[2]
アミン化合物の共役酸が、イミダゾール化合物の共役酸又は[NH(R1)3]+を表し、R1は各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基を表す上記[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[3]
アミン化合物の共役酸が[NH(R1)3]+を表し、R1は各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルキル基、アミノ基、若しくはヒドロキシ基を有する炭素数1〜6のアルキル基を表す上記[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[4]
第4級アンモニウムカチオンが、テトラメチルアンモニウムカチオン、又はテトラエチルアンモニウムカチオンであることを特徴とする[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[5]
界面活性剤(B)が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの共重合体、ポリエチレングリコール型界面活性剤、アセチレングリコール型界面活性剤、多価アルコール型界面活性剤、及びベタイン型両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[6]
界面活性剤(B)が、ポリエチレングリコール型界面活性剤、アセチレングリコール型界面活性剤、多価アルコール型界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[7]界面活性剤(B)が、水への溶解度が0.01重量%以上であり、且つグリフィン法HLB(親水親油バランス)が7〜20の範囲であることを特徴とする上記[1]乃至[6]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[8]
さらに、アルコール及び水溶性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の水溶性
化合物(C)を含むことを特徴とする上記[1]乃至[7]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[9]
水溶性化合物(C)を、0.001〜10重量%含むことを特徴とする上記[8]に記載の導電性高分子水溶液。
[10]
アルコールが、エタノール、2価のアルコール、3価のアルコール、及び糖アルコールからなる群より選択される少なくとも一種のアルコールであることを特徴とする上記[8]又は上記[9]に記載の導電性高分子水溶液。
[11]
水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性ポリエステル、及び水溶性ポリウレタンからなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記[8]乃至[10]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[12]
pHが10以下であることを特徴とする上記[1]乃至[11]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[13]
さらに、アミン化合物(D)を含み、かつpHが9以下に調整されていることを特徴とする上記[1]乃至[12]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[14]
ポリチオフェン(A)の導電率が10S/cm以上であることを特徴とする上記[1]乃至[13]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[15]
上記[1]乃至[14]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液を乾燥させて得られる導電性高分子膜。
[16]
表面抵抗値が1.0E+9Ω/□以下であることを特徴とする上記[15]に記載の導電性高分子膜。
[17]
上記[15]又は上記[16]に記載の導電性高分子膜で支持体を被覆してなる被覆物品。
[18]
支持体が高分子基材であることを特徴とする上記[17]に記載の被覆物品。
[19]
高分子基材が、熱可塑性樹脂、不織布及び紙からなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記[18]に記載の被覆物品。
[20]
上記[17]乃至[19]のいずれかに記載の被覆物品を含む帯電防止フィルム。
[21]
上記[17]乃至[19]のいずれかに記載の被覆物品を含む固体電解コンデンサ用の固体電解質。
[22]
上記[17]乃至[19]のいずれかに記載の被覆物品を含む巻回型アルミ固体電解コンデンサ用のセパレータ。
上記式(1)又は(2)中、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。
一般式(5)におけるMで表される金属イオンとしては、特に限定するものではないが、Liイオン、Naイオン、及びKイオン等が挙げられる。
上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(3)で表される、本発明のポリチオフェンを得るためのチオフェンモノマーとしては、具体的には、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸ナトリウム、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸リチウム、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸カリウム、8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸、8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸ナトリウム、及び8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸カリウム等が例示される。
=(親水基部分の分子量)/(界面活性剤の分子量)×100/5
=(親水基重量)/(疎水基重量+親水基重量)×100/5
=(親水基の重量%)/5。
界面活性剤(B)としてより好ましくは、アセチレングリコール型界面活性剤、又は高分子型界面活性剤である。
界面活性剤(B)の導電性高分子水溶液への添加方法は、固体で添加しても良く、あらかじめ水溶液として調整したものを添加しても良い。単独で使用しても、2種以上を混合してよい。
支持体としては、本発明の導電性高分子水溶液が塗布可能なものであれば特に限定するものではないが、例えば、高分子基材又は無機基材が挙げられる。高分子基材としては、例えば、熱可塑性樹脂、不織布、紙、レジスト膜基板等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート等が挙げられる。不織布としては、例えば、天然繊維、合成繊維、又はガラス繊維製のいずれでもよい。紙としては一般的なセルロースを主成分とするものでよい。無機基材としては、ガラス、セラミックス、酸化アルミニウム、酸化タンタル等が挙げられる。
装置:Shimadzu製、GC−2014。
装置:VARIAN製、Gemini−200。
装置:三菱化学社製ロレスタGP MCP−T600。
装置:BRUKER社製 DEKTAK XT。
[粘度測定]
コンプリート型粘度計/BROOKFIELD VISCOMETER DV−1 Prime。
装置:日機装社製、Microtrac Nanotrac UPA−UT151。
[自己ドープ型導電性高分子の導電率測定]
自己ドープ型導電性ポリマーを含む水溶液0.5mlを25mm角の無アルカリガラス板に塗布し、室温で一晩乾燥した後、ホットプレート上で120℃にて20分、さらに160℃にて10分加熱して導電性高分子膜を得た。膜厚及び表面抵抗値から、以下の式に基づき算出した。
(1)高分子基材(熱可塑性樹脂)への塗布性評価.
