JP7269844B2 - Method for producing highly conductive composite, method for producing organic solvent dispersion of highly conductive composite, method for producing conductive film - Google Patents
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Description
本発明は、高導電性複合体の製造方法、高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法、導電性フィルム及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a highly conductive composite, a method for producing an organic solvent dispersion of a highly conductive composite, a conductive film, and a method for producing the same.
導電層を形成するための塗料として、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)にポリスチレンスルホン酸がドープした導電性複合体を含む導電性高分子分散液を使用することがある。
特許文献1には、有機溶剤に対する導電性複合体の分散性を向上するために、導電性複合体が有するアニオン基にエポキシ化合物を付加させ、導電性複合体を疎水化する方法が開示されている。
A conductive polymer dispersion containing a conductive composite of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped with polystyrenesulfonic acid may be used as a paint for forming a conductive layer.
Patent Document 1 discloses a method of adding an epoxy compound to an anion group of the conductive composite to make the conductive composite hydrophobic in order to improve the dispersibility of the conductive composite in an organic solvent. there is
しかし、特許文献1の方法で疎水化された導電性複合体を製造する際、水中に生成した目的の反応生成物を濾過によって分取することがある。しかし、この濾過処理に要する時間が非常に長く、ろ紙が目詰まりする問題があり、製造効率の向上が求められていた。
本発明は、製造効率に優れた高導電性複合体の製造方法、高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法、導電性フィルム及びその製造方法を提供する。
However, when producing a hydrophobized conductive composite by the method of Patent Document 1, the desired reaction product produced in water may be fractionated by filtration. However, the time required for this filtration treatment is very long, and there is a problem of clogging of the filter paper, and improvement in production efficiency has been demanded.
The present invention provides a method for producing a highly conductive composite with excellent production efficiency, a method for producing an organic solvent dispersion of a highly conductive composite, a conductive film, and a method for producing the same.
[1] π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体の水系分散液と、有機溶剤とを混合した混合液を得て、前記混合液中に高導電性複合体を析出させること、及び、前記混合液にエポキシ化合物を添加することにより、前記エポキシ化合物が付加した前記高導電性複合体を分取すること、を含む、高導電性複合体の製造方法。
[2] 前記混合液に含まれる前記有機溶剤の含有量が、前記混合液の総質量に対して、50質量%以上である、[1]に記載の高導電性複合体の製造方法。
[3] 前記有機溶剤が、ケトン系溶剤及びアルコール系溶剤のうち、少なくとも一方を含む、[1]又は[2]に記載の高導電性複合体の製造方法。
[4] 前記有機溶剤がケトン系溶剤を含み、前記ケトン系溶剤がメチルエチルケトンを含む、[3]に記載の高導電性複合体の製造方法。
[5] 前記有機溶剤がアルコール系溶剤を含み、前記アルコール系溶剤がメタノールを含む、[3]に記載の高導電性複合体の製造方法。
[6] 前記有機溶剤がメチルエチルケトン及びメタノールを含む、[1]又は[2]に記載の高導電性複合体の製造方法。
[7] 前記混合液に前記高導電性複合体を析出させる際、前記混合液を40℃以上に加熱する、[1]~[6]の何れか一項に記載の高導電性複合体の製造方法。
[8] 前記混合液中に前記高導電性複合体を析出させる際、前記混合液中、前記ポリアニオン以外の酸及び塩基のうち少なくとも一方の含有量が、前記混合液の総質量に対して0.1質量%以下である、[1]~[7]の何れか一項に記載の高導電性複合体の製造方法。
[9] 前記エポキシ化合物が付加した前記高導電性複合体を分取する方法が、濾過である、[1]~[8]の何れか一項に記載の高導電性複合体の製造方法。
[10] 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)である、[1]~[9]の何れか一項に記載の高導電性複合体の製造方法。
[11] 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]~[10]の何れか一項に記載の高導電性複合体の製造方法。
[12] [1]~[11]の何れか一項に記載の製造方法により得た高導電性複合体と、有機溶剤とを混合することを含む、高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法。
[13] さらにバインダ成分を混合することを含む、[12]に記載の高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法。
[14] 前記バインダ成分が、硬化後にアクリル樹脂を形成する化合物である、[13]に記載の高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法。
[15] フィルム基材の少なくとも一方の面に、[12]~[14]の何れか一項に記載の製造方法で得た高導電性複合体の有機溶剤分散液を塗工し、形成された塗膜を乾燥することを含む、導電性フィルムの製造方法。
[16] フィルム基材の少なくとも一方の面に、[12]~[14]の何れか一項に記載の製造方法で得た高導電性複合体の有機溶剤分散液の硬化層からなる導電層を備えた、導電性フィルム。
[1] Obtaining a mixed liquid obtained by mixing an aqueous dispersion of a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with an organic solvent, and precipitating a highly conductive composite in the mixed liquid. and adding an epoxy compound to the mixed solution to fractionate the highly conductive composite to which the epoxy compound is added.
[2] The method for producing a highly conductive composite according to [1], wherein the content of the organic solvent contained in the mixed liquid is 50% by mass or more with respect to the total mass of the mixed liquid.
[3] The method for producing a highly conductive composite according to [1] or [2], wherein the organic solvent contains at least one of a ketone solvent and an alcohol solvent.
[4] The method for producing a highly conductive composite according to [3], wherein the organic solvent contains a ketone solvent, and the ketone solvent contains methyl ethyl ketone.
[5] The method for producing a highly conductive composite according to [3], wherein the organic solvent contains an alcohol solvent, and the alcohol solvent contains methanol.
[6] The method for producing a highly conductive composite according to [1] or [2], wherein the organic solvent contains methyl ethyl ketone and methanol.
[7] The highly conductive composite according to any one of [1] to [6], wherein the mixed liquid is heated to 40 ° C. or higher when depositing the highly conductive composite in the mixed liquid. Production method.
[8] When depositing the highly conductive composite in the mixed liquid, the content of at least one of an acid and a base other than the polyanion in the mixed liquid is 0 with respect to the total mass of the mixed liquid. .1 mass % or less, the method for producing a highly conductive composite according to any one of [1] to [7].
[9] The method for producing a highly conductive composite according to any one of [1] to [8], wherein the method for separating the highly conductive composite to which the epoxy compound is added is filtration.
[10] The method for producing a highly conductive composite according to any one of [1] to [9], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
[11] The method for producing a highly conductive composite according to any one of [1] to [10], wherein the polyanion is polystyrenesulfonic acid.
[12] An organic solvent dispersion of a highly conductive composite, comprising mixing the highly conductive composite obtained by the production method according to any one of [1] to [11] with an organic solvent. manufacturing method.
[13] A method for producing an organic solvent dispersion of a highly conductive composite according to [12], further comprising mixing a binder component.
[14] The method for producing an organic solvent dispersion of a highly conductive composite according to [13], wherein the binder component is a compound that forms an acrylic resin after curing.
[15] An organic solvent dispersion of the highly conductive composite obtained by the production method according to any one of [12] to [14] is applied to at least one surface of the film substrate to form A method for producing a conductive film, comprising drying the coated film.
[16] A conductive layer comprising a cured layer of an organic solvent dispersion of the highly conductive composite obtained by the production method according to any one of [12] to [14] on at least one surface of the film substrate. A conductive film with
本発明の高導電性複合体の製造方法によれば、エポキシ化合物が付加した高導電性複合体を容易に得ることができる。得られた高導電性複合体は疎水性であるので、有機溶剤に対して容易に分散させることができる。本発明によって得られた高導電性複合体を用いると、従来の導電性複合体を用いた場合と比べて、導電性に優れた導電層を形成することができる。 According to the method for producing a highly conductive composite of the present invention, a highly conductive composite to which an epoxy compound is added can be easily obtained. The resulting highly conductive composite is hydrophobic and can be easily dispersed in organic solvents. By using the highly conductive composite obtained by the present invention, a conductive layer having excellent conductivity can be formed as compared with the case of using a conventional conductive composite.
≪高導電性複合体の製造方法≫
本発明の第一態様は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体の水系分散液と、有機溶剤とを混合した混合液を得て、前記混合液中に高導電性複合体を析出させた後、前記混合液にエポキシ化合物を添加することにより、前記エポキシ化合物が付加した前記高導電性複合体を分取すること、を含む、高導電性複合体の製造方法である。
<<Method for producing highly conductive composite>>
A first aspect of the present invention is to obtain a mixed liquid in which an aqueous dispersion of a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion and an organic solvent is mixed, and to obtain a highly conductive composite in the mixed liquid A method for producing a highly conductive composite, comprising: adding an epoxy compound to the mixed solution after precipitating the body, and separating the highly conductive composite to which the epoxy compound is added. .
[導電性複合体の水系分散液]
本態様で用いる導電性複合体の水系分散液(以下、「導電性高分子水系分散液」ということがある。)は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、水と、を含有する。この水系分散液は、液中の導電性複合体が分散状態にある範囲で、有機溶剤を含んでいても構わない。
[Aqueous dispersion of conductive composite]
The aqueous dispersion of the conductive composite used in this embodiment (hereinafter sometimes referred to as "aqueous conductive polymer dispersion") is a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and This aqueous dispersion may contain an organic solvent as long as the conductive composite in the liquid is in a dispersed state.
前記ポリアニオンはπ共役系導電性高分子にドープし、導電性を有する導電性複合体を形成している。前記ポリアニオンにおいては、一部のアニオン基のみがπ共役系導電性高分子にドープしており、ドープに関与しない余剰のアニオン基を有する。余剰のアニオン基は親水基であるため、導電性複合体は水に対する分散性を有する。 The polyanion is doped into the π-conjugated conductive polymer to form a conductive composite having conductivity. In the polyanion, only some of the anionic groups are doped into the π-conjugated conductive polymer, and there are surplus anionic groups that do not participate in the doping. Since the surplus anionic groups are hydrophilic groups, the conductive composite has dispersibility in water.
本態様で用いる導電性高分子水系分散液において、導電性複合体は分散状態にある。分散状態と析出状態の区別は、簡便には目視で行うことができる。分散状態の分散液の透明性は高く、分散液中に固体の浮遊物は見当たらない。一方、析出状態の液の透明性は低く、液中に固体の浮遊物が観察される。通常、分散状態の導電性複合体は容易には沈殿せず、例えば12時間静置したとしても、沈殿は生じ難い。一方、析出状態の液中の浮遊物は、沈降し易く、例えば12時間程度静置することにより、沈殿を生じ易い。 In the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment, the conductive composite is in a dispersed state. Dispersion state and precipitation state can be easily distinguished visually. The dispersion liquid in the dispersed state has high transparency, and no suspended solid matter is found in the dispersion liquid. On the other hand, the transparency of the precipitated liquid is low, and solid suspended matter is observed in the liquid. Generally, the conductive composite in a dispersed state does not easily precipitate, and even if it is allowed to stand still for 12 hours, precipitation hardly occurs. On the other hand, floating matter in a precipitated liquid tends to settle, and for example, it tends to precipitate when left to stand for about 12 hours.
