JP6645138B2 - Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and coated article - Google Patents

Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and coated article Download PDF

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Description

本発明は、導電性と耐湿性を兼ね備えた塗膜を提供することを目的としたものであり、高い導電性を有する特定の自己ドープ型導電性高分子と特定の水溶性ポリウレタンを含むことを特徴とする新規な導電性組成物の水溶液であり、さらにはそれらを乾燥させて得られる導電性高分子膜、並びにその被覆物品に関するものである。   The present invention is intended to provide a coating film having both conductivity and moisture resistance, and includes a specific self-doped conductive polymer having high conductivity and a specific water-soluble polyurethane. The present invention relates to a novel aqueous solution of a conductive composition, and further relates to a conductive polymer film obtained by drying them, and a coated article thereof.

ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等に代表されるπ共役系高分子に、電子受容性化合物をドーパントとしてドープした導電性高分子材料が開発され、例えば、帯電防止剤、コンデンサの固体電解質、導電性塗料、電磁波シールド、エレクトロクロミック素子、電極材料、熱電変換材料、透明導電膜、化学センサ、アクチュエータ等への応用が検討されている。これらの導電性高分子材料の中でも、化学的安定性の面からポリチオフェン系導電性高分子材料が実用上有用である。   Conductive polymer materials in which a π-conjugated polymer represented by polyacetylene, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, and the like are doped with an electron-accepting compound as a dopant have been developed. Applications to paints, electromagnetic wave shields, electrochromic devices, electrode materials, thermoelectric conversion materials, transparent conductive films, chemical sensors, actuators, and the like are being studied. Among these conductive polymer materials, a polythiophene-based conductive polymer material is practically useful from the viewpoint of chemical stability.

ポリチオフェン系導電性高分子材料としては、ドーパントとなるポリスチレンスルホン酸(PSS)の水溶液中で、3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDOT)を重合させることで得られるPEDOT/PSS水分散体溶液や、水溶性の付与とドーピング作用を兼ね備えた置換基(スルホ基、スルホネート基等)を直接又はスペーサを介してポリマー主鎖中に有する、いわゆる自己ドープ型導電性高分子があり、例えば、スルホン化ポリアニリン、PEDOT−S等が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   Examples of the polythiophene-based conductive polymer material include a PEDOT / PSS aqueous dispersion solution obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) in an aqueous solution of polystyrenesulfonic acid (PSS) as a dopant. There is a so-called self-doping type conductive polymer having a substituent (sulfo group, sulfonate group, etc.) having both water solubility and doping action in a polymer main chain directly or via a spacer. Polyaniline, PEDOT-S and the like are known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

導電性高分子は、帯電防止剤や固体電解コンデンサの固体電解質への利用のみならず、近年では、帯電防止膜や導電膜として各種電子デバイスに搭載される検討もなされてきており(例えば、タッチパネル、有機ELディスプレイなど)、デバイスの長寿命化の観点からも、使用される導電性組成物自体にも耐久性(固体や塗膜状態での耐熱性、耐湿性)が必要となってきている。このため、表面抵抗の上昇が少ない高耐久性導電性高分子膜の要求が高まっている。   Conductive polymers have been studied for use not only in antistatic agents and solid electrolytes of solid electrolytic capacitors, but also in recent years as antistatic films and conductive films mounted on various electronic devices (for example, touch panels). , An organic EL display, etc.), and from the viewpoint of extending the life of the device, the conductive composition itself used is required to have durability (heat resistance in a solid or coated state, moisture resistance). . For this reason, a demand for a highly durable conductive polymer film with a small increase in surface resistance is increasing.

特開2015−63652号公報JP-A-2015-63652 特開2015−147834号公報JP-A-2015-147834

本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、湿度による表面抵抗の上昇が顕著に少ない導電性高分子膜を提供することである。   The present invention has been made in view of the background art described above, and an object of the present invention is to provide a conductive polymer film in which a rise in surface resistance due to humidity is significantly small.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、水溶性ポリウレタンを含有することを特徴とする本発明の導電性高分子水溶液が上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that the conductive polymer aqueous solution of the present invention, which contains a water-soluble polyurethane, solves the above problems. Was completed.

すなわち、本発明は以下に示すとおりの導電性高分子水溶液の組成物、及び導電性高分子膜並びにその被覆物品に関するものである。
[1]
下記式(1)で表される構造単位及び下記式(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%含み、且つ水溶性ポリウレタン(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。
That is, the present invention relates to a conductive polymer aqueous solution composition, a conductive polymer film, and a coated article thereof as described below.
[1]
A polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): 0.01 to 10% by weight; A conductive polymer aqueous solution containing 0.001 to 10% by weight of a water-soluble polyurethane (B).

[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、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。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. Represent. ]

[上記式(3)中、lは6〜12の整数を表す。] [In the above formula (3), 1 represents an integer of 6 to 12. ]

[上記式(4)中、mは1〜6の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
[2]
水溶性ポリウレタン(B)が非イオン系水溶性ポリウレタ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。
[3]
さらに、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(C)を0.001〜10重量%含むことを特徴とする[1]又は[2]に記載の導電性高分子水溶液。
[4]
界面活性剤(C)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、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、[3]に記載の導電性高分子水溶液。
[5]
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(D)を含むことを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[6]
アルコールが、1価のアルコール、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、[5]に記載の導電性高分子水溶液。
[7]
水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール、及びポリビニルピロリドン、及び水溶性ポリエステル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、[5]に記載の導電性高分子水溶液。
[8]
さらに、アミン化合物(E)を含み、かつpHが9以下である、[1]乃至[7]に記載の導電性高分子水溶液。
[9]
[1]乃至[8]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液を乾燥させることを特徴とする膜の製造方法。
[10]
下記式(1)で表される構造単位及び下記式(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)と水溶性ポリウレタン(B)を含む膜。
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
[2]
The aqueous conductive polymer solution according to [1], wherein the water-soluble polyurethane (B) is a nonionic water-soluble polyurethane.
[3]
Further, the composition according to [1] or [2], further comprising 0.001 to 10% by weight of at least one surfactant (C) selected from the group consisting of a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant. Conductive polymer aqueous solution.
[4]
The surfactant (C) is polyvinylpyrrolidone, a copolymer of polyvinylpyrrolidone, a polyethylene glycol surfactant, an acetylene glycol surfactant, a polyhydric alcohol surfactant, a betaine amphoteric surfactant, and a fluorine-based surfactant. The conductive polymer aqueous solution according to [3], which is at least one selected from the group consisting of a surfactant and a silicone-based surfactant.
[5]
The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [4], further comprising at least one water-soluble compound (D) selected from the group consisting of alcohols and water-soluble resins.
[6]
The conductive polymer according to [5], wherein the alcohol is at least one alcohol selected from the group consisting of monohydric alcohol, dihydric alcohol, trihydric alcohol, and sugar alcohol. Aqueous solution.
[7]
The conductive polymer aqueous solution according to [5], wherein the water-soluble resin is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and a water-soluble polyester.
[8]
The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [7], further comprising an amine compound (E) and having a pH of 9 or less.
[9]
A method for producing a film, comprising drying the aqueous conductive polymer solution according to any one of [1] to [8].
[10]
A film containing a polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2) and a water-soluble polyurethane (B) .