導電性高分子水溶液をPETフィルム(2.5cm角)全体に広がるようにキャストした後、スピンコート(MIKASA社製:スピナー1H−D2)して成膜した(1200rpm×40秒、次いで100℃×60秒真空乾燥)。得られた塗膜の表面抵抗値を測定した。表面抵抗値が安定していれば塗布性良好とし、さらに得られた導電性高分子膜の表面抵抗値が1.0E+9Ω/□以下であれば帯電防止能が良好と判断した。
横1cm×縦4cmの中性紙を2秒間導電性高分子水溶液に浸漬した。その後、紙を垂直にしたまま引き上げて数秒保持した後、乾燥して状態を目視で観察した。塗布斑(濃淡)がない均一なものを塗布性が良好とし、斑のあるものを塗布性が不良とした。
調製した導電性高分子水溶液を、除粒子孔径0.22μmの疎水性PVDFシリンジフィルター(Membrane Solutions社製)で通液試験を行い、通液した場合にろ過性良好とし、通液しない又は途中で詰まる場合にはろ過性不良とした。特に、4バール以下の圧力で通液した場合には非常に良好と判定した。
・装置:日本電色社製 ヘイズメーター NDH4000
・条件:基材ブランク
[塗膜の耐久性評価]
・耐熱性評価
装置:ETTAS社製 定温乾燥機 EOP−450B(自然対流方式)
条件:80℃、300時間
評価:試験前に対する試験後の表面抵抗率の上昇率が10倍未満である場合を良好とした。10倍以上を不良とした。
装置:ESPEC社製 SH−241
条件:60℃、95%RH、300時間
評価:試験前に対する試験後の表面抵抗率の上昇率が100倍未満である場合を良好とした。100倍以上を不良とした。
3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム[下記式(6)で表される化合物]の合成.
窒素雰囲気下、100mlナス型フラスコに60%水素化ナトリウム0.437g(10.9mmol)、トルエン37mlを仕込んだ後、1.52gの(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)メタノール1.52g(8.84ml)を添加した。その後、反応液を還流温度に昇温させ同温度で1時間攪拌した。その後、2,4−ブタンスルトン1.21g(8.89mmol)とトルエン10mlとからなる混合液を滴下し、同温度で2時間攪拌した。冷却後、得られた反応液をアセトン160mlに滴下し再沈を行った。得られた粉末を濾過し、真空乾燥させることで1.82gの淡黄色粉末を収率62%で得た。NMR測定から、これが下記式(6)で表される3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウムであることを確認した。
ポリチオフェン(A)[下記式(7)又は下記式(8)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
500mlセパラブルフラスコに、合成例1に準じて合成した3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム 10g(30mmol)と水150gを加えた。溶解後、室温下、無水塩化鉄(III)2.94g(18.1mmol)を加えて20分攪拌した。その後、過硫酸ナトリウム14.5g(60.4mmol)と水100gからなる混合溶液を反応液温度が30℃以下を保持しながら滴下した。室温で3時間攪拌したのち、反応液を800gのアセトンに滴下させ黒色のNa型のポリマーを析出させた。ポリマーを濾過・真空乾燥することで、18.0gの3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウムの粗ポリマーを得た。
ポリチオフェン(A)[下記式(9)又は下記式(10)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体]水溶液を攪拌下、アンモニア水で中和した後、固形分がそれぞれ2重量%、4重量%になるように調整した。下記本ポリマーの導電率は54S/cmだった。
ポリチオフェン(A)[下記式(11)又は下記式(12)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体]水溶液を攪拌下、50%イミダゾール水溶液で中和した後(pH7.8)、固形分がそれぞれ2重量%になるように調整した。下記本ポリマーの導電率は50S/cmだった。
ポリチオフェン(A)[下記式(13)又は下記式(14)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体]水溶液を攪拌下、50%N,N―ジメチルアミノエタノール水溶液で中和した後(pH7.8)、固形分がそれぞれ2重量%になるように調整した。下記本ポリマーの導電率は44S/cmだった。