本態様で用いる導電性高分子水系分散液を、保留粒子径7μmのフィルターに通すと、分散状態の導電性複合体は分散媒とともにフィルターを通過する。一方、析出状態の導電性複合体は上記フィルターに捕捉され得る。
ここで、ろ紙の保留粒子径は目の粗さの目安であり、JIS P 3801〔ろ紙(化学分析用)〕で規定された硫酸バリウムなどを自然ろ過したときの漏えい粒子径により求められる。
When the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment is passed through a filter having a retained particle size of 7 μm, the dispersed conductive composite passes through the filter together with the dispersion medium. On the other hand, the deposited conductive composites can be captured by the filter.
Here, the retained particle size of the filter paper is a measure of the coarseness of the mesh, and is obtained from the leaked particle size when barium sulfate or the like is naturally filtered as specified in JIS P 3801 [filter paper (for chemical analysis)].
(π共役系導電性高分子)
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であればよく、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、透明性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
(π-conjugated conductive polymer)
The π-conjugated conductive polymer may be any organic polymer having a π-conjugated main chain. molecules, polyphenylene-based conductive polymers, polyphenylene-vinylene-based conductive polymers, polyaniline-based conductive polymers, polyacene-based conductive polymers, polythiophene-vinylene-based conductive polymers, copolymers thereof, and the like. Polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes and polyaniline-based conductive polymers are preferable from the viewpoint of stability in air, and polythiophene-based conductive polymers are more preferable from the viewpoint of transparency.
ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-エチルチオフェン)、ポリ(3-プロピルチオフェン)、ポリ(3-ブチルチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、ポリ(3-デシルチオフェン)、ポリ(3-ドデシルチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルチオフェン)、ポリ(3-ブロモチオフェン)、ポリ(3-クロロチオフェン)、ポリ(3-ヨードチオフェン)、ポリ(3-シアノチオフェン)、ポリ(3-フェニルチオフェン)、ポリ(3,4-ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4-ジブチルチオフェン)、ポリ(3-ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3-メトキシチオフェン)、ポリ(3-エトキシチオフェン)、ポリ(3-ブトキシチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3-デシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-メトキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-エトキシチオフェン)、ポリ(3-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N-メチルピロール)、ポリ(3-メチルピロール)、ポリ(3-エチルピロール)、ポリ(3-n-プロピルピロール)、ポリ(3-ブチルピロール)、ポリ(3-オクチルピロール)、ポリ(3-デシルピロール)、ポリ(3-ドデシルピロール)、ポリ(3,4-ジメチルピロール)、ポリ(3,4-ジブチルピロール)、ポリ(3-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルピロール)、ポリ(3-ヒドロキシピロール)、ポリ(3-メトキシピロール)、ポリ(3-エトキシピロール)、ポリ(3-ブトキシピロール)、ポリ(3-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2-メチルアニリン)、ポリ(3-イソブチルアニリン)、ポリ(2-アニリンスルホン酸)、ポリ(3-アニリンスルホン酸)が挙げられる。
これらのπ共役系導電性高分子のなかでも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
導電性複合体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Polythiophene-based conductive polymers include polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3-ethylthiophene), poly(3-propylthiophene), poly(3-butylthiophene), and poly(3-hexylthiophene). , poly(3-heptylthiophene), poly(3-octylthiophene), poly(3-decylthiophene), poly(3-dodecylthiophene), poly(3-octadecylthiophene), poly(3-bromothiophene), poly (3-chlorothiophene), poly(3-iodothiophene), poly(3-cyanothiophene), poly(3-phenylthiophene), poly(3,4-dimethylthiophene), poly(3,4-dibutylthiophene) , poly(3-hydroxythiophene), poly(3-methoxythiophene), poly(3-ethoxythiophene), poly(3-butoxythiophene), poly(3-hexyloxythiophene), poly(3-heptyloxythiophene) , poly(3-octyloxythiophene), poly(3-decyloxythiophene), poly(3-dodecyloxythiophene), poly(3-octadecyloxythiophene), poly(3,4-dihydroxythiophene), poly(3 ,4-dimethoxythiophene), poly(3,4-diethoxythiophene), poly(3,4-dipropoxythiophene), poly(3,4-dibutoxythiophene), poly(3,4-dihexyloxythiophene) , poly(3,4-diheptyloxythiophene), poly(3,4-dioctyloxythiophene), poly(3,4-didecyloxythiophene), poly(3,4-didodecyloxythiophene), poly( 3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), poly(3,4-butylenedioxythiophene), poly(3-methyl-4-methoxythiophene), poly(3- methyl-4-ethoxythiophene), poly(3-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxyethylthiophene), poly(3-methyl-4-carboxy butylthiophene).
Polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly(N-methylpyrrole), poly(3-methylpyrrole), poly(3-ethylpyrrole), poly(3-n-propylpyrrole), poly(3-butyl pyrrole), poly(3-octylpyrrole), poly(3-decylpyrrole), poly(3-dodecylpyrrole), poly(3,4-dimethylpyrrole), poly(3,4-dibutylpyrrole), poly(3 -carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly(3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly(3-hydroxypyrrole) , poly(3-methoxypyrrole), poly(3-ethoxypyrrole), poly(3-butoxypyrrole), poly(3-hexyloxypyrrole), poly(3-methyl-4-hexyloxypyrrole).
Polyaniline-based conductive polymers include polyaniline, poly(2-methylaniline), poly(3-isobutylaniline), poly(2-anilinesulfonic acid), and poly(3-anilinesulfonic acid).
Among these π-conjugated conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferred from the viewpoint of conductivity, transparency and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer contained in the conductive composite may be of one type or two or more types.
(ポリアニオン)
ポリアニオンは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、またはカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホ基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸等のカルボキシ基を有する高分子が挙げられる。ポリアニオンは、単一のモノマーが重合した単独重合体であってもよいし、2種以上のモノマーが重合した共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホ基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィを用いて測定し、ポリスチレン換算で求めた質量基準の平均分子量である。
(polyanion)
A polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anionic group in its molecule. The anion group of this polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer and improves the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anionic group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polystyrenesulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyallylsulfonic acid, polyacrylic acid esters having a sulfo group, polymethacrylic acid esters having a sulfo group (e.g., poly(4-sulfobutyl methacrylate) , polysulfoethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzenesulfonic acid), poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid), polymers having a sulfo group such as polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, Polymers having carboxy groups such as polyallylcarboxylic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), polyisoprenecarboxylic acid, etc. A polyanion is a single monomer. may be a homopolymer obtained by polymerizing or a copolymer obtained by polymerizing two or more monomers.
Among these polyanions, a polymer having a sulfo group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the conductivity can be further increased.
One of the polyanions may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The weight average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 100,000 or more and 500,000 or less. The mass-average molecular weight is a mass-based average molecular weight determined by gel permeation chromatography and calculated in terms of polystyrene.
導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、導電性がより高くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含有させることができるので、充分な導電性を確保できる。 The content of the polyanion in the conductive composite is preferably in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer, and is 10 parts by mass or more and 700 parts by mass or less. and more preferably in the range of 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less. If the polyanion content is at least the above lower limit, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be stronger, resulting in higher conductivity. On the other hand, if the polyanion content is equal to or less than the above upper limit, the π-conjugated conductive polymer can be sufficiently contained, and sufficient conductivity can be ensured.
<導電性高分子水系分散液の製造方法>
π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体が水系分散媒に分散されてなる導電性高分子水系分散液は、例えば、ポリアニオンの水溶液中でπ共役系導電性高分子を形成するモノマーを化学酸化重合させて得ることができる。また、市販の導電性高分子水分散液を使用しても構わない。
<Method for Producing Conductive Polymer Aqueous Dispersion>
A conductive polymer aqueous dispersion obtained by dispersing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion in an aqueous dispersion medium, for example, forms a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of a polyanion. It can be obtained by chemically oxidatively polymerizing a monomer. A commercially available conductive polymer aqueous dispersion may also be used.
前記化学酸化重合は、公知の触媒及び酸化剤を用いて行うことができる。触媒としては、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。 The chemical oxidation polymerization can be performed using a known catalyst and oxidizing agent. Examples of catalysts include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, and cupric chloride. Examples of the oxidizing agent include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate. The oxidizing agent can return the reduced catalyst to its original oxidation state.
本態様の導電性高分子水系分散液に含まれる導電性複合体の含有量としては、水系分散液の総質量に対して、例えば、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下がより好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、有機溶剤の添加後の高導電性複合体の析出が容易になる。上記範囲の上限値以下であると、導電性高分子水系分散液における導電性複合体の分散性が高まるので、導電性高分子水系分散液の保存中に意図しない凝集を防ぎ、有機溶剤の添加後に析出する高導電性複合体の質を均一にすることができる。
The content of the conductive composite contained in the conductive polymer aqueous dispersion of the present embodiment is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 0.1% by mass or less, based on the total mass of the aqueous dispersion. 5% by mass or more and 10% by mass or less is preferable, and 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less is more preferable.
If it is at least the lower limit of the above range, deposition of the highly conductive composite becomes easy after the addition of the organic solvent. If it is equal to or less than the upper limit of the above range, the dispersibility of the conductive composite in the aqueous conductive polymer dispersion is enhanced, so that unintended aggregation during storage of the aqueous conductive polymer dispersion is prevented, and the addition of an organic solvent is prevented. The quality of the subsequently deposited highly conductive composite can be made uniform.
本態様で用いる導電性高分子水系分散液には、導電性複合体が分散状態にある範囲において、有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤の含有量は少ない程好ましく、実質的に含まれないことがより好ましく、例えば、水系分散液の総質量に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。
本態様で用いる導電性高分子水系分散液が含有してもよい有機溶剤としては、水に対する混和性が高いものが好ましく、例えば、後述のアルコール系溶剤が挙げられる。
なお、本明細書において、「導電性高分子水分散液」の用語は、分散媒として水を含み、有機溶剤を実質的に含んでいないことを明示する用語である。
The conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment may contain an organic solvent as long as the conductive composite is in a dispersed state. The content of the organic solvent is preferably as small as possible, and more preferably not substantially contained. More preferred are:
As the organic solvent that may be contained in the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment, one having high miscibility with water is preferable, and examples thereof include alcohol solvents described later.
In this specification, the term "aqueous conductive polymer dispersion" is a term explicitly indicating that it contains water as a dispersion medium and does not substantially contain an organic solvent.