[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、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。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. Represent. ]

[上記式(3)中、lは6〜12の整数を表す。] [In the above formula (3), 1 represents an integer of 6 to 12. ]

[上記式(4)中、mは1〜6の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
[11]
支持体の少なくとも一部が[10]に記載の膜で覆われた被覆物品。
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
[11]
A coated article in which at least a part of the support is covered with the film according to [10].

本発明の新規な導電性高分子水溶液から作製される導電性高分子膜並びに被覆物品は高い導電性と耐湿性を有しているため、帯電防止フィルム、及び固体電解コンデンサの固体電解質、及び巻回型アルミ固体電解コンデンサ用のセパレータとしての使用が期待できる。   Since the conductive polymer film and the coated article made from the novel conductive polymer aqueous solution of the present invention have high conductivity and moisture resistance, the antistatic film, the solid electrolyte of the solid electrolytic capacitor, and the winding It can be expected to be used as a separator for round aluminum solid electrolytic capacitors.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、下記式(1)で表される構造単位及び下記式(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%含み、且つ水溶性ポリウレタン(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention provides a polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): The conductive polymer aqueous solution contains 0.001 to 10% by weight of the water-soluble polyurethane (B).

[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、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。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. Represent. ]

[上記式(3)中、lは6〜12の整数を表す。] [In the above formula (3), 1 represents an integer of 6 to 12. ]

[上記式(4)中、mは1〜6の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
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。
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
In the above formula (1) or (2), M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation.

前記のアルカリ金属イオンとしては、例えば、Liイオン、Naイオン、Kイオンが好ましい。   As the alkali metal ion, for example, Li ion, Na ion and K ion are preferable.

前記のアミン化合物の共役酸としては、アミン化合物にヒドロン(H)が付加してカチオン種になったものを示し、スルホン酸基と反応して共役酸を形成するアミン化合物であればよく、sp3混成軌道を有するN(Rで表されるアミン化合物[共役酸としては[NH(Rで表される。]、又はsp2混成軌道を有するピリジン類化合物、イミダゾール類化合物等である。 The conjugate acid of the amine compound may be any amine compound which is formed by adding hydron (H + ) to the amine compound to form a cation species and reacts with a sulfonic acid group to form a conjugate acid. An amine compound represented by N (R 1 ) 3 having sp3 hybrid orbital [the conjugate acid is represented by [NH (R 1 ) 3 ] + . Or pyridine compounds and imidazole compounds having sp2 hybrid orbitals.

置換基R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。 Each of the substituents R 1 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent.

炭素数1〜6のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a C1-C6 alkyl group, For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include a butyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a tert-pentyl group, a cyclopentyl group, an n-hexyl group, a 2-ethylbutyl group, and a cyclohexyl group.

置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、アミノ基、又はヒドロキシ基を有する炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体的には、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキシエチル基等が例示される。   Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a hydroxy group. Specifically, a trifluoromethyl group, a 2-hydroxyethyl group and the like are exemplified.

これらのうち、置換基Rとしては、独立して、水素原子、メチル基、エチル基、2−ヒドロキシエチル基が好ましい。 Among these, examples of the substituent R 1, independently, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, 2-hydroxyethyl group is preferred.

アミン化合物の共役酸を形成するアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、N(Rで表されるアミン化合物とN(Rで表されないアミン化合物が挙げられる。 The amine compound forming the conjugate acid of the amine compound is not particularly limited, and examples thereof include an amine compound represented by N (R 1 ) 3 and an amine compound not represented by N (R 1 ) 3. .

前記N(Rで表されるアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン化合物(例えば、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジアミン等が挙げられる。 Examples of the amine compound represented by N (R 1 ) 3 include, but are not particularly limited to, ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, isopropylamine, normal butylamine, and tertiary amine. L-butylamine, hexylamine, ethanolamine compounds (eg, aminoethanol, dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine), 3-amino-1,2-propanediol, 3-methylamino -1,2-propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine and the like.

また、前記N(Rで表されないアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、イミダゾール化合物(例えば、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、1、2−ジメチルイミダゾール)、ピリジンピコリン、ルチジン等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、エタノールアミン化合物、イミダゾール化合物である。 Examples of the amine compound not represented by N (R 1 ) 3 include, but are not particularly limited to, imidazole compounds (eg, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole), pyridinepicolin, Lutidine and the like. Of these, ethanolamine compounds and imidazole compounds are preferred.

すなわち、アミン化合物の共役酸としては、導電性に優れる点で、アンモニウム、モノエタノールアミンの共役酸、ジエタノールアミンの共役酸、トリエタノールアミンの共役酸、又はイミダゾールの共役酸が好ましい。   That is, as the conjugate acid of the amine compound, ammonium, a conjugate acid of monoethanolamine, a conjugate acid of diethanolamine, a conjugate acid of triethanolamine, or a conjugate acid of imidazole is preferable in terms of excellent conductivity.

前記の第4級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルプロピルアンモニウムカチオン、テトラノルマルブチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルヘキシルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。入手の観点から好ましくは、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオンである。   Examples of the quaternary ammonium cation include a tetramethylammonium cation, a tetraethylammonium cation, a tetranormal propyl ammonium cation, a tetranormal butylammonium cation, and a tetranormal hexylammonium cation. From the viewpoint of availability, a tetramethylammonium cation and a tetraethylammonium cation are preferred.

上記式(3)中、lは6〜12の整数を表し、好ましくは6〜8の整数である。   In the above formula (3), l represents an integer of 6 to 12, preferably an integer of 6 to 8.

上記式(4)中、Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。 In the above formula (4), R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom.

炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include, but are not particularly limited to, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a sec group. -Butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group and the like.

式(4)のRについては、成膜性の点で、水素原子、メチル基、エチル基、又はフッ素原子であることが好ましい。 R 2 in the formula (4) is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a fluorine atom from the viewpoint of film formability.

上記式(4)中、mは1〜6の整数を表し、好ましくは、mは1〜4の整数であり、より好ましくは2である。   In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6, preferably m is an integer of 1 to 4, and more preferably 2.

上記式(2)で表される構造単位は、上記式(1)で表される構造単位のドーピング状態を表す。   The structural unit represented by the above formula (2) represents the doping state of the structural unit represented by the above formula (1).

ドーピングにより絶縁体−金属転移を引き起こすドーパントは、アクセプタとドナーに分けられる。前者は、ドーピングにより導電性ポリマーの高分子鎖の近くに入り主鎖の共役系からπ電子を奪う。結果として、主鎖上に正電荷(正孔、ホール)が注入されるため、p型ドーパントとも呼ばれる。また、後者は、逆に主鎖の共役系に電子を与えることになり、この電子が主鎖の共役系を動くことになるため、n型ドーパントとも呼ばれる。   Dopants that cause an insulator-metal transition by doping are divided into acceptors and donors. The former enters near the polymer chain of the conductive polymer by doping and removes π electrons from the conjugate system of the main chain. As a result, positive charges (holes, holes) are injected onto the main chain, and thus are also called p-type dopants. In the latter, on the other hand, electrons are given to the conjugate system of the main chain, and the electrons move in the conjugate system of the main chain.