ポリチオフェン(A)[下記式(15)又は下記式(16)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体]水溶液を攪拌下、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で中和した後(pH9.3)、固形分がそれぞれ2重量%になるように調整した。下記本ポリマーの導電率は52S/cmだった。
次の操作によって、(1−1) 6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)−1−ヘキセン(17)を合成した。
13C−NMR(50MHz,CDCl3,TMS)δ(ppm)24.45、28.68、30.49、33.49、68.34、73.63、99.12、99.18、114.54、141.53、141.99。
合成例7で得られた上記式(18)で表される化合物0.50g(1.52mmol)を水5.9mLに溶解させてモノマーの水溶液を得た。次に、窒素ラインを備えた30mL反応管中に予め仕込んでおいたFeCl3 1.98g(12.2mmol)に対して、このモノマーの水溶液をゆっくり添加した。その後、窒素下に80℃で48時間攪拌した。得られた黒色液を攪拌下にアセトン150mLにゆっくり添加し、得られた沈殿物を減圧ろ過により回収した(0.45g、黒色固体)。この固体を水5mLに懸濁させて激しく攪拌しながら、0.1NのNaOH水溶液60g加え、濃青色液を得た。ろ過により不溶物を除去した後、攪拌下にエタノール350mLにこの液をゆっくり添加した。さらに、遠心沈降(3000rpm)して上澄みを除去し、黒色沈殿物を減圧ろ過で回収した。引き続き、水100gに再溶解して得たポリマー水溶液を減圧ろ過して水酸化鉄を除去した。ろ液を濃縮、乾燥して目的のNa塩型ポリマーを0.27g(黒色固体)得た。このポリマーの重量平均分子量は11,000だった。このポリマーを水50gに希釈溶解させ、陽イオン交換樹脂アンバーライト(IR120H型)を添加して一晩攪拌した。減圧ろ過でアンバーライトを除去して濃青色H型ポリマー水溶液を得た。粗濃縮液をアセトン中に添加して得られた沈殿物を減圧ろ過で回収した。乾燥後、H型の黒色ポリマーを0.19g得た。本ポリマーを2重量%含む水溶液を28%アンモニア水で中和した溶液(pH7.7)をガラス基板にキャストして得られた塗膜の導電率は18S/cmだった。
窒素雰囲気下、300mLナス型フラスコに60%水素化ナトリウム 1.15g(28.8mmol)、トルエン 100mLを仕込んだ後、(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)メタノール 4.00g(23.3mol)とトルエン 68mLからなる混合液を添加した。その後、反応液を60℃に昇温させ同温度で1時間攪拌した。その後、1,3−プロパンスルトン 2.84g(22.1mmol)とトルエン 58mLからなる混合液を滴下し、還流温度に昇温させ同温度で2時間攪拌した。冷却後、得られた反応液をアセトン 300mLに滴下し再沈を行った。得られた粉末を濾過及び真空乾燥させることで7.16gの淡黄色粉末である3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウムを収率97%で得た。NMRから目的物であることを確認した。
窒素雰囲気下、300mLナス型フラスコに3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム 4.00g(12.6mmol)と水 63mLを仕込み溶解させた後、塩化鉄(III)1.23g(7.58mmol)を加えて20分攪拌した。その後過硫酸ナトリウム 6.03g(25.3mmol)と水 42mLからなる混合液を反応液温度が30℃以下を保持しながら滴下した。室温で3時間攪拌した後、反応液をアセトン 600mLに滴下し濃青色のNa型ポリマーを析出させた。ポリマーを濾過、真空乾燥することで6.69gの3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウムの粗ポリマーを得た。次に、この粗ポリマーに水を加え1重量%溶液に調製した水溶液0.67kgを、酸型に調製した陽イオン交換樹脂Amberlite IR−120(Na) 250gを充填したカラムに通液(空間速度=1.6)することによりH型のポリマー水溶液を0.83kg得た。更に、本ポリマー水溶液をクロスフロー式限外ろ過(ろ過器=ビバフロー200,分画分子量=5000、透過倍率=16.2)により精製することにより下記式(22)又は下記式(23)で表される構造単位を含む重合体の濃青色水溶液を0.6kg合成した。本ポリマー水溶液に含まれるポリマー量3.4g(0.56重量%)であった。本ポリマーを2重量%含む水溶液を調整し、28%アンモニア水で中和した。その溶液(pH7.7)をガラス基板にキャストして得られた塗膜の導電率は20S/cmだった。