[混合液の調製]
導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合し、混合液を得る方法としては、例えば、導電性高分子水系分散液に有機溶剤を添加する方法、有機溶剤に導電性高分子水系分散液を添加する方法等が挙げられる。好適な実施形態としては、導電性高分子水系分散液を攪拌しながら有機溶剤を徐々に添加する方法が挙げられる。この添加方法であると、導電性高分子水系分散液における有機溶剤濃度が局所的に急上昇することを防止して、高導電性複合体を穏やかに析出させることができる。有機溶剤濃度が急激に高まると、高導電性複合体の不均質な凝集体が生じることがある。
[Preparation of mixed solution]
Methods for obtaining a mixture by mixing an aqueous conductive polymer dispersion with an organic solvent include, for example, a method of adding an organic solvent to an aqueous conductive polymer dispersion, and a method of adding an organic solvent to an aqueous conductive polymer dispersion. The method of adding a liquid, etc. are mentioned. A preferred embodiment includes a method of gradually adding an organic solvent while stirring an aqueous conductive polymer dispersion. With this addition method, it is possible to prevent the organic solvent concentration in the conductive polymer aqueous dispersion from sharply increasing locally, and to gently precipitate the highly conductive composite. A sudden increase in organic solvent concentration can result in heterogeneous agglomerates of highly conductive composites.
前記混合液に含まれる前記有機溶剤の含有量は、前記混合液の総質量に対して、50質量%以上100質量%未満が好ましく、55質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましく、60質量%以上80質量%以下が特に好ましい。ここで、前記有機溶剤の含有量は、混合する前の導電性高分子水系分散液に含まれていた有機溶剤を含む量である。
上記範囲の下限値以上であると、高導電性複合体の析出がより容易になり、高導電性複合体の収率が向上する。
上記範囲の上限値以下であると、混合液に含まれる導電性高分子水系分散液を相対的に増やすことができるので、分取する高導電性複合体の量を増やすことができる。
The content of the organic solvent contained in the mixed solution is preferably 50% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 55% by mass or more and 90% by mass or less, and 60% by mass with respect to the total mass of the mixed solution. 85% by mass or less is more preferable, and 60% by mass or more and 80% by mass or less is particularly preferable. Here, the content of the organic solvent is the amount including the organic solvent contained in the conductive polymer aqueous dispersion before mixing.
When it is at least the lower limit of the above range, the deposition of the highly conductive composite becomes easier, and the yield of the highly conductive composite is improved.
If it is equal to or less than the upper limit of the above range, the amount of the conductive polymer aqueous dispersion contained in the mixed liquid can be relatively increased, so that the amount of the highly conductive composite to be fractionated can be increased.
導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合し、得られた混合液を静置した後の外観は、水と有機溶剤とが完全に相溶していてもよいし、互いに分離していても構わないが、高導電性複合体の析出を容易にする観点から、充分に相溶していることが好ましい。 The appearance of the mixture obtained by mixing the conductive polymer aqueous dispersion and the organic solvent and allowing the resulting mixture to stand may be such that the water and the organic solvent are completely compatible or separate from each other. However, from the viewpoint of facilitating deposition of the highly conductive composite, it is preferable that they are sufficiently compatible.
(有機溶剤)
本態様の混合液を構成する有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。ここで、水溶性有機溶剤とは、温度20℃において水100gに対して溶解量が1g以上の有機溶剤である。
水溶性有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Organic solvent)
A water-soluble organic solvent is preferable as the organic solvent constituting the liquid mixture of this embodiment. Here, the water-soluble organic solvent is an organic solvent that dissolves in an amount of 1 g or more in 100 g of water at a temperature of 20°C.
Examples of water-soluble organic solvents include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, and ester-based solvents.
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, and allyl alcohol.
Examples of ketone solvents include methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone, acetone and diacetone alcohol.
Examples of ester solvents include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate.
An organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
本態様の混合液を構成する有機溶剤は、ケトン系溶剤及びアルコール系溶剤のうち、少なくとも一方を含むことが好ましい。
ケトン系溶剤として、メチルエチルケトンを含むことが好ましい。
アルコール系溶剤として、メタノール又はイソプロパノールが好ましい。
上記の好適な有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
It is preferable that the organic solvent constituting the liquid mixture of this aspect contains at least one of a ketone solvent and an alcohol solvent.
The ketone-based solvent preferably contains methyl ethyl ketone.
Methanol or isopropanol is preferred as the alcoholic solvent.
When the above suitable organic solvent is included, the highly conductive composite can be deposited more easily in the mixed solution, and the yield can be further improved.
本態様の混合液において、メチルエチルケトンは、メタノール又はイソプロパノールと組み合わせて含まれることが好ましく、メタノールと組み合わせて含まれることがより好ましい。この場合、メチルエチルケトン100質量部に対するメタノール又はイソプロパノールの含有量は、1質量部以上100質量部以下が好ましく、3質量部以上50質量部以下がより好ましく、6質量部以上20質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
In the liquid mixture of this aspect, methyl ethyl ketone is preferably contained in combination with methanol or isopropanol, and more preferably contained in combination with methanol. In this case, the content of methanol or isopropanol with respect to 100 parts by mass of methyl ethyl ketone is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and even more preferably 6 parts by mass or more and 20 parts by mass or less. .
When the above suitable combination of organic solvents is included, the highly conductive composite can be deposited more easily in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is included in the above suitable range, the highly conductive composite can be more easily deposited in the mixed liquid, and the yield can be further improved.
本態様の混合液において、イソプロパノールは、酢酸メチル又は酢酸エチルと組み合わせて含まれることが好ましい。この場合、イソプロパノール100質量部に対する酢酸メチル又は酢酸エチルの含有量は、10質量部以上300質量部以下が好ましく、30質量部以上200質量部以下がより好ましく、60質量部以上100質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
In the liquid mixture of this aspect, isopropanol is preferably included in combination with methyl acetate or ethyl acetate. In this case, the content of methyl acetate or ethyl acetate with respect to 100 parts by mass of isopropanol is preferably 10 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and 60 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. More preferred.
When the above suitable combination of organic solvents is included, the highly conductive composite can be deposited more easily in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is included in the above suitable range, the highly conductive composite can be more easily deposited in the mixed liquid, and the yield can be further improved.
本態様の混合液において、メチルエチルケトンと、イソプロパノールと、酢酸メチル又は酢酸エチルとが組み合わせて含まれることが好ましい。この場合、イソプロパノール100質量部に対する酢酸メチル又は酢酸エチルの含有量は、10質量部以上300質量部以下が好ましく、30質量部以上200質量部以下がより好ましく、60質量部以上100質量部以下がさらに好ましい。且つ、イソプロパノール100質量部に対するメチルエチルケトンの含有量は、100質量部以上3000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、500質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
The mixture of this embodiment preferably contains a combination of methyl ethyl ketone, isopropanol, and methyl acetate or ethyl acetate. In this case, the content of methyl acetate or ethyl acetate with respect to 100 parts by mass of isopropanol is preferably 10 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and 60 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. More preferred. In addition, the content of methyl ethyl ketone with respect to 100 parts by mass of isopropanol is preferably 100 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less, and even more preferably 500 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.
When the above suitable combination of organic solvents is included, the highly conductive composite can be deposited more easily in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is included in the above suitable range, the highly conductive composite can be more easily deposited in the mixed liquid, and the yield can be further improved.
本態様の混合液中に高導電性複合体を析出させる際、前記混合液中、前記ポリアニオン以外の酸及び塩基のうち少なくとも一方の含有量が、前記混合液の総質量に対して0.1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがより好ましく、実質的に含まれないことが最も好ましい。
前記酸としては、塩酸、硫酸等の無機酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。
前記塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基、トリオクチルアミン、オクチルアミン等の有機塩基が挙げられる。
上記の酸及び塩基は、本態様の混合液中に高導電性複合体が析出することを阻害する原因になり得る。
When depositing a highly conductive composite in the mixed solution of this aspect, the content of at least one of the acid and the base other than the polyanion in the mixed solution is 0.1 with respect to the total mass of the mixed solution. It is preferably not more than 0.01% by mass, more preferably not more than 0.01% by mass, and most preferably not substantially contained.
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as p-toluenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid.
Examples of the base include inorganic bases such as sodium hydroxide and sodium carbonate, and organic bases such as trioctylamine and octylamine.
The above acids and bases can be the cause of inhibiting the precipitation of the highly conductive composite in the mixed solution of this embodiment.
[高導電性複合体の析出]
調製した混合液中に高導電性複合体を析出させる方法は特に制限されず、前記混合液を静置するだけでも、析出させることができる。また、完全に静置させる必要はなく、穏やかに攪拌しながら析出させてもよい。
[Precipitation of highly conductive composite]
The method for depositing the highly conductive composite in the prepared mixed solution is not particularly limited, and the mixed solution can be deposited simply by allowing the mixed solution to stand still. In addition, it is not necessary to leave the mixture to stand completely, and the precipitation may be carried out while stirring gently.
前記混合液に高導電性複合体を析出させる際には、前記混合液を加熱することが好ましい。加熱温度としては、40℃以上が好ましく、50℃以上100℃以下がより好ましく、60℃以上80℃以下がさらに好ましい。上記の好適な加熱温度における加熱時間としては、例えば、1時間以上10時間以下とすることができる。
前記混合液を加熱すると、混合液中に高導電性複合体を容易に析出させることができ、高導電性複合体の収率を向上させることができる。
When the highly conductive composite is deposited in the mixed liquid, it is preferable to heat the mixed liquid. The heating temperature is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher and 100° C. or lower, and even more preferably 60° C. or higher and 80° C. or lower. The heating time at the suitable heating temperature can be, for example, 1 hour or more and 10 hours or less.
By heating the mixed solution, the highly conductive composite can be easily deposited in the mixed solution, and the yield of the highly conductive composite can be improved.
[エポキシ化合物の付加]
前述の高導電性複合体が析出した前記混合液にエポキシ化合物を添加することにより、高導電性複合体を構成するポリアニオンの一部のアニオン基にエポキシ化合物を付加させ、高導電性複合体を疎水化することができる。疎水化前の高導電性複合体は水に対する分散性が高く、疎水化した高導電性複合体は有機溶剤に対する分散性が高い。
前記ポリアニオンのドープに関与しない余剰のアニオン基にエポキシ化合物が付加した置換基の構造は、エポキシ基が開環反応して形成された下記化学式(A1)又は下記化学式(A2)で表される置換基(A)であると考えられる。
[Addition of epoxy compound]
By adding an epoxy compound to the mixed solution in which the above-described highly conductive composite is deposited, the epoxy compound is added to some anion groups of the polyanions constituting the highly conductive composite, thereby forming a highly conductive composite. Can be hydrophobized. The highly conductive composite before hydrophobization has high dispersibility in water, and the hydrophobized high conductivity composite has high dispersibility in organic solvents.