本発明におけるドーパントは、ポリマー分子内に共有結合で結びついたスルホ基又はスルホナート基であり、p型ドーパントである。このように外部からドーパントを添加することなく導電性を発現するポリマーは自己ドープ型高分子と呼ばれている。   The dopant in the present invention is a sulfo group or a sulfonate group covalently bonded in a polymer molecule, and is a p-type dopant. Such a polymer exhibiting conductivity without adding a dopant from the outside is called a self-doping polymer.

本発明のポリチオフェン(A)は、下記式(5)で表されるチオフェンモノマーを、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることで製造することができる。   The polythiophene (A) of the present invention can be produced by polymerizing a thiophene monomer represented by the following formula (5) in water or an alcohol solvent in the presence of an oxidizing agent.

[上記式(5)中、Lは上記と同じ定義である。Mは、金属イオンを表わす。]
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、遷移金属イオン、貴金属イオン、非鉄金属イオン、アルカリ金属イオン(例えば、Liイオン、Naイオン、及びKイオン)、アルカリ土類金属イオン等が挙げられる。
[In the above formula (5), L has the same definition as above. M represents a metal ion. ]
The metal ion represented by M in the formula (5) is not particularly limited, but may be a transition metal ion, a noble metal ion, a non-ferrous metal ion, or an alkali metal ion (for example, Li ion, Na ion, and K ion). And alkaline earth metal ions.

重合後のポリマーは金属塩であるため、必要に応じて、得られたポリマーを酸処理することでMを水素イオンへ変換可能であり、さらにこれをアミン化合物と反応させることで、Mをアミン化合物の共役酸へ変換可能である
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。
Since the polymer after polymerization is a metal salt, if necessary, M can be converted to hydrogen ions by treating the obtained polymer with an acid, and by reacting this with an amine compound, M can be converted to an amine. The thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention, in which L is represented by the above formula (3) in the above formula (1) or formula (2), which can be converted into a conjugate acid of the compound, specifically, , 6- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) hexane-1-sulfonic acid, 6- (2,3-dihydro-thieno [3,4 -B] [1,4] dioxin-2-yl) sodium hexane-1-sulfonate, 6- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) Lithium hexane-1-sulfonate, 6- ( Potassium 2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) hexane-1-sulfonate, 8- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1-sulfonic acid, 8- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1- Examples thereof include sodium sulfonate and potassium 8- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1-sulfonate.

上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(4)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、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、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カリウム、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、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−エチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−プロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−ブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−ペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−ヘキシル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−イソプロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−イソブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−イソペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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−フルオロ−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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カリウム、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、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アンモニウム、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トリエチルアンモニウム、4−[(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−ブタンスルホン酸ナトリウム、4−[(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−ブタンスルホン酸カリウム、4−[(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−ブタンスルホン酸ナトリウム、4−[(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−ブタンスルホン酸カリウム、4−[(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−フルオロ−1−ブタンスルホン酸ナトリウム、及び4−[(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−フルオロ−1−ブタンスルホン酸カリウム等が例示される。
In the above formula (1) or formula (2), as the thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention wherein L is represented by the above formula (4), specifically, 3-[(2,3- Sodium dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1, 4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propanesulfonic acid potassium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1 -Methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-
b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-ethyl-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] Dioxin-2-yl) methoxy] -1-propyl-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] Sodium -1-butyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-pentyl-1-propane Sodium sulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,
4] Dioxin-2-yl) methoxy] -1-hexyl-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) Methoxy] -1-isopropyl-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isobutyl-1 -Sodium propanesulfonate, sodium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopentyl-1-propanesulfonate, 3- Sodium [(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-di Potassium dorothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b] -[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2 -Yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid ammonium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1- Triethylammonium methyl-1-propanesulfonate, sodium 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butanesulfonate, 4- [(2,3- Potassium hydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1, 4] Dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-butanesulfonic acid sodium salt, 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) Potassium methoxy] -1-methyl-1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1 Sodium-butanesulfonate, potassium 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-butanesulfonate and the like. Is exemplified.

本発明においてポリチオフェン(A)の導電率は、特に限定するものではないが、フィルム状態での導電率(電気伝導度)として、10S/cm以上であることが好ましい。   In the present invention, the conductivity of the polythiophene (A) is not particularly limited, but is preferably 10 S / cm or more as a conductivity (electric conductivity) in a film state.

本発明における水溶性ポリウレタンは、特に限定するものではないが、水系ウレタン樹脂とも呼ばれ、一般に、本来疎水性のウレタン樹脂に種々の方法で親水性を付与して水分散させたものであり、強制乳化型と自己乳化型がある。また、使用原料により、無黄変型・黄変型、エステル型、エーテル型、エステル・エーテル型に分類され、粒子の電荷状態により、非イオン系(ノニオン系)、アニオン系、カチオン系に分類されるが、本発明においてはいずれのものを用いてもよい。   The water-soluble polyurethane in the present invention is not particularly limited, but is also referred to as an aqueous urethane resin, and is generally obtained by imparting hydrophilicity to an originally hydrophobic urethane resin by various methods and dispersing in water. There are forced emulsification type and self-emulsification type. In addition, depending on the raw materials used, they are classified into non-yellowing type / yellowing type, ester type, ether type, and ester ether type, and are classified into nonionic type (nonionic type), anionic type and cationic type according to the charge state of the particles. However, any of them may be used in the present invention.

本発明に使用される水溶性ポリウレタンとしては、導電性高分子水溶液に添加した際にゲル化や析出、沈殿等を引き起こさないものであれば特に問題ないが、より好ましくは非イオン系(ノニオン系)のものが好ましい。また塗膜の透明性が求められる場合には、無黄変型のものが好ましい。   The water-soluble polyurethane used in the present invention is not particularly limited as long as it does not cause gelation, precipitation, precipitation, etc. when added to an aqueous conductive polymer solution, but is more preferably a nonionic (nonionic). Is preferred. When transparency of a coating film is required, a non-yellowing type is preferred.

本発明の導電性高分子水溶液は、さらに、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(C)を0.001〜10重量%含んでいても良い。   The aqueous conductive polymer solution of the present invention may further contain 0.001 to 10% by weight of at least one surfactant (C) selected from the group consisting of a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant. .

界面活性剤(C)としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、又はシリコーン系界面活性剤等が使用できるが、より好ましくは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である。   As the surfactant (C), for example, an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, a fluorine-based surfactant, or a silicone-based surfactant can be used. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of nonionic surfactants and amphoteric surfactants.

非イオン界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、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、高分子型非イオン界面活性剤等が挙げられる。   The nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include a polyethylene glycol type surfactant, an acetylene glycol type surfactant, a polyhydric alcohol type surfactant, and a polymer type nonionic surfactant. Can be

前記のポリエチレングリコール型界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、又はポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。   Examples of the polyethylene glycol-type surfactant include higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, higher alkylamine ethylene oxide adducts, Ethylene oxide adducts of fats and oils, and polypropylene glycol ethylene oxide adducts and the like can be mentioned.