合成例3で得られたポリチオフェン(A)[前記式(9)又は前記式(10)で表される構造単位を含む重合体]を2重量%含む水溶液20.0gに、界面活性剤(B)として、非イオン界面活性剤の一種であるアセチレングリコール型界面活性剤(日信化学工業社製 オルフィンEXP.4200:HLB=10〜13)を0.5%水溶液として8.00g、さらに水溶性化合物(C)としてポリビニルピロリドン(和光純薬工業社製 PVP K30)を10%水溶液として0.41g、水11.6gを加えてよく攪拌混合した後、0.45μmのメンブレンフィルターに通液した。このようにして得られたpH=6.5の導電性高分子水溶液0.7gを、2.5cm角にカットしたPETフィルムにスピンコートして成膜した(1200rpm×40秒、次いで100℃×30秒真空乾燥)。尚、この導電性高分子水溶液には、水溶性化合物(C)としてポリビニルピロリドンを0.1重量%含んでいる。
合成例3で得られたポリチオフェン(A)[前記式(9)又は前記式(10)で表される構造単位を含む重合体]を4重量%含む水溶液20.0gに何も添加せずに実施例1に示した方法で成膜を検討した結果、スピンコーティング時に液全体が基板から飛散し、PETフィルム基材上に導電性高分子膜を形成できなかった。
合成例3で得られたポリチオフェン(A)[前記式(9)又は前記式(10)で表される構造単位を含む重合体]を4重量%含む水溶液20.0gに、界面活性剤(B)として非イオン界面活性剤の一種であるアセチレングリコール型界面活性剤(日信化学工業社製 オルフィンEXP.4200)を0.5%水溶液として6.00gを加えてよく攪拌混合して得た導電性高分子水溶液中に中性紙を浸漬・乾燥した後の表面状態を観察した結果を図1に示す。
実施例2に準じて得た導電性高分子水溶液20.0gに、さらにアルコールとしてD−ソルビトールを400mg加えて良く撹拌混合した得た導電性高分子水溶液を使用した以外は実施例2に準拠して評価した。導電性高分子水溶液中に中性紙を浸漬・乾燥した後の表面状態を観察した結果を図1に示す。本導電性高分子水溶液は良好な濡れ性を示し、斑の無い均一状態で得られた。
合成例3で得られたポリチオフェン(A)[前記式(9)又は前記式(10)で表される構造単位を含む重合体]を4重量%含む水溶液20.0gに、界面活性剤を添加せずに、紙を浸漬・乾燥した後の表面状態を観察した結果を図1に示す。濡れ性が不十分で濃淡が観測され、均一に塗布できなかった。
合成例3に準じて得たポリチオフェン(A)[前記式(9)又は前記式(10)で表される構造単位を含む重合体][導電率90S/cm]を4重量%含む水溶液に、界面活性剤(B)、さらに水溶性化合物(C)を添加した導電性水溶液から得られた導電性高分子膜の導電率を下表に示す。
合成例4で得られたポリチオフェン(A)[前記式(11)又は前記式(12)で表される構造単位を含む重合体][導電率50S/cm]を2重量%含む水溶液[導電率50S/cm]10.0gに、界面活性剤(B)として、高分子型非イオン界面活性剤のポリビニルピロリドンK90(東京化成社製 分子量63万)を2.0重量%含む水溶液 3.01g、水 13.6gを加えてよく攪拌混合した後、0.45μmのシリンジフィルターに通液した。このようにして得られたpH=7.8の導電性高分子水溶液 1.7gを、3.0cm角にカットしたPETフィルムにスピンコートして成膜した(3000rpm×80秒、次いで90℃×60秒ホットプレートで乾燥)。本配合液の組成は、0.75重量%の前記ポリチオフェン(A)と0.23重量%のポリビニルピロリドンK90を含む。
合成例4に準じて得たポリチオフェン(A)[前記式(11)又は前記式(12)で表される構造単位を含む重合体][導電率120S/cm]を2重量%含む水溶液60.0gに、界面活性剤(B)として、高分子型非イオン界面活性剤の[ビニルピロリドン―酢酸ビニル]ブロック重合体を10.0重量%含む水溶液 2.00g、水 18.0gを加えてよく攪拌混合した後、0.45μmのシリンジフィルターに通液した。このようにして得られたpH=7.8の導電性高分子水溶液 1.0gを、3.0cm角にカットしたPETフィルムにスピンコートして成膜した(3000rpm×80秒、次いで90℃×60秒ホットプレートで乾燥)。本配合液の組成は、1.50重量%の前記ポリチオフェン(A)[前記式(11)又は前記式(12)で表される構造単位を含む重合体]と0.25重量%の[ビニルピロリドン―酢酸ビニル]ブロック重合体を含む。得られた膜は斑の無い均一状態を示し、且つ当該膜の表面抵抗値は、測定箇所によらず安定的に8.9E+4Ω/□を示したため、良好な帯電防止能を有していることが分かった。