The structure of the substituent in which the epoxy compound is added to the surplus anion group that does not participate in the doping of the polyanion is a substitution represented by the following chemical formula (A1) or the following chemical formula (A2) formed by a ring-opening reaction of the epoxy group. It is believed to be group (A).
式(A1)及び式(A2)において、左端の結合手は、置換基(A)が、アニオン基のプロトンと置換していることを表す。置換されるプロトンを有するアニオン基として、例えば、「-SO3H」のように酸素原子に結合した活性なプロトンを有するアニオン基が挙げられる。 In the formulas (A1) and (A2), the leftmost bond represents that the substituent (A) is substituted with the proton of the anion group. An anionic group having a proton to be substituted includes, for example, an anionic group having an active proton bonded to an oxygen atom such as “—SO 3 H”.
式(A1)において、R11、R12、R13、及びR14の任意の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。R11とR13とは結合して置換基を有していてもよい環を形成していてもよい。例えば、R11とR13とが前記炭化水素基であり、R11の1価の炭化水素基の任意の1つの水素原子を除いた2価の炭化水素基と、R13の1価の炭化水素基の任意の1つの水素原子を除いた2価の炭化水素基とが、前記水素原子が除かれた炭素原子同士で結合して環を形成する場合が挙げられる。 In formula (A1), the optional substituents for R 11 , R 12 , R 13 and R 14 include an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent. Examples include an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may be present. R 11 and R 13 may combine to form a ring which may have a substituent. For example, R 11 and R 13 are the above hydrocarbon groups, and a divalent hydrocarbon group excluding any one hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group of R 11 and a monovalent hydrocarbon of R 13 A case where a divalent hydrocarbon group from which any one hydrogen atom is removed from the hydrogen group is combined with the carbon atoms from which the hydrogen atom is removed to form a ring is exemplified.
本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH2-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
置換基としての1価の基としては、炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、トリアルコキシシリル基(トリメトキシシリル基等)、等が挙げられる。
置換基としての2価の基としては、酸素原子(-O-)、-C(=O)-、-C(=O)-O-等が挙げられる。ただし、2つの酸素原子同士が隣接する場合を除く。
As used herein, the term “optionally having a substituent” refers to cases in which a hydrogen atom (—H) is substituted with a monovalent group, and cases in which a methylene group (—CH 2 —) is substituted with a divalent group. Including both when to replace.
Monovalent groups as substituents include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 4 carbon atoms, halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), and trialkoxysilyl groups. (trimethoxysilyl group, etc.), and the like.
The divalent group as a substituent includes an oxygen atom (-O-), -C(=O)-, -C(=O)-O- and the like. However, the case where two oxygen atoms are adjacent to each other is excluded.
式(A2)において、R15、R16、R17、及びR18の任意の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。R15とR17とは結合して置換基を有していてもよい環を形成していてもよい。環を形成する例は、上記と同様である。 In formula (A2), the optional substituents for R 15 , R 16 , R 17 and R 18 include an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent. Examples include an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may be present. R15 and R17 may combine to form a ring which may have a substituent. Examples of ring formation are the same as above.
式(A2)において、mは2以上の整数であり、2~100が好ましく、2~50がより好ましく、2~25がさらに好ましい。mが上記下限値以上であると、高導電性複合体の疎水性が充分に高くなる。mが前記上限値以下であると、疎水性が高くなりすぎたり、導電性が低下したりするのを抑制することができる。 In formula (A2), m is an integer of 2 or more, preferably 2 to 100, more preferably 2 to 50, and even more preferably 2 to 25. When m is at least the above lower limit, the hydrophobicity of the highly conductive composite becomes sufficiently high. When m is equal to or less than the upper limit, it is possible to prevent the hydrophobicity from becoming too high and the conductivity from decreasing.
本態様では、エポキシ化合物を付加する前に、高導電性複合体は混合液中で予め析出した状態にある。このため、エポキシ化合物が有する炭素数は従来よりも少なくてもよい。
従来は、特許文献1に開示したように、水中に均一に分散している導電性複合体にエポキシ化合物を付加させて、その付加物を水中で析出させることが行われていた。親水性である導電性複合体を水中で析出させるためには、炭素数が多く、疎水性が高い置換基(A)を形成する必要があった。具体的には、炭素数12,13混合高級アルコールグリシジルエーテルを付加させ、炭素数12以上を有する置換基(A)を形成していた。置換基(A)が有する炭素数が少ない場合には、析出しないか、辛うじて析出したとしても濾過で分取する際にろ紙を目詰まりさせることが多く、分取する手間が非常にかかることがあった。
一方、本態様では、高導電性複合体は予め析出しているので、炭素数の少ないエポキシ化合物を付加させて、余剰のアニオン基の電荷を中和するだけで足りる。この観点から、置換基(A)が有する炭素数は、1~10が好ましく、2~8がより好ましく、2~6がさらに好ましい。上記炭素数の範囲の下限値以上であると、高導電性複合体が充分に疎水化し、前記混合液からの分取が容易となり、さらに分取した高導電性複合体の有機溶剤に対する分散性が向上する。上記炭素数の範囲の上限値以下であると、置換基(A)の嵩高さが低減され、置換基(A)の立体障害による影響を受け難く、高導電性複合体は高い導電性を発揮することができる。
In this embodiment, the highly conductive composite is in a pre-deposited state in the mixture prior to addition of the epoxy compound. For this reason, the number of carbon atoms in the epoxy compound may be smaller than before.
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, an epoxy compound is added to a conductive composite that is uniformly dispersed in water, and the adduct is precipitated in water. In order to deposit a hydrophilic conductive composite in water, it was necessary to form a substituent (A) having a large number of carbon atoms and a high hydrophobicity. Specifically, a mixed higher alcohol glycidyl ether having 12 and 13 carbon atoms was added to form a substituent (A) having 12 or more carbon atoms. If the number of carbon atoms in the substituent (A) is small, it may not precipitate, or even if it barely precipitates, it often clogs the filter paper during fractionation by filtration, and the fractionation is very troublesome. there were.
On the other hand, in this embodiment, since the highly conductive composite is pre-deposited, it is sufficient to add an epoxy compound having a small number of carbon atoms to neutralize the surplus anionic group charge. From this viewpoint, the number of carbon atoms possessed by the substituent (A) is preferably 1-10, more preferably 2-8, and even more preferably 2-6. When the number of carbon atoms is at least the lower limit of the above range, the highly conductive composite becomes sufficiently hydrophobic, separation from the mixed liquid is facilitated, and the separated highly conductive composite has dispersibility in an organic solvent. improves. When the number of carbon atoms is not more than the upper limit of the above range, the bulkiness of the substituent (A) is reduced, the effect of steric hindrance of the substituent (A) is less likely to occur, and the highly conductive composite exhibits high conductivity. can do.
前記混合液に添加するエポキシ化合物の分子量は、例えば、50以上1000以下が好ましく、60以上300以下がより好ましく、70以上200以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、上述の好適な置換基(A)を形成することができる。
The molecular weight of the epoxy compound added to the mixed solution is, for example, preferably 50 or more and 1000 or less, more preferably 60 or more and 300 or less, and even more preferably 70 or more and 200 or less.
Within the above range, the preferred substituent (A) described above can be formed.
前記エポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を1つ以上有する化合物である。
エポキシ化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The epoxy compound is a compound having one or more epoxy groups in one molecule.
An epoxy compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
1分子中にエポキシ基を1つ有する単官能エポキシ化合物としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、2,3-ブチレンオキサイド、イソブチレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシヘプタン、1,2-エポキシペンタン、1,2-エポキシオクタン、1,2-エポキシデカン、1,3-ブタジエンモノオキサイド、1,2-エポキシテトラデカン、グリシジルメチルエーテル、1,2-エポキシオクタデカン、1,2-エポキシヘキサデカン、エチルグリシジルエーテル、グリシジルイソプロピルエーテル、tert-ブチルグリシジルエーテル、1,2-エポキシエイコサン、2-(クロロメチル)-1,2-エポキシプロパン、グリシドール、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、ブチルグリシジルエーテル、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシ-9-デカン、2-(クロロメチル)-1,2-エポキシブタン、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-1H,1H,2H,2H,3H,3H-トリフルオロブタン、アリルグリシジルエーテル、テトラシアノエチレンオキサイド、グリシジルブチレート、1,2-エポキシシクロオクタン、グリシジルメタクリレート、1,2-エポキシシクロドデカン、1-メチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、1,2-エポキシシクロペンタデカン、1,2-エポキシシクロペンタン、1,2-エポキシシクロヘキサン、1,2-エポキシ-1H,1H,2H,2H,3H,3H-ヘプタデカフルオロブタン、3,4-エポキシテトラヒドロフラン、グリシジルステアレート、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシコハク酸、グリシジルフェニルエーテル、イソホロンオキサイド、α-ピネンオキサイド、2,3-エポキシノルボルネン、ベンジルグリシジルエーテル、ジエトキシ(3-グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、3-[2-(パーフルオロヘキシル)エトキシ]-1,2-エポキシプロパン、1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(3-グリシジルオキシプロピル)トリシロキサン、9,10-エポキシ-1,5-シクロドデカジエン、4-tert-ブチル安息香酸グリシジル、2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン、2-tert-ブチル-2-[2-(4-クロロフェニル)]エチルオキシラン、スチレンオキサイド、グリシジルトリチルエーテル、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-フェニルプロピレンオキサイド、コレステロール-5α,6α-エポキシド、スチルベンオキサイド、p-トルエンスルホン酸グリシジル、3-メチル-3-フェニルグリシド酸エチル、N-プロピル-N-(2,3-エポキシプロピル)ペルフルオロ-n-オクチルスルホンアミド、(2S,3S)-1,2-エポキシ-3-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)-4-フェニルブタン、3-ニトロベンゼンスルホン酸(R)-グリシジル、3-ニトロベンゼンスルホン酸-グリシジル、パルテノリド、N-グリシジルフタルイミド、エンドリン、デイルドリン、4-グリシジルオキシカルバゾール、7,7-ジメチルオクタン酸[オキシラニルメチル]、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン、炭素数10~16の高級アルコールグリシジルエーテル、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート等が挙げられる。 Monofunctional epoxy compounds having one epoxy group in one molecule include, for example, ethylene oxide, propylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,2-epoxyhexane, 1 ,2-epoxyheptane, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyoctane, 1,2-epoxydecane, 1,3-butadiene monoxide, 1,2-epoxytetradecane, glycidyl methyl ether, 1,2- epoxy octadecane, 1,2-epoxyhexadecane, ethyl glycidyl ether, glycidyl isopropyl ether, tert-butyl glycidyl ether, 1,2-epoxyeicosane, 2-(chloromethyl)-1,2-epoxypropane, glycidol, epichlorohydrin, Epibromohydrin, butyl glycidyl ether, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxy-9-decane, 2-(chloromethyl)-1,2-epoxybutane, 2-ethylhexyl glycidyl ether, 1,2- epoxy-1H,1H,2H,2H,3H,3H-trifluorobutane, allyl glycidyl ether, tetracyanoethylene oxide, glycidyl butyrate, 1,2-epoxycyclooctane, glycidyl methacrylate, 1,2-epoxycyclododecane, 1-methyl-1,2-epoxycyclohexane, 1,2-epoxycyclopentadecane, 1,2-epoxycyclopentane, 1,2-epoxycyclohexane, 1,2-epoxy-1H,1H,2H,2H,3H, 3H-heptadecafluorobutane, 3,4-epoxytetrahydrofuran, glycidyl stearate, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, epoxysuccinic acid, glycidylphenyl ether, isophorone oxide, α-pinene oxide, 2,3-epoxynorbornene, benzyl glycidyl ether, diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane, 3-[2-(perfluorohexyl)ethoxy]-1,2-epoxypropane, 1,1,1,3,5,5,5-heptamethyl- 3-(3-glycidyloxypropyl)trisiloxane, 9,10-epoxy-1,5-cyclododecadiene, glycidyl 4-tert-butylbenzoate, 2,2-bis(4-glycidyloxyphenyl)propane, 2 -tert-butyl-2-[2-(4-chlorophenyl)]ethyloxirane, styrene oxide, glycidyltrityl ether, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-phenylpropylene oxide, cholesterol-5α , 6α-epoxide, stilbene oxide, glycidyl p-toluenesulfonate, ethyl 3-methyl-3-phenylglycidate, N-propyl-N-(2,3-epoxypropyl) perfluoro-n-octylsulfonamide, ( 2S,3S)-1,2-epoxy-3-(tert-butoxycarbonylamino)-4-phenylbutane, (R)-glycidyl 3-nitrobenzenesulfonate, glycidyl 3-nitrobenzenesulfonate, parthenolide, N-glycidyl phthalimide, endrin, dieldrin, 4-glycidyloxycarbazole, 7,7-dimethyloctanoic acid [oxiranylmethyl], 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane, higher alcohol glycidyl ether having 10 to 16 carbon atoms, diallyl mono glycidyl isocyanurate and the like.