アセチレングリコール型界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、サーフィノール(エアプロダクツ社製)、オルフィン(日信化学工業社製)等が挙げられる。   Examples of the acetylene glycol type surfactant include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, Surfynol (manufactured by Air Products), and Olfin (manufactured by Nissin Chemical Industry). And the like.

多価アルコール型界面活性剤としては、例えば、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、高アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙げられる。   Examples of the polyhydric alcohol surfactant include fatty acid esters of glycerol, fatty acid esters of pentaerythritol, fatty acid esters of sorbitol and sorbitan, fatty acid esters of sucrose, alkyl ethers of higher alcohols, fatty acid amides of alkanolamines, and the like. No.

高分子型非イオン界面活性剤としては、特に限定するものではないが、ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンの共重合体等が挙げられる。本発明に使用されるポリビニルピロリドンの平均分子量は1千〜200万であり、好ましくは1万〜150万である。ポリビニルピロリドンの共重合体としては、特に限定するものではないが、親水性部と疎水性部をポリマー鎖中に併せ持つものが好ましく、例えば、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や、[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、[ビニルピロリドン−アクリルアミド]共重合体などが例示できる。   The high molecular weight nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include polyvinylpyrrolidone and a copolymer of polyvinylpyrrolidone. The average molecular weight of the polyvinylpyrrolidone used in the present invention is from 1,000 to 2,000,000, preferably from 10,000 to 1.5,000,000. The copolymer of polyvinylpyrrolidone is not particularly limited, but a copolymer having both a hydrophilic part and a hydrophobic part in a polymer chain is preferable. For example, a copolymer obtained by grafting polyvinylpyrrolidone on polyvinyl alcohol, -Vinyl acetate] block copolymer, [vinyl pyrrolidone-methyl methacrylate] copolymer, [vinyl pyrrolidone-normal butyl methacrylate] copolymer, [vinyl pyrrolidone-acrylamide] copolymer, and the like.

両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、ベタイン型両性界面活性剤が挙げられる。ベタイン型両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、アルキルジメチルベタイン、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等が挙げられる。   The amphoteric surfactant is not particularly limited, and includes, for example, a betaine-type amphoteric surfactant. The betaine-type amphoteric surfactant is not particularly limited, and examples thereof include alkyl dimethyl betaine, lauryl dimethyl betaine, stearyl dimethyl betaine, lauryl dihydroxyethyl betaine and the like.

フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されないが、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、又はパーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物などが挙げられ
る。
The fluorine-based surfactant is not particularly limited as long as it has a perfluoroalkyl group, and examples thereof include perfluoroalkanes, perfluoroalkylcarboxylic acids, perfluoroalkylsulfonic acids, and perfluoroalkylethylene oxide adducts. Can be

シリコーン系界面活性剤としては特に限定されないが、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、ヒドロキシル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、又はシリコーン変性アクリル化合物などが挙げられる。   The silicone-based surfactant is not particularly limited, but includes polyether-modified polydimethylsiloxane, polyetherester-modified polydimethylsiloxane, hydroxyl-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, acryl-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, and acryl-containing Examples include polyester-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyether-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyester-modified polydimethylsiloxane, and silicone-modified acrylic compounds.

フッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤はレベリング剤として塗膜の平坦性を改善するのに有効である。   Fluorine surfactants and silicone surfactants are effective as leveling agents to improve the flatness of the coating film.

本発明において、界面活性剤(C)は、水への溶解度が80℃において0.01重量%以上であることが好ましく、30℃において0.01重量%以上であることがより好ましく、10℃において0.01重量%以上であることがさらに好ましく、且つHLBが7〜20の範囲である界面活性剤であることが好ましい。   In the present invention, the surfactant (C) preferably has a solubility in water of not less than 0.01% by weight at 80 ° C, more preferably not less than 0.01% by weight at 30 ° C, and not more than 10 ° C. Is more preferably 0.01% by weight or more, and a surfactant having an HLB in the range of 7 to 20 is more preferable.

また、グリフィン法HLB(Hydrophile−Lipophile Balance)は界面活性剤の親水性を表す数値である。値が大きいほど親水性が大きいことを示し、次式で表される。   The Griffin method HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is a numerical value indicating the hydrophilicity of the surfactant. The higher the value, the higher the hydrophilicity, which is represented by the following equation.

非イオン界面活性剤のグリフィン法HLB
=(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
なお、本発明において、界面活性剤(C)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。
Griffin method HLB of nonionic surfactant
= (Molecular weight of hydrophilic group portion) / (molecular weight of surfactant) × 100/5
= (Weight of hydrophilic group) / (weight of hydrophobic group + weight of hydrophilic group) × 100/5
= (% By weight of hydrophilic group) / 5
In the present invention, the surfactant (C) is more preferably an acetylene glycol-type surfactant or a polymer-type surfactant.

界面活性剤(C)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。その際、導電性高分子水溶液に単独で添加してもよいし、2種以上を混合して添加してもよい。   Regarding the method of adding the surfactant (C) to the aqueous conductive polymer solution, it may be added as a solid or may be added as a solution prepared in advance as an aqueous solution. At that time, they may be added alone to the aqueous conductive polymer solution, or may be added as a mixture of two or more.

本発明の導電性高分子水溶液が界面活性剤(C)を含む場合、当該導電性高分子水溶液は、ポリチオフェン(A)を0.1〜10重量%、水溶性ポリウレタン(B)を0.001〜10重量%、界面活性剤(C)0.001〜10重量%含むことが好ましい。   When the aqueous conductive polymer solution of the present invention contains a surfactant (C), the aqueous conductive polymer solution contains 0.1 to 10% by weight of polythiophene (A) and 0.001% of water-soluble polyurethane (B). It is preferable to contain the surfactant (C) in an amount of 0.001 to 10% by weight.

本発明の導電性高分子水溶液は、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(D)を含んでもよい。   The aqueous conductive polymer solution of the present invention may further contain at least one water-soluble compound (D) selected from the group consisting of alcohols and water-soluble resins.

アルコールとしては、特に限定するものではないが、例えば、1価のアルコール、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が挙げられる。   The alcohol is not particularly limited, but includes, for example, at least one alcohol selected from the group consisting of monohydric alcohol, dihydric alcohol, trihydric alcohol, and sugar alcohol.

1価のアルコールとしては、特に限定するものではないが、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等が挙げられるが、操作性の点から、エタノールが好ましい。2価アルコールとしては、特に限定するものではないが、入手の観点から、エチレングリコールが好ましい。3価アルコールとしては、特に限定するものではないが、例えば、グリセロールが好ましい。糖アルコールとしては、特に限定するものではないが、例えば、エリトリトール、ソルビトール、アラビトール等が好ましい。より好ましくはソルビトールである。   The monohydric alcohol is not particularly limited, and includes, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, butanol, etc., and ethanol is preferred from the viewpoint of operability. The dihydric alcohol is not particularly limited, but ethylene glycol is preferred from the viewpoint of availability. Although it does not specifically limit as a trihydric alcohol, For example, glycerol is preferable. Although the sugar alcohol is not particularly limited, for example, erythritol, sorbitol, arabitol and the like are preferable. More preferred is sorbitol.

