JP6911293B2 - 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]
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、且つ水溶性のエチレンオキシド重合体(B)を0.001〜30重量%含む導電性高分子水溶液。
[2]
水溶性のエチレンオキシド重合体(B)がポリエチレングリコール、又はポリエチレンオキシド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]
水溶性のエチレンオキシド重合体(B)が平均分子量約600のポリエチレングリコール(PEG600)、又は平均分子量約6000のポリエチレングリコール(PEG6000)である、[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[4]
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]に記載の導電性高分子水溶液。
[5]
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、[4]に記載の導電性高分子水溶液。
[6]
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]に記載の導電性高分子水溶液。
[7]
水溶性化合物(D)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、糖アルコール、ポリビニルアルコール、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]に記載の導電性高分子水溶液。
[9]
導電性高分子水溶液中の水が70〜99.9重量%の範囲であることを特徴とする[1]乃至[7]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[10]
導電性高分子水溶液の粘度が100mPa・s以下であることを特徴とする[1]乃至[9]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[11]
[1]乃至[10]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。
[12]
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)と水溶性のエチレンオキシド重合体(B)を含む膜。
[13]
支持体の少なくとも一部が[12]に記載の膜で覆われた被覆物品。
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。
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。
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
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。
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。
[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。
合成例3の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.2重量%含む導電性水溶液 250.01gに、エチレンオキシド重合体(B)として50重量%PEG600水溶液を2.52g、及び濃度調整用の水を20.43g、加えてよく攪拌混合し、固形分濃度が2.5重量%の導電性高分子水溶液を得た。この導電性高分子水溶液の粘度は49mPa・s(20℃)であった。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下ホットプレート上で120℃にて20分、さらに大気下160℃にて10分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は97S/cmであった。結果を表1に示す。また成膜に用いた導電性高分子水溶液は、0.02μmのフィルターを通過するものであった。
実施例1においてPEG600の添加量を変更した以外は実施例1の方法に準じて実験及び測定を行った結果を表1に示す。
合成例3の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.2重量%含む導電性水溶液 250.0gに、エチレンオキシド重合体(B)として50重量%PEG600水溶液を1.10g、水溶性化合物(D)としてソルビトールを2.75g、及び濃度調整用の水を21.15g、加えてよく攪拌混合して固形分濃度が3.2重量%の導電性高分子水溶液を得た。この導電性高分子水溶液の粘度は35mPa・s(20℃)であった。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下ホットプレート上で120℃にて20分、さらに大気下160℃にて10分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は63S/cmであった。結果を表1に示す。また成膜に用いた導電性高分子水溶液は、0.02μmのフィルターを通過するものであった。
実施例4においてPEG600の添加量を変更した以外は実施例4の方法に準じて実験及び測定を行った結果を表1に示す。
実施例4においてPEG600をPEG6000に変更した以外は実施例4の方法に準じて実験及び測定を行った結果を表1に示す。
合成例3の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.2重量%含む導電性水溶液について一部水分を留去し、固形分濃度4.0重量%の導電性高分子水溶液を得た。当該導電性高分子水溶液の粘度は367mPa・sであった。その結果を表1に示す。
Claims (7)
- 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、且つ平均分子量約600のポリエチレングリコール(PEG600)又は平均分子量約6000のポリエチレングリコール(PEG6000)である水溶性のエチレンオキシド重合体(B)を0.001〜30重量%含む導電性高分子水溶液。
- 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請求項1に記載の導電性高分子水溶液。
- 界面活性剤(C)が、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、請求項2に記載の導電性高分子水溶液。
- さらに、アミン化合物(E)を含み、かつpHが9以下である、請求項1、又は2に記載の導電性高分子水溶液。
- 導電性高分子水溶液中の固形分(水以外の全成分)濃度が、0.1〜30重量%の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
- 導電性高分子水溶液の粘度が100mPa・s以下である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。
- 請求項1乃至請求項6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。
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