1分子中にエポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ化合物としては、例えば、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,7-オクタジエンジエポキシド、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2:3,4-ジエポキシブタン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、イソシアヌル酸トリグリシジル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,2:3,4-ジエポキシブタン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトール系ポリグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル等が挙げられる。 Examples of polyfunctional epoxy compounds having two or more epoxy groups in one molecule include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,7-octadiene diepoxide, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 4-butanediol. diglycidyl ether, 1,2:3,4-diepoxybutane, diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate, triglycidyl isocyanurate, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,2:3,4-diepoxybutane, polyethylene glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, Trimethylolpropane triglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, glycerin polyglycidyl ether, diglycerin polyglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether, sorbitol poly glycidyl ether, ethylene oxide lauryl alcohol glycidyl ether, and the like.
前記混合液に添加するエポキシ化合物の添加量としては、前記混合液に含まれるπ共役系導電性高分子及びポリアニオンの総質量100質量部に対して、1質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、100質量部以上5000質量部以下であることがより好ましく、200質量部以上1000質量部以下であることがさらに好ましく、300質量部以上800質量部以下であることが特に好ましい。エポキシ化合物の添加割合が前記下限値以上であれば、高導電性複合体の有機溶剤に対する分散性がより高くなり、前記上限値以下であれば、高導電性複合体の導電性の低下を防ぐことができる。 The amount of the epoxy compound added to the mixed solution is 1 part by mass or more and 10000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion contained in the mixed solution. is preferably 100 to 5,000 parts by mass, more preferably 200 to 1,000 parts by mass, and particularly preferably 300 to 800 parts by mass. If the addition ratio of the epoxy compound is at least the lower limit, the dispersibility of the highly conductive composite in the organic solvent is higher, and if it is at most the upper limit, the conductivity of the highly conductive composite is prevented from decreasing. be able to.
[高導電性複合体の分取]
前記混合液中において前記エポキシ化合物を付加させた高導電性複合体を分取する(回収する)方法は特に制限されず、例えば、濾過、デカンテーション、遠心分離、減圧乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥等が挙げられる。
なかでも、混合液に含まれる高導電性複合体以外の成分と高導電性複合体とを分離することが容易であることから、濾過又はデカンテーションが好ましい。ここで、濾過とは、混合液を通過させたフィルターに、高導電性複合体を捕捉する操作である。また、デカンテーションとは、析出した高導電性複合体を沈殿させ、上澄み液を除去する操作である。
濾過で分取する場合にはフィルターの目詰まりに対処する必要がある。また、フィルター上で高導電性複合体の固形物が濾過圧により圧縮されるので、濾過で分取した高導電性複合体は、デカンテーションで分取した場合よりも固い状態となり易い。デカンテーションで得た高導電性複合体は比較的柔らかいパウダー状態で得られるので、後で分散媒に容易に分散させることができる。
一方、デカンテーションで分取する場合、高導電性複合体が混合液中で沈殿するまで待つ必要がある。高導電性複合体の製造速度を高める観点からすると、濾過で分取することが好ましい。
[Preparation of Highly Conductive Complex]
The method of fractionating (recovering) the highly conductive composite to which the epoxy compound is added in the mixed solution is not particularly limited, and examples thereof include filtration, decantation, centrifugation, vacuum drying, freeze drying, and spray drying. etc.
Among them, filtration or decantation is preferable because it is easy to separate components other than the highly conductive composite contained in the mixed liquid from the highly conductive composite. Here, filtration is an operation of trapping the highly conductive composite in a filter through which the mixture has passed. Also, decantation is an operation of precipitating the precipitated highly conductive composite and removing the supernatant.
When fractionating by filtration, it is necessary to deal with clogging of the filter. In addition, since the solid matter of the highly conductive composite is compressed by the filtration pressure on the filter, the highly conductive composite separated by filtration tends to be in a harder state than when separated by decantation. Since the highly conductive composite obtained by decantation is obtained in a relatively soft powder state, it can be easily dispersed in a dispersion medium later.
On the other hand, when separating by decantation, it is necessary to wait until the highly conductive complex precipitates in the mixed liquid. From the viewpoint of increasing the production speed of the highly conductive composite, fractionation by filtration is preferable.
分取した高導電性複合体は、高導電性複合体を溶解し難い有機溶剤を用いて洗浄することが好ましい。具体的には、例えば、高導電性複合体を捕捉したフィルターに有機溶剤をかけ流してもよいし、デカンテーション後に容器の底に残った高導電性複合体に有機溶剤を添加し、攪拌した後、再度デカンテーション等により分取してもよい。
分取した高導電性複合体に付着した有機溶剤等を乾燥して除去することにより、高導電性複合体の乾燥体を得ることができる。
The isolated highly conductive composite is preferably washed with an organic solvent that hardly dissolves the highly conductive composite. Specifically, for example, an organic solvent may be poured over the filter that has captured the highly conductive composite, or an organic solvent may be added to the highly conductive composite remaining at the bottom of the container after decantation and stirred. After that, it may be fractionated again by decantation or the like.
By drying and removing the organic solvent and the like adhering to the isolated highly conductive composite, a dried body of the highly conductive composite can be obtained.
<作用効果>
本発明の高導電性複合体の製造方法によれば、混合液に含ませた導電性複合体の殆ど全てを高導電性複合体のエポキシ化合物との付加物(反応物)の析出体として回収することができる。つまり、本態様の高導電性複合体の製造方法は、90~100質量%という高い収率を示し得る。また、析出体を濾過処理により分取することが極めて容易である。この理由として、析出体の大きさが従来よりも大きく、ろ紙を目詰まりさせ難いことが考えられる。
本発明の高導電性複合体の製造方法において、有機溶剤を含む混合液中に高導電性複合体が析出する要因は、有機溶剤に高導電性複合体が溶解し難いことであると推測される。
驚くべきことに、本発明の製造方法において析出した高導電性複合体を用いると、従来の導電性複合体(例えば、析出していない分散状態の導電性複合体に対してエポキシ化合物を付加させて得た、疎水化した導電性複合体)を用いた場合よりも、導電性に優れた導電層を形成することができる(後述の実施例、比較例参照)。析出後の高導電性複合体と、従来の導電性複合体との化学的組成の相違は、有るとしても、高導電性複合体に分子レベルで付着した極微量の有機溶剤の有無だと考えられる。化学的組成よりも、物理化学的な性状の相違が導電性の差異に影響していると考えられる。
<Effect>
According to the method for producing a highly conductive composite of the present invention, almost all of the conductive composite contained in the mixed liquid is recovered as a deposit of the adduct (reactant) of the highly conductive composite with the epoxy compound. can do. That is, the method for producing a highly conductive composite according to this aspect can exhibit a high yield of 90 to 100% by mass. In addition, it is extremely easy to fractionate the precipitate by filtration. The reason for this is thought to be that the size of the precipitate is larger than that in the conventional method, making it difficult to clog the filter paper.
In the method for producing a highly conductive composite of the present invention, it is speculated that the reason why the highly conductive composite is deposited in the mixed liquid containing the organic solvent is that the highly conductive composite is difficult to dissolve in the organic solvent. be.
Surprisingly, when the precipitated highly conductive composite is used in the production method of the present invention, an epoxy compound is added to a conventional conductive composite (for example, a dispersed conductive composite that has not been precipitated). It is possible to form a conductive layer with excellent conductivity compared to the case of using a hydrophobized conductive composite (obtained by the above method (see Examples and Comparative Examples described later). Even if there is a difference in the chemical composition between the highly conductive composite after deposition and the conventional conductive composite, it is thought that there is a very small amount of organic solvent attached to the highly conductive composite at the molecular level. be done. It is considered that the difference in physicochemical properties affects the difference in conductivity rather than the chemical composition.
≪高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法≫
本発明の第二態様は、第一態様の製造方法により得た高導電性複合体と、有機溶剤と、を混合することを含む、高導電性複合体の有機溶剤分散液の製造方法である。
第一態様で得た高導電性複合体にはエポキシ化合物が付加しているので、有機溶剤に対する分散性は高い。
<<Method for producing organic solvent dispersion of highly conductive composite>>
A second aspect of the present invention is a method for producing an organic solvent dispersion of a highly conductive composite, comprising mixing the highly conductive composite obtained by the production method of the first aspect and an organic solvent. .