また、水溶性樹脂としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリ(N−ビニルアセトアミド)、水溶性ポリエステル、又は水溶性ポリウレタン等が好ましい。なおこれらの水溶性樹脂については、金属量低減の観点から、顆粒状、膜状の陽イオン交換樹脂、ゼータ電位を利用した金属除去フィルター処理を行ったものを用いることが好ましい。   The water-soluble resin is not particularly limited, but is preferably, for example, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, poly (N-vinylacetamide), water-soluble polyester, or water-soluble polyurethane. From the viewpoint of reducing the amount of metal, it is preferable to use a granular or membrane-like cation exchange resin or a resin subjected to a metal removal filter treatment using zeta potential.

水溶性樹脂の分子量は、水溶性が良好であれば特に制限されないが、好ましくはMw=1千〜200万、より好ましくは1万〜150万、更に好ましくはMw=1千〜25万、更に好ましくは1千〜5万の範囲である。   The molecular weight of the water-soluble resin is not particularly limited as long as it has good water-solubility, but is preferably Mw = 1,000 to 2,000,000, more preferably 10,000 to 1.5,000,000, further preferably Mw = 1,000 to 250,000, and furthermore Preferably, it is in the range of 1,000 to 50,000.

本発明の導電性高分子水溶液が水溶性化合物(D)を含む場合、当該水溶性高分子水溶液は、ポリチオフェン(A)を0.1〜10重量%、水溶性ポリウレタン(B)を0.001〜10重量%、界面活性剤(C)を0.001〜10重量%、及び水溶性化合物(D)を0.001〜10重量%含むことが好ましい。   When the conductive polymer aqueous solution of the present invention contains a water-soluble compound (D), the water-soluble polymer aqueous solution contains 0.1 to 10% by weight of polythiophene (A) and 0.001% of water-soluble polyurethane (B). It is preferable to contain the surfactant (C) in an amount of 0.001 to 10% by weight, and the water-soluble compound (D) in an amount of 0.001 to 10% by weight.

本発明の導電性高分子水溶液を調製する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明のポリチオフェン(A)の水溶液又は固体と、水溶性ポリウレタン(B)と、必要に応じて界面活性剤(C)と、必要に応じて水溶性化合物(D)と、必要に応じて水と、必要に応じてその他添加剤を使用するができる。これらを任意の順で混合することにより本発明の導電性高分子水溶液を調製することができる。   The method for preparing the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited. For example, an aqueous solution or solid of the polythiophene (A) of the present invention, a water-soluble polyurethane (B), and Surfactant (C), water-soluble compound (D) as needed, water as needed, and other additives as needed can be used. By mixing these in any order, the aqueous conductive polymer solution of the present invention can be prepared.

ここで、混合する際の温度は、特に限定するものではないが、例えば、室温〜加温下で行うことができる。好ましくは0℃以上100℃以下が好ましい。   Here, the temperature at the time of mixing is not particularly limited. For example, the mixing can be performed at room temperature to under heating. The temperature is preferably from 0 ° C to 100 ° C.

混合する際の雰囲気は、特に限定するものではないが、大気中でも、不活性ガス中でも良い。   The atmosphere at the time of mixing is not particularly limited, but may be air or an inert gas.

本発明の導電性高分子水溶液のpHは10以下であることが好ましく、9以下であることがより好ましい。さらに、本発明の導電性高分子水溶液のpHは、1.5以上9.5以下の範囲が好ましく、1.5以上9以下の範囲内がより好ましい。ここで、pHを調整する手順としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリチオフェン(A)と水溶性ポリウレタン(B)等を混合した後、アミン化合物(E)を添加することにより調整することができる。また、ポリチオフェン(A)の水溶液に予めアミン化合物(E)を添加することによってpH調整しておいても良い。また、pHが2以下の酸性領域で使用する場合には、必ずしもアミンを添加する必要はない。   The pH of the aqueous conductive polymer solution of the present invention is preferably 10 or less, more preferably 9 or less. Further, the pH of the aqueous conductive polymer solution of the present invention is preferably in the range of 1.5 or more and 9.5 or less, more preferably in the range of 1.5 or more and 9 or less. Here, the procedure for adjusting the pH is not particularly limited. For example, the pH is adjusted by mixing the polythiophene (A) and the water-soluble polyurethane (B) and then adding the amine compound (E). be able to. Further, the pH may be adjusted by adding an amine compound (E) to an aqueous solution of polythiophene (A) in advance. In addition, when used in an acidic region having a pH of 2 or less, it is not always necessary to add an amine.

アミン化合物(E)としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジアミン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、1、2−ジメチルイミダゾール、ピリジン、ピコリン、ルチジン等が挙げられる。添加する際には、ニートでも水溶液でも良い。   Examples of the amine compound (E) include, but are not particularly limited to, ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, isopropylamine, normal butylamine, tertiary butylamine, hexylamine, aminoethanol Dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, 3-amino-1,2-propanediol, 3-methylamino-1,2-propanediol , 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, pyridine, picoline, ruti Emissions, and the like. When adding, neat or aqueous solution may be used.

本発明の導電性高分子水溶液を混合する際には、スターラーチップ、攪拌羽根等による一般的な混合溶解操作に加えて、超音波照射、ホモジナイズ処理(例えば、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー等の使用)を行ってもよい。ホモジナイズ処理する場合には、ポリマーの熱劣化を防ぐため、冷温しながら行うことが好ましい。   When mixing the conductive polymer aqueous solution of the present invention, in addition to a general mixing and dissolving operation using a stirrer chip, a stirring blade and the like, ultrasonic irradiation and homogenization treatment (for example, a mechanical homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer) Etc.) may be performed. In the case of the homogenization treatment, it is preferable to perform the homogenization treatment at a low temperature in order to prevent thermal deterioration of the polymer.

本発明の導電性高分子水溶液の濃度調整は、配合比で調整しても良いし、配合後に濃縮により調整しても良い。濃縮の方法は、減圧下に溶媒を留去する方法であっても、限外ろ過膜を利用する方法であっても良い。   The concentration of the aqueous conductive polymer solution of the present invention may be adjusted by a compounding ratio or may be adjusted by concentration after the compounding. The method of concentration may be a method of distilling off the solvent under reduced pressure or a method of using an ultrafiltration membrane.

本発明の導電性高分子水溶液の中のポリチオフェン(A)の濃度は0.001重量%以上であれば特に限定するものではないが、好ましくは0.01重量%〜10重量%の範囲である。なお、本願発明のポリチオフェン(A)と水溶性ポリウレタン(B)を含む導電性高分子水溶液は、塗布後、乾燥・脱水されるため、前記の濃度範囲で良好な均一膜を得ることができる。   The concentration of the polythiophene (A) in the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited as long as it is 0.001% by weight or more, but is preferably in the range of 0.01% by weight to 10% by weight. . The conductive polymer aqueous solution containing the polythiophene (A) and the water-soluble polyurethane (B) of the present invention is dried and dehydrated after being applied, so that a good uniform film can be obtained in the above concentration range.