合成例6、8、10に準じて得たポリチオフェン(A)を各々用いた以外は[実施例7に準拠して行った結果、いずれもスピンコート膜は斑の無い均一状態を示し、且つ当該膜の表面抵抗値は、測定箇所によらず安定しており、下記に示すように良好な帯電防止能を有していることが分かった。
実施例6〜7において界面活性剤(B)を添加しなかった場合には、PETフィルム上にスピンコートで均一に成膜できなかった(液が弾かれて成膜できず)。
合成例5で得られたポリチオフェン(A)[前記式(13)又は前記式(14)で表される構造単位を含む重合体][導電率44S/cm]を2.0重量%含む水溶液2.05gに、界面活性剤(B)として、高分子型非イオン界面活性剤のポリビニルピロリドンK90(BASF社製 SokalanK90 分子量140万)を1.0重量%含む水溶液 1.10g、水 2.51gを加えてよく攪拌混合した後、7.5%エタノール水溶液で10倍に希釈した。本配合液の組成は、0.07重量%の前記ポリチオフェン(A)と0.02重量%のポリビニルピロリドンK90を含む。このようにして得られた導電性高分子水溶液 0.2gを、7cm×14cmにカットしたPETフィルム(東レ社製ルミラーT60/38μm)にバーコーター(オーエスジーシステムプロダクト社製セレクトローラーOSP−22)を用いて一定速度で塗布した後、乾燥器で90℃3分乾燥して積層フィルムを得た。得られた膜は斑の無い均一状態を示し、且つ当該膜の表面抵抗値は、測定箇所によらず安定的に1.7E+6Ω/□を示したため、良好な帯電防止能を有していることが分かった。また、本実施例で作製した積層フィルムの透過率は99.71%、ヘーズは0.00%であった。
実施例11において界面活性剤(B)を添加しなかった場合には、PETフィルム上にバーコーターで均一に成膜できなかった(液が弾かれて成膜できず)。
合成例4に準じて得たポリチオフェン(A)[前記式(11)又は前記式(12)で表される構造単位を含む重合体][導電率120S/cm]を2重量%含む水溶液60.0gに、界面活性剤(B)として、高分子型非イオン界面活性剤の[ビニルピロリドン―酢酸ビニル]ブロック重合体を10.0重量%含む水溶液 2.00g、水 18.0gを加えてよく攪拌混合した後、0.22μmシリンジフィルターでろ過した結果、圧力2.5バールで全量通液し、ろ過性は非常に良好であった。
合成例5に準じて得たポリチオフェン(A)[前記式(13)又は前記式(14)で表される構造単位を含む重合体][導電率100S/cm]を2.0重量%含む水溶液7.04gに、界面活性剤(B)として、高分子型非イオン界面活性剤のポリビニルピロリドンK90(BASF社製 SokalanK90 分子量140万)を2.5重量%含む水溶液 3.16g、エタノール 1.45g、水 8.72gを加えてよく攪拌混合した後、7.5%エタノール水溶液で10倍に希釈した。本配合液の組成は、0.07重量%の前記ポリチオフェン(A)と0.04重量%のポリビニルピロリドンK90を含む。このようにして得られた導電性高分子水溶液 0.2gを、7cm×14cmにカットしたPETフィルム(東レ社製ルミラーT60/38μm)にバーコーター(オーエスジーシステムプロダクト社製セレクトローラーOSP−22)を用いて一定速度で塗布した後、乾燥器で90℃3分乾燥して積層フィルムを得た。得られた膜は斑の無い均一状態を示し、且つ当該膜の表面抵抗値は、測定箇所によらず安定的に2.09E+7Ω/□を示したため、良好な帯電防止能を有していることが分かった。また、本実施例で作製した積層フィルムの透過率は99.10%、ヘーズは0.00%であった。本実施例で作製した積層フィルムの耐久性試験の結果を下表に示す。
合成例5に準じて得たポリチオフェン(A)[前記式(13)又は前記式(14)で表される構造単位を含む重合体][導電率110S/cm]を2.0重量%含む水溶液3.51gに、界面活性剤(B)として、フッ素系界面活性剤プラスコートRY−2(互応化学社製)を0.5重量%含む水溶液 1.44g、水溶性樹脂(C)として、水溶性ポリエステル樹脂(プラスコートRZ−570)を2.5重量%含む水溶液 1.61g、水 2.75g、エタノール0.77gを加えてよく攪拌混合した後、7.5%エタノール水溶液で10倍に希釈した。本配合液の組成は、0.07重量%の前記ポリチオフェン(A)と0.04重量%の水溶性ポリエステル樹脂を含む。このようにして得られた導電性高分子水溶液 0.2gを、7cm×14cmにカットしたPETフィルム(東レ社製ルミラーT60/38μm)にバーコーター(オーエスジーシステムプロダクト社製セレクトローラーOSP−22)を用いて一定速度で塗布した後、乾燥器で90℃3分乾燥して積層フィルムを得た。得られた膜は斑の無い均一状態を示し、且つ当該膜の表面抵抗値は、測定箇所によらず安定的に1.20E+7Ω/□を示したため、良好な帯電防止能を有していることが分かった。また、本実施例で作製した積層フィルムの透過率は99.05%、ヘーズは0.00%であった。