Since the epoxy compound is added to the highly conductive composite obtained in the first mode, it has high dispersibility in organic solvents.
(有機溶剤)
本態様の製造方法で用いる有機溶剤は、高導電性複合体を分散又は溶解することができるので、分散媒又は溶媒ということができる。本明細書において、分散と溶解とを区別せずに単に分散ということがあり、分散媒と溶媒とを区別せずに単に分散媒ということがある。
具体的な有機溶剤としては、例えば、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エステル系溶剤、窒素原子含有化合物系溶剤等が挙げられる。有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
炭化水素系溶剤としては、脂肪族炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。脂肪族炭化水素系溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等が挙げられる。芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
窒素原子含有化合物系溶剤としては、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
(Organic solvent)
The organic solvent used in the production method of this aspect can be called a dispersion medium or a solvent because it can disperse or dissolve the highly conductive composite. In the present specification, the term "dispersion" may be used without distinguishing between dispersing and dissolving, and the term "dispersion medium" may be used without distinguishing between a dispersion medium and a solvent.
Specific organic solvents include, for example, hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, alcohol-based solvents, ester-based solvents, nitrogen atom-containing compound-based solvents, and the like. An organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of hydrocarbon solvents include aliphatic hydrocarbon solvents and aromatic hydrocarbon solvents. Examples of aliphatic hydrocarbon solvents include pentane, hexane, heptane, octane, decane, cyclohexane, and methylcyclohexane. Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene and the like.
Ketone solvents include, for example, diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, diacetone alcohol and the like.
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, and allyl alcohol.
Examples of ester-based solvents include ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate.
Examples of nitrogen atom-containing compound solvents include N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide and the like.
上記有機溶剤のなかでも、プラスチックフィルム基材に対する高導電性複合体の有機溶剤分散液の濡れ性が高くなり、また、比較的極性の高いバインダ成分を容易に可溶化できる点では、アルコール系溶剤が好ましい。また、アルコール系溶剤のなかでも、エポキシ化合物が付加した高導電性複合体の分散性が良好であることから、イソプロパノールが好ましい。 Among the above organic solvents, alcohol-based solvents are preferred in that the wettability of the organic solvent dispersion of the highly conductive composite with respect to the plastic film substrate is increased, and that the relatively highly polar binder component can be easily solubilized. is preferred. Among the alcohol solvents, isopropanol is preferable because the highly conductive composite to which the epoxy compound is added has good dispersibility.
有機溶剤の含有割合は、高導電性複合体の有機溶剤分散液の総質量に対し、50質量%以上99.5質量%以下が好ましく、70質量%以上99質量%以下がより好ましい。有機溶剤の含有割合が上記範囲内であると、高導電性複合体の分散性を高めることができる。 The content of the organic solvent is preferably 50% by mass or more and 99.5% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 99% by mass or less, relative to the total mass of the organic solvent dispersion of the highly conductive composite. When the content of the organic solvent is within the above range, the dispersibility of the highly conductive composite can be enhanced.
本態様において、高導電性複合体と有機溶剤とを混合する方法は特に制限されない。高導電性複合体に有機溶剤を混合すると、疎水化された高導電性複合体は容易に分散される。続けてこの混合液を攪拌し、さらなる分散処理を施してもよい。攪拌の方法は特に制限されず、スターラー等の剪断力が弱い攪拌であってもよいし、高剪断力の分散機(高圧ホモジナイザー等)を用いて攪拌してもよい。 In this embodiment, the method of mixing the highly conductive composite and the organic solvent is not particularly limited. When the highly conductive composite is mixed with an organic solvent, the hydrophobized highly conductive composite is easily dispersed. Subsequently, this mixed liquid may be stirred and subjected to further dispersing treatment. The stirring method is not particularly limited, and may be stirring with a weak shearing force such as a stirrer, or may be stirred using a high shearing force disperser (such as a high-pressure homogenizer).
本態様の製造方法により得られた有機溶剤分散液に分散された高導電性複合体の粒度分布は特に制限されないが、300nm以下であることが好ましく、250nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることがさらに好ましい。その下限値は、高導電性複合体がポリマーを含むことから、ポリマーの分子半径を考慮すると、1nm以上が目安として挙げられる。
上記粒度分布が小さくなるほど、本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液を塗布して形成される導電層の導電性を向上させることができる。
ここで粒度分布は、動的光散乱法によって、キュムラント平均粒径を測定した値である。
The particle size distribution of the highly conductive composite dispersed in the organic solvent dispersion obtained by the production method of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 300 nm or less, more preferably 250 nm or less, and 200 nm or less. is more preferable. Since the highly conductive composite contains a polymer, the lower limit is 1 nm or more as a guide, considering the molecular radius of the polymer.
As the particle size distribution becomes smaller, the conductivity of the conductive layer formed by applying the organic solvent dispersion of the highly conductive composite of the present embodiment can be improved.
Here, the particle size distribution is a value obtained by measuring the cumulant average particle size by a dynamic light scattering method.
本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液の総質量に対する、高導電性複合体の含有量としては、例えば、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上1.0質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、高導電性複合体をより安定に分散させることができる。
The content of the highly conductive composite with respect to the total mass of the organic solvent dispersion of the highly conductive composite of the present embodiment is, for example, preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.1% by mass or more. 5% by mass or less is more preferable, and 0.2% by mass or more and 1.0% by mass or less is even more preferable.
Within the above range, the highly conductive composite can be more stably dispersed.
(バインダ成分)
本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液は、バインダ成分を含んでいてもよい。バインダ成分は、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオン以外の樹脂又はその前駆体であり、熱可塑性樹脂、又は、導電層(導電膜)形成時に硬化する硬化性のモノマー又はオリゴマーである。熱可塑性樹脂はそのままバインダ樹脂となり、硬化性のモノマー又はオリゴマーは硬化により形成した樹脂がバインダ樹脂となる。
バインダ成分は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(binder component)
The organic solvent dispersion of the highly conductive composite of this embodiment may contain a binder component. The binder component is a resin other than the π-conjugated conductive polymer and the polyanion or a precursor thereof, and is a thermoplastic resin or a curable monomer or oligomer that cures when the conductive layer (conductive film) is formed. The thermoplastic resin becomes the binder resin as it is, and the resin formed by curing the curable monomer or oligomer becomes the binder resin.
A binder component may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
硬化性のモノマー又はオリゴマーは、熱硬化性のモノマー又はオリゴマーであってもよいし、光硬化性のモノマー又はオリゴマーであってもよい。ここで、オリゴマーは、質量平均分子量が1万未満の重合体のことである。
硬化性のモノマーとしては、例えば、アクリルモノマー(アクリル化合物)、エポキシモノマー等が挙げられる。硬化性のオリゴマーとしては、例えば、アクリルオリゴマー(アクリル化合物)、エポキシオリゴマー等が挙げられる。
バインダ成分としてアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーを用いた場合には、加熱又は光照射により容易に硬化させることができる。
The curable monomers or oligomers may be thermosetting monomers or oligomers or photocurable monomers or oligomers. Here, an oligomer is a polymer having a mass average molecular weight of less than 10,000.
Examples of curable monomers include acrylic monomers (acrylic compounds) and epoxy monomers. Examples of curable oligomers include acrylic oligomers (acrylic compounds) and epoxy oligomers.
When an acrylic monomer or acrylic oligomer is used as the binder component, it can be easily cured by heating or light irradiation.
硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、さらに硬化触媒を含むことが好ましい。例えば、熱硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、加熱によりラジカルを発生させる熱重合開始剤を含むことが好ましく、光硬化性のモノマー又はオリゴマーを含む場合には、光照射によりラジカルを発生させる光重合開始剤を含むことが好ましい。 When curable monomers or oligomers are included, it is preferable to further include a curing catalyst. For example, if it contains a thermosetting monomer or oligomer, it preferably contains a thermal polymerization initiator that generates radicals by heating, and if it contains a photocurable monomer or oligomer, it generates radicals by light irradiation. It preferably contains a photopolymerization initiator that causes the
バインダ成分由来のバインダ樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂(アクリル化合物)、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル樹脂、メラミン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、シリコーン等が挙げられる。
本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液が含有するバインダ樹脂としては、有機溶剤に対する分散性が良好であることから、硬化後にアクリル樹脂を形成する化合物、硬化後にポリアクリルアミド樹脂を形成する化合物が好ましい。前記アクリル樹脂として、分子構造内にウレタン結合を有するアクリル樹脂を含むことが好ましい。
Specific examples of binder resins derived from binder components include acrylic resins (acrylic compounds), polyester resins, polyurethane resins, polyimide resins, polyether resins, melamine resins, polyacrylamide resins, and silicones.
As the binder resin contained in the organic solvent dispersion of the highly conductive composite of the present embodiment, a compound that forms an acrylic resin after curing and a polyacrylamide resin after curing are used because of their good dispersibility in organic solvents. Compounds are preferred. The acrylic resin preferably contains an acrylic resin having a urethane bond in its molecular structure.
本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液におけるバインダ成分の含有割合は、高導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上50000質量部以下であることが好ましく、1000質量部以上20000質量部以下であることがより好ましい。バインダ成分の含有割合が前記下限値以上であれば、本態様の高導電性複合体の有機溶剤分散液をフィルム基材に塗工する際の製膜性と膜強度を向上させることができる。バインダ成分の含有割合が前記上限値以下であれば、高導電性複合体の含有割合の低下による導電性の低下を抑制することができる。 The content of the binder component in the organic solvent dispersion of the highly conductive composite of this embodiment is preferably 100 parts by mass or more and 50000 parts by mass or less, and 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the highly conductive composite. It is more preferable that the amount is not less than 20,000 parts by mass and not more than 20,000 parts by mass. When the content of the binder component is at least the above lower limit, the film formability and film strength can be improved when the organic solvent dispersion of the highly conductive composite of the present embodiment is applied to a film substrate. If the content of the binder component is equal to or less than the above upper limit, it is possible to suppress a decrease in conductivity due to a decrease in the content of the highly conductive composite.
(その他の添加剤)
上述の高導電性複合体の有機溶剤分散液には、その他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果が得られる限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。ただし、添加剤は、前記π共役系導電性高分子、前記ポリアニオン、前記有機溶剤、前記バインダ成分以外のものである。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。なお、金属イオンは、金属塩を水に溶解させることにより生成させることができる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基又はアミノ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
上述の高導電性複合体の有機溶剤分散液が上記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、高導電性複合体100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下の範囲とすることができる。
(Other additives)
The organic solvent dispersion of the highly conductive composite described above may contain other additives.