本発明の導電性高分子水溶液中の固形分の粒径は、特に限定するものではないが、小さいほど水溶性が良好であり、導電性や成膜時の均一な膜形成の観点からも望ましい。例えば、室温又は加温下で調製した導電性高分子水溶液の固形分濃度が10重量%以下の場合、固形分の粒子径(D50)が0.02μm以下であれば、水溶性がより良好となる。   The particle size of the solid content in the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited, but the smaller the solid content, the better the water solubility, and it is also desirable from the viewpoint of conductivity and uniform film formation during film formation. . For example, when the solid content concentration of the conductive polymer aqueous solution prepared at room temperature or under heating is 10% by weight or less, if the particle diameter (D50) of the solid content is 0.02 μm or less, the water solubility is considered to be better. Become.

本発明の導電性高分子水溶液の粘度(20℃)は、200mPa・s以下であれば特に限定されないが、好ましくは100mPa・s以下、さらに好ましくは50mPa・s以下である。   The viscosity (20 ° C.) of the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited as long as it is 200 mPa · s or less, but is preferably 100 mPa · s or less, more preferably 50 mPa · s or less.

本発明の導電性高分子水溶液から導電性高分子膜を形成する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明の導電性高分子水溶液を、支持体に塗布し乾燥することで支持体上に導電性高分子膜が簡便に得られる(以下、その支持体と導電性高分子膜を合わせて「被覆物品」と称する)。   The method for forming a conductive polymer film from the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited. For example, the conductive polymer aqueous solution of the present invention is applied to a support and dried. A conductive polymer film can be easily obtained on a support (hereinafter, the support and the conductive polymer film are collectively referred to as a “coated article”).

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、ITOなどの金属酸化物、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。   The support is not particularly limited as long as the conductive polymer aqueous solution of the present invention can be applied thereto, and examples thereof include a polymer substrate and an inorganic substrate. Examples of the polymer substrate include a thermoplastic resin, a nonwoven fabric, paper, a resist film substrate, and the like. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylate, and polycarbonate. As the nonwoven fabric, for example, any of natural fibers, synthetic fibers, and glass fibers may be used. The paper may be a paper containing general cellulose as a main component. Examples of the inorganic substrate include glass, metal oxides such as ITO, ceramics, aluminum oxide, and tantalum oxide.

導電性高分子水溶液の塗布方法としては、例えば、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ディスペンサ法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、インクジェット法等が挙げられる。好ましくはバーコート法、スピンコート法である。   Examples of the method for applying the conductive polymer aqueous solution include a casting method, a dipping method, a bar coating method, a dispenser method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, a spray coating method, a spin coating method, and an inkjet method. No. Bar coating and spin coating are preferred.

塗膜の乾燥温度は、均一な導電性高分子膜が得られる温度及び基材の耐熱温度以下であれば特に限定するものではないが、室温〜300℃の範囲であり、好ましくは室温〜250℃の範囲であり、さらに好ましくは室温〜200℃の範囲である。   The drying temperature of the coating film is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the temperature at which a uniform conductive polymer film is obtained and the heat-resistant temperature of the substrate, but is in the range of room temperature to 300 ° C., preferably room temperature to 250 ° C. ° C, more preferably from room temperature to 200 ° C.

乾燥雰囲気は大気中、不活性ガス中、真空中、又は減圧下のいずれであってもよい。高分子膜の劣化抑制の観点からは、窒素、アルゴン等の不活性ガス中が好ましい。   The drying atmosphere may be in the air, in an inert gas, in a vacuum, or under reduced pressure. From the viewpoint of suppressing deterioration of the polymer film, it is preferable to use an inert gas such as nitrogen or argon.

得られる導電性高分子膜の膜厚としては特に限定するものではないが、10−3〜10μmの範囲が好ましい。より好ましくは10−3〜10−1μmである。この導電性高分子膜の導電率としては特に限定するものではないが高い方が好ましい。また、導電性高分子膜の導電率は添加する界面活性剤又は水溶性樹脂の種類や添加量により変化するので一義的には決められないが、得られる導電性高分子膜の表面抵抗値としては特に限定するものではないが、1.0E+11Ω/□以下が好ましく、より好ましくは1.0E+9Ω/□以下であり、さらに好ましくは1.0E+7Ω/□以下である。表面抵抗値を測定する際の印加電圧は特に限定されないが、10V又は500Vで測定する。 Not particularly limited as the thickness of the conductive polymer film obtained is preferably in the range of 10 -3 ~10 2 μm. More preferably, it is 10 −3 to 10 −1 μm. The conductivity of the conductive polymer film is not particularly limited, but is preferably higher. In addition, the conductivity of the conductive polymer film varies depending on the type and amount of the surfactant or the water-soluble resin to be added, and thus cannot be uniquely determined. However, as the surface resistance value of the obtained conductive polymer film, Is not particularly limited, but is preferably 1.0E + 11Ω / □ or less, more preferably 1.0E + 9Ω / □ or less, and still more preferably 1.0E + 7Ω / □ or less. The applied voltage when measuring the surface resistance is not particularly limited, but is measured at 10 V or 500 V.

本発明の被覆物品は、例えば、帯電防止フィルム、固体電解コンデンサ用の固体電解質、巻回型アルミ固体電解コンデンサ用のセパレータとして使用される。   The coated article of the present invention is used, for example, as an antistatic film, a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor, and a separator for a wound aluminum solid electrolytic capacitor.

以下に本発明に関する実施例を示す。   Examples of the present invention will be described below.

なお、本実施例で用いた分析機器及び測定方法を以下に列記する。
[GC測定]
装置:Shimadzu製、GC−2014
[NMR測定]
装置:VARIAN製、Gemini−200
[表面抵抗率測定]
装置:三菱化学社製ロレスタGP MCP−T600
装置:三菱化学社製ハイレスタUX MCP−HT8000
[膜厚測定]
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
導電率[S/cm]=10/(表面抵抗率[Ω/□]×膜厚[μm])
[粒径測定]
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。
[塗布性&帯電防止評価]
(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。
[塗膜の透明性評価(透過率、ヘイズ率)]
・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。
・耐湿性評価
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。
The analytical instruments and measuring methods used in this example are listed below.
[GC measurement]
Apparatus: GC-2014, manufactured by Shimadzu
[NMR measurement]
Apparatus: Gemini-200, manufactured by VARIAN
[Surface resistivity measurement]
Apparatus: Mitsubishi Chemical Corporation Loresta GP MCP-T600
Apparatus: Mitsubishi Chemical Corporation Hiresta UX MCP-HT8000
[Thickness measurement]
Equipment: DEKTAK XT manufactured by BRUKER
[Viscosity measurement]
Complete Viscometer / BROOKFIELD VISCOMETER DV-1 Prime
Conductivity [S / cm] = 10 4 / (surface resistivity [Ω / □] × film thickness [μm])
[Particle size measurement]
Apparatus: Nikkiso Co., Ltd., Microtrac Nanotrac UPA-UT151
[Conductivity measurement of self-doping type conductive polymer]
0.5 ml of an aqueous solution containing a self-doping type conductive polymer is applied to a 25 mm square non-alkali glass plate, dried at room temperature overnight, and then placed on a hot plate at 120 ° C. for 20 minutes and further at 160 ° C. for 10 minutes. By heating, a conductive polymer film was obtained. It was calculated from the film thickness and the surface resistance value based on the following formula.
[Applicability & antistatic evaluation]
(1) Evaluation of applicability to polymer substrate (thermoplastic resin).
The conductive polymer aqueous solution was cast so as to spread over the entire PET film (2.5 cm square), and then spin-coated (Mixed by MIKASA: Spinner 1H-D2) to form a film (1200 rpm × 40 seconds, then 100 ° C. ×). Vacuum drying for 60 seconds). The surface resistance value of the obtained coating film was measured. When the surface resistance was stable, the applicability was judged to be good. When the surface resistance of the obtained conductive polymer film was 1.0E + 9Ω / □ or less, the antistatic ability was judged to be good.
[Evaluation of transparency of coating film (transmittance, haze ratio)]
-Equipment: Nippon Denshoku Co., Ltd. haze meter NDH4000
・ Condition: Substrate blank [Evaluation of durability of coating film]
・ Heat resistance evaluation device: ETTAS constant temperature dryer EOP-450B (natural convection method)
Conditions: 80 ° C., 300 hours Evaluation: A case where the rate of increase in the surface resistivity after the test compared to before the test was less than 10 times was regarded as good. Ten times or more were regarded as defective.
-Moisture resistance evaluation device: SH-241 manufactured by ESPEC
Conditions: 60 ° C., 95% RH, 300 hours Evaluation: The case where the rate of increase in the surface resistivity after the test before the test was less than 100 times was regarded as good. 100 times or more was regarded as defective.