Claims (20)
- 下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を0.01〜10重量%、並びにポリビニルピロリドンの共重合体を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。
- アミン化合物の共役酸が、イミダゾール化合物の共役酸又は[NH(R1)3]+を表し、R1は各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基を表す請求項1に記載の導電性高分子水溶液。
- アミン化合物の共役酸が[NH(R1)3]+を表し、R1は各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルキル基、アミノ基、若しくはヒドロキシ基を有する炭素数1〜6のアルキル基を表す請求項1に記載の導電性高分子水溶液。
- 第4級アンモニウムカチオンが、テトラメチルアンモニウムカチオン、又はテトラエチルアンモニウムカチオンであることを特徴とする請求項1に記載の導電性高分子水溶液。
- ポリビニルピロリドンの共重合体が、ポリビニルピロリドンをポリビニルアルコールにグラフトしたコポリマー、[ビニルピロリドン−酢酸ビニル]ブロック共重合体、[ビニルピロリドン−メチルメタクリレート]共重合体、[ビニルピロリドン−ノルマルブチルメタクリレート]共重合体、又は[ビニルピロリドン−アクリルアミド]共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の導電性高分子水溶液。
- さらに、アルコール及び水溶性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の水溶性化合物(C)を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- 水溶性化合物(C)を、0.001〜10重量%含むことを特徴とする請求項6に記載の導電性高分子水溶液。
- アルコールが、エタノール、2価のアルコール、3価のアルコール、及び糖アルコールからなる群より選択される少なくとも一種のアルコールであることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の導電性高分子水溶液。
- 水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性ポリエステル、及び水溶性ポリウレタンからなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- pHが10以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- さらに、アミン化合物(D)を含み、かつpHが9以下に調整されていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- ポリチオフェン(A)の導電率が10S/cm以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- 請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の導電性高分子水溶液を乾燥させて得られる導電性高分子膜。
- 表面抵抗値が1.0E+9Ω/□以下であることを特徴とする上記請求項13に記載の導電性高分子膜。
- 請求項13又は請求項14に記載の導電性高分子膜で支持体を被覆してなる被覆物品。
- 支持体が高分子基材であることを特徴とする請求項15に記載の被覆物品。
- 高分子基材が、熱可塑性樹脂、不織布及び紙からなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項16に記載の被覆物品。
- 請求項15乃至請求項17のいずれかに記載の被覆物品を含む帯電防止フィルム。
- 請求項15乃至請求項17のいずれかに記載の被覆物品を含む固体電解コンデンサ用の固体電解質。
- 請求項15乃至請求項17のいずれかに記載の被覆物品を含む巻回型アルミ固体電解コンデンサ用のセパレータ。
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