Additives are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include surfactants, inorganic conductive agents, antifoaming agents, coupling agents, antioxidants, and ultraviolet absorbers. However, the additive is anything other than the π-conjugated conductive polymer, the polyanion, the organic solvent, and the binder component.
Examples of surfactants include nonionic, anionic, and cationic surfactants, with nonionic surfactants being preferred from the standpoint of storage stability. A polymeric surfactant such as polyvinylpyrrolidone may also be added.
Examples of inorganic conductive agents include metal ions and conductive carbon. Metal ions can be generated by dissolving a metal salt in water.
Antifoaming agents include silicone resins, polydimethylsiloxane, silicone oils and the like.
Examples of coupling agents include silane coupling agents having a vinyl group or an amino group.
UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone UV absorbers, salicylate UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, oxanilide UV absorbers, hindered amine UV absorbers, and benzoate UV absorbers. is mentioned.
When the above-mentioned organic solvent dispersion of the highly conductive composite contains the above-mentioned additive, the content ratio is appropriately determined according to the type of additive. 0.001 parts by mass or more and 5 parts by mass or less.
<作用効果>
本発明の製造方法によって得られた高導電性複合体の有機溶剤分散液は、高導電性複合体の分散性に優れ、その有機溶剤分散液から形成される導電層における高導電性複合体の分散性も優れる。そのため、導電層の導電性を充分に高めることができる。さらに、高導電性複合体の分散性が良好であることから、上述の有機溶剤分散液の保存安定性も優れる。
<Effect>
The highly conductive composite organic solvent dispersion obtained by the production method of the present invention has excellent dispersibility of the highly conductive composite, and the highly conductive composite in the conductive layer formed from the organic solvent dispersion. Excellent dispersibility. Therefore, the conductivity of the conductive layer can be sufficiently enhanced. Furthermore, since the highly conductive composite has good dispersibility, the storage stability of the organic solvent dispersion is also excellent.
≪導電性フィルムの製造方法≫
本発明の第三態様は、フィルム基材の少なくとも一方の面に、第二態様の製造方法で得た高導電性複合体の有機溶剤分散液を塗工し、形成された塗膜を乾燥することを含む、導電性フィルムの製造方法である。
≪Method for producing conductive film≫
In the third aspect of the present invention, at least one surface of the film substrate is coated with an organic solvent dispersion of the highly conductive composite obtained by the production method of the second aspect, and the formed coating is dried. A method for producing a conductive film, comprising:
本態様において使用するフィルム基材としては、例えば、プラスチックフィルムが挙げられる。
プラスチックフィルムを構成するフィルム基材用樹脂としては、例えば、エチレン-メチルメタクリレート共重合樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。これらのフィルム基材用樹脂のなかでも、安価で機械的強度に優れる点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
前記フィルム基材用樹脂は、非晶性でもよいし、結晶性でもよい。
また、フィルム基材は、未延伸のものでもよいし、延伸されたものでもよい。
また、フィルム基材には、形成する導電層の密着性をさらに向上させるために、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理等の表面処理が施されてもよい。
Examples of film substrates used in this embodiment include plastic films.
Examples of film substrate resins constituting plastic films include ethylene-methyl methacrylate copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. , polyethylene naphthalate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyarylate, styrene elastomer, polyester elastomer, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyimide, cellulose triacetate, cellulose acetate propio nate and the like. Among these film substrate resins, polyethylene terephthalate is preferable because it is inexpensive and has excellent mechanical strength.
The film substrate resin may be amorphous or crystalline.
Moreover, the film substrate may be unstretched or stretched.
In addition, the film substrate may be subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, flame treatment, etc., in order to further improve the adhesion of the conductive layer to be formed.
前記フィルム基材の平均厚みとしては、10μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上200μm以下であることがより好ましい。フィルム基材の平均厚みが前記下限値以上であれば、破断しにくくなり、前記上限値以下であれば、フィルムとして充分な可撓性を確保できる。
本明細書における部材の厚さは、任意の10箇所について厚さを測定し、その測定値を平均した値である。
The average thickness of the film substrate is preferably 10 μm or more and 500 μm or less, more preferably 20 μm or more and 200 μm or less. When the average thickness of the film substrate is at least the lower limit, the film is less likely to break, and when it is at most the upper limit, sufficient flexibility as a film can be ensured.
The thickness of a member in this specification is a value obtained by measuring the thickness at arbitrary 10 points and averaging the measured values.
(塗工工程)
高導電性複合体の有機溶剤分散液をフィルム基材に塗工する方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等のコーターを用いた塗工方法、エアスプレー、エアレススプレー、ローターダンプニング等の噴霧器を用いた噴霧方法、ディップ等の浸漬方法等を適用することができる。
上記のうち、簡便に塗工できることから、バーコーターを用いることがある。バーコーターにおいては、種類によって塗工厚が異なり、市販のバーコーターでは、種類ごとに番号が付されており、その番号が大きい程、厚く塗工することができる。
前記分散液のフィルム基材への塗工量は特に制限されないが、良好な導電性を得る観点から、固形分として、0.1g/m2以上10.0g/m2以下の範囲であることが好ましい。
(Coating process)
Examples of methods for applying an organic solvent dispersion of a highly conductive composite to a film substrate include gravure coaters, roll coaters, curtain flow coaters, spin coaters, bar coaters, reverse coaters, kiss coaters, fountain coaters, and rod coaters. , coating methods using coaters such as air doctor coaters, knife coaters, blade coaters, cast coaters, and screen coaters; spraying methods using atomizers such as air spray, airless spray, and rotor dampening; immersion methods such as dipping, etc. can be applied.
Among the above, a bar coater is sometimes used because it can be applied easily. In the bar coater, the coating thickness varies depending on the type. Commercially available bar coaters are numbered for each type, and the larger the number, the thicker the coating.
The coating amount of the dispersion onto the film substrate is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining good conductivity, the solid content should be in the range of 0.1 g/m 2 or more and 10.0 g/m 2 or less. is preferred.
(乾燥工程)
フィルム基材に形成された塗膜を乾燥する方法としては、例えば、加熱乾燥、真空乾燥等が挙げられる。加熱乾燥としては、例えば、熱風加熱や、赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。加熱乾燥を適用する場合、加熱温度は、使用する分散媒に応じて適宜設定され、例えば、50℃以上150℃以下に設定できる。ここで、加熱温度は、乾燥装置の設定温度である。上記温度で乾燥する場合の乾燥時間としては、例えば、30秒以上3分以下とすることができる。
前記塗膜が活性エネルギー線硬化性のバインダ成分を含有する場合には、乾燥後の塗膜に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射工程をさらに有してもよい。活性エネルギー線照射工程を有すると、導電層の形成速度を速くでき、導電性フィルムの生産性が向上する。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、可視光線等が挙げられる。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプなどの光源を用いることができる。
紫外線照射における照度は、導電層を充分に硬化させる観点から、100mW/cm2以上が好ましい。また、導電層を充分に硬化させる観点から、積算光量は50mJ/cm2以上が好ましい。なお、本明細書における照度、積算光量は、トプコン社製UVR-T1(工業用UVチェッカー、受光器;UD-T36、測定波長範囲;300nm以上390nm以下、ピーク感度波長;約355nm)を用いて測定した値である。
(Drying process)
Examples of methods for drying the coating film formed on the film substrate include heat drying and vacuum drying. As heat drying, for example, a normal method such as hot air heating or infrared heating can be used. When heat drying is applied, the heating temperature is appropriately set according to the dispersion medium to be used, and can be set to, for example, 50° C. or higher and 150° C. or lower. Here, the heating temperature is the set temperature of the drying device. The drying time for drying at the above temperature can be, for example, 30 seconds or more and 3 minutes or less.
When the coating film contains an active energy ray-curable binder component, it may further include an active energy ray irradiation step of irradiating the dried coating film with an active energy ray. If the active energy ray irradiation step is included, the formation speed of the conductive layer can be increased, and the productivity of the conductive film is improved.
Examples of active energy rays include ultraviolet rays, electron beams, visible rays, and the like. Ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, carbon arcs, xenon arcs, metal halide lamps, and the like can be used as the ultraviolet light source.
The illuminance in ultraviolet irradiation is preferably 100 mW/cm 2 or more from the viewpoint of sufficiently curing the conductive layer. Moreover, from the viewpoint of sufficiently curing the conductive layer, the integrated amount of light is preferably 50 mJ/cm 2 or more. In addition, the illuminance and the integrated amount of light in this specification are measured using Topcon UVR-T1 (industrial UV checker, light receiver; UD-T36, measurement wavelength range: 300 nm or more and 390 nm or less, peak sensitivity wavelength: about 355 nm). It is a measured value.
≪導電性フィルム≫
本発明の第四態様は、フィルム基材の少なくとも一方の面に、第二態様の製造方法で得た高導電性複合体の有機溶剤分散液の硬化層からなる導電層を備えた、導電性フィルムである。本態様の導電性フィルムは、第三態様の製造方法によって製造することができる。
≪Conductive film≫
A fourth aspect of the present invention is a conductive layer comprising a cured layer of an organic solvent dispersion of a highly conductive composite obtained by the production method of the second aspect on at least one surface of a film substrate. It's a film. The conductive film of this aspect can be produced by the production method of the third aspect.
本態様により得られる導電性フィルムは、フィルム基材と、前記フィルム基材の少なくとも一方の面に形成された導電層とを備える。導電層は、第一態様の高導電性複合体を含有する。導電層に含まれるポリアニオンの一部のアニオン基の一部にエポキシ化合物が付加している。
塗布した上記有機溶剤分散液がバインダ成分を含む場合には、導電層にバインダ成分又はバインダ成分が硬化した硬化物が含まれる。
The conductive film obtained according to this aspect comprises a film substrate and a conductive layer formed on at least one surface of the film substrate. The conductive layer contains the highly conductive composite of the first aspect. An epoxy compound is added to some of the anion groups of the polyanion contained in the conductive layer.
When the applied organic solvent dispersion contains a binder component, the conductive layer contains the binder component or a cured product obtained by curing the binder component.
本態様の導電性フィルムが有する導電層の平均厚さとしては、例えば、10nm以上50000nm以下であることが好ましく、20nm以上40000nm以下であることがより好ましい。導電層の平均厚さが前記下限値以上であれば、充分に高い導電性を発揮でき、前記上限値以下であれば、導電層を容易に形成できる。 The average thickness of the conductive layer of the conductive film of this embodiment is, for example, preferably 10 nm or more and 50000 nm or less, more preferably 20 nm or more and 40000 nm or less. If the average thickness of the conductive layer is at least the lower limit, sufficiently high conductivity can be exhibited, and if the average thickness is at most the upper limit, the conductive layer can be easily formed.