合成例1.
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、(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。
Synthesis Example 1
3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid sodium [represented by the following formula (6) Compound].
Under a nitrogen atmosphere, 0.437 g (10.9 mmol) of 60% sodium hydride and 37 ml of toluene were charged into a 100 ml eggplant-shaped flask, and then (2,3-dihydrothieno [3,4-b] [1,4] dioxin- 1.52 g (8.84 ml) of 2-yl) methanol were added. Thereafter, the reaction solution was heated to the reflux temperature and stirred at the same temperature for 1 hour. Thereafter, a mixed solution consisting of 1.21 g (8.89 mmol) of 2,4-butanesultone and 10 ml of toluene was added dropwise, and the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. After cooling, the obtained reaction solution was dropped into 160 ml of acetone to perform reprecipitation. The obtained powder was filtered and dried under vacuum to obtain 1.82 g of a pale yellow powder in a yield of 62%. From NMR measurement, this was 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1 represented by the following formula (6). -It was confirmed to be sodium propanesulfonate.

1H−NMR(DO)δ(ppm);6.67(s,2H),4.54−4.60(m,1H),4.45(dd,1H,J=12.0,2.2Hz),4.26(dd,1H,J=12.0,6.8Hz),3.90−3.81(m,4H),3.10−3.18(m,1H),2.30−2.47(m,1H),1.77−1.92(m,1H),1.45(d,3H)
13C−NMR(D2O)δ(ppm);14.91,31.22,53.13,66.18,69.18,73.29,73.36,100.81,100.94,140.88,141.06
合成例2.
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。
1H-NMR (D 2 O) δ (ppm); 6.67 (s, 2H), 4.54 to 4.60 (m, 1H), 4.45 (dd, 1H, J = 12.0, 2) .2 Hz), 4.26 (dd, 1H, J = 12.0, 6.8 Hz), 3.90-3.81 (m, 4H), 3.10-3.18 (m, 1H), 2 .30-2.47 (m, 1H), 1.77-1.92 (m, 1H), 1.45 (d, 3H)
13C-NMR (D2O) δ (ppm); 14.91, 31.22, 53.13, 66.18, 69.18, 73.29, 73.36, 100.81, 100.94, 140.88 , 141.06
Synthesis Example 2.
Synthesis of polythiophene (A) [a polymer containing a structural unit represented by the following formula (7) or (8)].
In a 500 ml separable flask, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1 synthesized according to Synthesis Example 1. -10 g (30 mmol) of sodium propanesulfonate and 150 g of water were added. After dissolution, 2.94 g (18.1 mmol) of anhydrous iron (III) chloride was added at room temperature, and the mixture was stirred for 20 minutes. Thereafter, a mixed solution consisting of 14.5 g (60.4 mmol) of sodium persulfate and 100 g of water was added dropwise while maintaining the temperature of the reaction solution at 30 ° C. or lower. After stirring at room temperature for 3 hours, the reaction solution was dropped into 800 g of acetone to precipitate a black Na-type polymer. The polymer was filtered and dried under vacuum to obtain 18.0 g of 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1. A crude polymer of sodium propanesulfonate was obtained.

次に、この粗ポリマー 14.5gに水を加え2重量%溶液に調製した水溶液 700gを、陽イオン交換樹脂Lewatit MonoPlus S100(H型) 200mlを充填したカラムに通液(空間速度=1.1)することによりH型のポリマー水溶液を738g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=5,000、透過倍率=5)により精製することにより下記式(7)又は式(8)で表される構造単位を含む重合体の濃群青色水溶液 698gを得た。本ポリマー水溶液に含まれるポリマー量は0.74重量%であった。又、鉄イオン、及びナトリウムイオンを、各々44ppm、及び12ppm(対ポリマー)含有していた。   Next, 700 g of an aqueous solution prepared by adding water to 14.5 g of the crude polymer to form a 2% by weight solution was passed through a column filled with 200 ml of a cation exchange resin Lewatit MonoPlus S100 (H type) (space velocity = 1.1). ) To obtain 738 g of an H-type polymer aqueous solution. Further, the polymer aqueous solution is purified by a cross-flow type ultrafiltration (filter: Vivaflow 200, molecular weight cut-off = 5,000, transmission magnification = 5), and is expressed by the following formula (7) or (8). 698 g of a deep blue aqueous solution of a polymer containing the structural unit was obtained. The amount of the polymer contained in the present polymer aqueous solution was 0.74% by weight. It also contained iron and sodium ions at 44 ppm and 12 ppm (based on polymer), respectively.

合成例3.
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に準じて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重量%のN,N―ジメチルアミノエタノール水溶液を前記水溶液がpH7.8になるまで添加し、次いで固形分が2重量%になるように水を蒸発させてポリマー水溶液を得た。本ポリマー水溶液の導電率は119S/cmだった。
Synthesis Example 3
Synthesis of polythiophene (A) [a polymer containing a structural unit represented by the following formula (9) or (10)].
Aqueous solution of polythiophene (A) [polymer containing structural unit represented by formula (7) or (8)] obtained according to Synthesis Example 2 was stirred at 50% by weight of N, N-dimethyl. An aminoethanol aqueous solution was added until the aqueous solution reached pH 7.8, and then water was evaporated so that the solid content became 2% by weight, to obtain a polymer aqueous solution. The conductivity of the polymer aqueous solution was 119 S / cm.

実施例1.
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][導電率119S/cm]を2.0重量%含む水溶液 1.874gに、界面活性剤として、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 0.564g、エタノール 0.741g、水溶性ポリウレタンとしてスーパーフレックスSFE2000(第一工業製薬社製)の5.0%水溶液 0.274g、 水 6.550gを加えてよく攪拌混合した後、7.5%エタノール水溶液で5倍希釈した。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4.00E+7Ω/□を示した。また、本実施例で作製した積層フィルムの透過率は97.30%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1に示す。
Embodiment 1 FIG.
Aqueous solution 1 containing 2.0% by weight of polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 3 [polymer containing structural unit represented by formula (9) or formula (10)] [conductivity 119 S / cm] 1 0.564 g of an aqueous solution containing 2.5 wt% of a high-molecular-weight nonionic surfactant polyvinylpyrrolidone K90 (Sokalan K90, manufactured by BASF, molecular weight: 1.4 million) in 0.874 g, ethanol 0.741 g, water-soluble polyurethane Then, 0.274 g of a 5.0% aqueous solution of Superflex SFE2000 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 6.550 g of water were added and mixed well with stirring, and then diluted 5-fold with a 7.5% aqueous ethanol solution. A bar coater (Select Roller OSP-22 manufactured by OSG System Product Co., Ltd.) was applied to a PET film (Lumilar T60 / 38 μm manufactured by Toray Industries, Inc.) obtained by cutting 0.2 g of the conductive polymer aqueous solution thus obtained into 7 cm × 14 cm. After applying at a constant rate using a drying device, the film was dried at 90 ° C. for 3 minutes to obtain a laminated film. The obtained film showed a uniform state without spots, and the surface resistance value of the film stably showed 4.00E + 7Ω / □ regardless of the measurement site. The transmittance of the laminated film produced in this example was 97.30%. Table 1 below shows the results of the durability test of the laminated film produced in this example.

実施例2.
実施例1において、水溶性ポリウレタンをスーパーフレックスSF500M(第一工業製薬社製)に変更した以外は実施例1に準拠して行った。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1に示す。
Embodiment 2. FIG.
Example 1 was repeated except that the water-soluble polyurethane was changed to Superflex SF500M (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). Table 1 below shows the results of the durability test of the laminated film produced in this example.

実施例1と2から明らかなように、耐湿性試験で60℃、95%RH、300時間後も塗膜の表面抵抗率は1.30倍以下の範囲にあり、良好な耐湿性を示すことが分かった。また、塗膜の透過率においても試験前後で変化はなく、良好な耐湿性を示した。   As is clear from Examples 1 and 2, the surface resistivity of the coating film was not more than 1.30 times even after 300 hours at 60 ° C. and 95% RH in the moisture resistance test, indicating good moisture resistance. I understood. Also, there was no change in the transmittance of the coating film before and after the test, indicating good moisture resistance.

本発明の導電性高分子水溶液は、さらに本導電性高分子水溶液は、良好な導電性と耐湿性を有する高分子膜を形成可能である。また、ガラスや金属などの基材以外にも、高分子基材への濡れ性が良く、ハジキや斑なく塗布が可能である。従って、各種基材への導電性コーティング剤(帯電防止剤)、固体電解コンデンサの固体電解質(陰極材料)などに使用できる。またこの導電性高分子膜で被覆された高分子基材からなる被覆物品は、帯電防止フィルム、固体電解コンデンサの固体電解質、巻回型アルミ電解コンデンサ用のセパレータへの利用が可能である。その他、エレクトロクロミック素子、透明電極、透明導電膜、熱電変換材料、化学センサ、アクチュエータ、電磁波シールド材、有機ELや太陽電池等の電極材料であるITO等の金属酸化物の表面コーティング材等への応用も期待できる。   The conductive polymer aqueous solution of the present invention, and the present conductive polymer aqueous solution, can form a polymer film having good conductivity and moisture resistance. In addition, it has good wettability to polymer substrates other than substrates such as glass and metal, and can be applied without repelling or spotting. Therefore, it can be used as a conductive coating agent (antistatic agent) for various substrates, a solid electrolyte (cathode material) of a solid electrolytic capacitor, and the like. The coated article comprising the polymer substrate coated with the conductive polymer film can be used as an antistatic film, a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor, and a separator for a wound aluminum electrolytic capacitor. In addition, electrochromic devices, transparent electrodes, transparent conductive films, thermoelectric conversion materials, chemical sensors, actuators, electromagnetic wave shielding materials, surface coating materials of metal oxides such as ITO, which are electrode materials for organic EL and solar cells, etc. Applications can also be expected.

また、不織布や紙等に本願発明の導電性高分子膜を被覆することによって、当該被覆物は帯電防止機能を有するフィルムや固体電解コンデンサのセパレータとしての使用が可能となる。   Further, by coating the conductive polymer film of the present invention on a nonwoven fabric, paper, or the like, the coating can be used as a film having an antistatic function or as a separator of a solid electrolytic capacitor.

Claims (9)

下記式(1)で表される構造単位及び下記式(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%含み、且つ水溶性ポリウレタン(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。
[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(4)を表し、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。]
[上記式(4)中、mは1〜6の整数を表す。R は、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
A polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): 0.01 to 10% by weight; A conductive polymer aqueous solution containing 0.001 to 10% by weight of a water-soluble polyurethane (B).
[The formula (1) and formula (2), L represents lower following formula a (4), M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, the conjugate acid of the amine compound, or quaternary ammonium cation. ]
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
水溶性ポリウレタン(B)が非イオン系水溶性ポリウレタ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。 The conductive polymer aqueous solution according to claim 1, wherein the water-soluble polyurethane (B) is a nonionic water-soluble polyurethane. さらに、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、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(C)を0.001〜10重量%含むことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。 The composition according to claim 1, further comprising 0.001 to 10% by weight of at least one surfactant (C) selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, a copolymer of polyvinylpyrrolidone, and an amphoteric surfactant. The conductive polymer aqueous solution according to claim 2. さらに、アルコールを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。 Further, a conductive polymer aqueous solution according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises an alcohol. アルコールが、1価のアルコール、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、請求項に記載の導電性高分子水溶液。 The conductive polymer according to claim 4 , wherein the alcohol is at least one alcohol selected from the group consisting of monohydric alcohol, dihydric alcohol, trihydric alcohol, and sugar alcohol. Aqueous solution. さらに、アミン化合物(E)を含み、かつpHが10以下である、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。 The conductive polymer aqueous solution according to any one of claims 1 to 5, further comprising an amine compound (E) and having a pH of 10 or less. 請求項1乃至請求項のいずれかに記載の導電性高分子水溶液を乾燥させることを特徴とする膜の製造方法。 Film production method of which is characterized by drying the conductive polymer solution according to any one of claims 1 to 6. 下記式(1)で表される構造単位及び下記式(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)と水溶性ポリウレタン(B)を含む膜。
[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(4)を表し、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。]
[上記式(4)中、mは1〜6の整数を表す。R は、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
A film containing a polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2) and a water-soluble polyurethane (B) .
[The formula (1) and formula (2), L represents lower following formula a (4), M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, the conjugate acid of the amine compound, or quaternary ammonium cation. ]
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
支持体の少なくとも一部が、請求項に記載の膜で覆われた被覆物品。 A coated article, wherein at least a part of the support is covered with the membrane according to claim 8 .
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