本態様の導電性フィルムの導電層の表面抵抗値は、良好な導電性の目安として、例えば、1×102Ω/□以上1×108Ω/□以下が好ましく、1×103Ω/□以上1×107Ω/□以下がより好ましく、1×104Ω/□以上1×106Ω/□以下がさらに好ましい。 The surface resistance value of the conductive layer of the conductive film of the present embodiment is preferably 1×10 2 Ω/□ or more and 1×10 8 Ω/□ or less, and 1×10 3 Ω/□ as a measure of good conductivity. □ or more and 1×10 7 Ω/□ or less is more preferable, and 1×10 4 Ω/□ or more and 1×10 6 Ω/□ or less is more preferable.
<作用効果>
本発明の第四態様の導電性フィルムの導電層には、高導電性複合体が含まれているので、従来の導電性複合体が含まれる導電層よりも導電性が優れる。
<Effect>
Since the conductive layer of the conductive film of the fourth aspect of the present invention contains a highly conductive composite, it has better conductivity than a conductive layer containing a conventional conductive composite.
(製造例1)ポリスチレンスルホン酸の合成
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で撹拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間撹拌した。
得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法によりポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000mlの溶媒を除去した。次いで、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去して、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この水洗操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1) Synthesis of polystyrene sulfonic acid 206 g of sodium styrene sulfonate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water, and while stirring at 80°C, 1.14 g of an ammonium persulfate oxidizing agent solution previously dissolved in 10 ml of water was added. After 20 minutes of addition, the solution was stirred for 12 hours.
1,000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the resulting solution containing sodium polystyrenesulfonate, and about 1,000 ml of solvent was removed from the solution containing polystyrenesulfonic acid by ultrafiltration. Next, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration, and the polystyrene sulfonic acid was washed with water. This washing operation was repeated three times.
Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain a colorless solid polystyrene sulfonic acid.
(製造例2)導電性高分子水分散液の合成
14.2gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、3時間撹拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を3回繰り返した。
そして、得られた溶液に200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶媒を除去した。この操作を3回繰り返した。
さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を5回繰り返し、1.2%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT-PSS水分散液)溶液を得た。
(Production Example 2) Synthesis of aqueous conductive polymer dispersion 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 36.7 g of polystyrene sulfonic acid dissolved in 2000 ml of deionized water were mixed at 20°C. let me
The mixed solution thus obtained was kept at 20° C., and while stirring, 29.64 g of ammonium persulfate and 8.0 g of ferric sulfate oxidation catalyst solution dissolved in 200 ml of ion-exchanged water were slowly added, The mixture was stirred for 3 hours to react.
2000 ml of ion-exchanged water was added to the resulting reaction solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Then, 200 ml of 10 mass % diluted sulfuric acid and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the resulting solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Furthermore, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the resulting solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated five times to obtain a 1.2% polystyrenesulfonic acid-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS aqueous dispersion) solution.
(実施例1)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、メタノール15.0gと、メチルエチルケトン200gとを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温(20~25℃)に戻し、1時間静置したところ、前記混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体が沈殿し、上層(上澄み)が透明な液体となった。
次に、前記混合液に1,2-ブチレンオキシド(以下、略してブチレンオキシドという。)5.0gを添加して1時間攪拌し、高導電性複合体の析出物にブチレンオキシドを付加させた。
続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した高導電性複合体2.3gを得た。この濾過処理による高導電性複合体の分取は、5分以下で完了した。
ろ取した高導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この高導電性複合体2.3gにイソプロパノールを472.7g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Example 1)
A mixture of 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g), 15.0 g of methanol, and 200 g of methyl ethyl ketone was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to room temperature (20 to 25 ° C.) and left to stand for 1 hour, whereupon the highly conductive composite composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixed solution, and the upper layer (supernatant) was formed. turned into a clear liquid.
Next, 5.0 g of 1,2-butylene oxide (hereinafter abbreviated as butylene oxide) was added to the mixed solution and stirred for 1 hour to add butylene oxide to the precipitate of the highly conductive composite. .
Subsequently, 2.3 g of the highly conductive composite to which the epoxy compound was added was obtained by filtration. Fractionation of the highly conductive composite by this filtration treatment was completed in 5 minutes or less.
The filtered highly conductive composite was washed with 100 g of acetone and dried. 472.7 g of isopropanol was added to 2.3 g of this highly conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the highly conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(実施例2)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、メタノール15.0gと、メチルエチルケトン200gとを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温(20~25℃)に戻し、1時間静置したところ、前記混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体が沈殿し、上層(上澄み)が透明な液体となった。
次に、前記混合液に1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン5.0gを添加して1時間攪拌し、高導電性複合体の析出物に1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサンを付加させた。
続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した高導電性複合体2.5gを得た。この濾過処理による高導電性複合体の分取は、5分以下で完了した。
ろ取した高導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この高導電性複合体2.5gにイソプロパノールを472.5g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Example 2)
A mixture of 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g), 15.0 g of methanol, and 200 g of methyl ethyl ketone was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to room temperature (20 to 25 ° C.) and left to stand for 1 hour, whereupon the highly conductive composite composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixed solution, and the upper layer (supernatant) was formed. turned into a clear liquid.
Next, 5.0 g of 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane was added to the mixed solution and stirred for 1 hour, and 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane was added to the deposit of the highly conductive composite. let me
Subsequently, 2.5 g of the highly conductive composite to which the above epoxy compound was added was obtained by filtration. Fractionation of the highly conductive composite by this filtration treatment was completed in 5 minutes or less.
The filtered highly conductive composite was washed with 100 g of acetone and dried. 472.5 g of isopropanol was added to 2.5 g of this highly conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the highly conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(実施例3)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、メタノール15.0gと、メチルエチルケトン200gとを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温(20~25℃)に戻し、1時間静置したところ、前記混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体が沈殿し、上層(上澄み)が透明な液体となった。
次に、前記混合液にグリシドール5.0gを添加して1時間攪拌し、高導電性複合体の析出物にグリシドールを付加させた。
続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した高導電性複合体2.5gを得た。この濾過処理による高導電性複合体の分取は、5分以下で完了した。
ろ取した高導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この高導電性複合体2.5gにイソプロパノールを472.5g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Example 3)
A mixture of 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g), 15.0 g of methanol, and 200 g of methyl ethyl ketone was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to room temperature (20 to 25 ° C.) and left to stand for 1 hour, whereupon the highly conductive composite composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixed solution, and the upper layer (supernatant) was formed. turned into a clear liquid.
Next, 5.0 g of glycidol was added to the mixed solution and stirred for 1 hour to add glycidol to the deposit of the highly conductive composite.
Subsequently, 2.5 g of the highly conductive composite to which the above epoxy compound was added was obtained by filtration. Fractionation of the highly conductive composite by this filtration treatment was completed in 5 minutes or less.
The filtered highly conductive composite was washed with 100 g of acetone and dried. 472.5 g of isopropanol was added to 2.5 g of this highly conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the highly conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(実施例4)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、メタノール15.0gと、メチルエチルケトン200gとを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温(20~25℃)に戻し、1時間静置したところ、前記混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体が沈殿し、上層(上澄み)が透明な液体となった。
次に、前記混合液にトリグリシジルイソシアヌレート5.0gを添加して1時間攪拌し、高導電性複合体の析出物にトリグリシジルイソシアヌレートを付加させた。
続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した高導電性複合体2.5gを得た。この濾過処理による高導電性複合体の分取は、5分以下で完了した。
ろ取した高導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この高導電性複合体2.5gにイソプロパノールを472.5g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Example 4)
A mixture of 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g), 15.0 g of methanol, and 200 g of methyl ethyl ketone was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to room temperature (20 to 25 ° C.) and left to stand for 1 hour, whereupon the highly conductive composite composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixed solution, and the upper layer (supernatant) was formed. turned into a clear liquid.
Next, 5.0 g of triglycidyl isocyanurate was added to the mixed solution and stirred for 1 hour to add triglycidyl isocyanurate to the precipitate of the highly conductive composite.
Subsequently, 2.5 g of the highly conductive composite to which the above epoxy compound was added was obtained by filtration. Fractionation of the highly conductive composite by this filtration treatment was completed in 5 minutes or less.
The filtered highly conductive composite was washed with 100 g of acetone and dried. 472.5 g of isopropanol was added to 2.5 g of this highly conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the highly conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(実施例5)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、メタノール15.0gと、メチルエチルケトン200gとを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温(20~25℃)に戻し、1時間静置したところ、前記混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体が沈殿し、上層(上澄み)が透明な液体となった。
次に、前記混合液にジアリルモノグリシジルイソシアヌレート5.0gを添加して1時間攪拌し、高導電性複合体の析出物にジアリルモノグリシジルイソシアヌレートを付加させた。
続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した高導電性複合体2.4gを得た。この濾過処理による高導電性複合体の分取は、5分以下で完了した。
ろ取した高導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この高導電性複合体2.4gにイソプロパノールを472.6g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Example 5)
A mixture of 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g), 15.0 g of methanol, and 200 g of methyl ethyl ketone was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to room temperature (20 to 25 ° C.) and left to stand for 1 hour, whereupon the highly conductive composite composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixed solution, and the upper layer (supernatant) was formed. turned into a clear liquid.
Next, 5.0 g of diallyl monoglycidyl isocyanurate was added to the mixed solution and stirred for 1 hour to add diallyl monoglycidyl isocyanurate to the deposit of the highly conductive composite.
Subsequently, 2.4 g of the highly conductive composite to which the above epoxy compound was added was obtained by filtration. Fractionation of the highly conductive composite by this filtration treatment was completed in 5 minutes or less.
The filtered highly conductive composite was washed with 100 g of acetone and dried. 472.6 g of isopropanol was added to 2.4 g of this highly conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the highly conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(実施例6)
実施例1においてイソプロパノールをメチルエチルケトンに変更し、高導電性複合体のメチルエチルケトン分散液を得たこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを作製し、その表面抵抗値を測定した。その結果を表1に示す。
(Example 6)
A conductive film was produced in the same manner as in Example 1, except that isopropanol was changed to methyl ethyl ketone in Example 1 to obtain a methyl ethyl ketone dispersion of a highly conductive composite, and its surface resistance value was measured. Table 1 shows the results.
(実施例7)
実施例1で得られた高導電性複合体のイソプロパノール分散液50g(固形分0.24g)に、アートレジンUN-904M(根上工業社製、ウレタンアクリレート、固形分80%、メチルエチルケトン溶液)10gと、ペンタエリスリトールトリアクリレート30gと、ヒドロキシエチルアクリルアミド2.5gと、ジアセトンアルコール10gと、イルガキュア184(BASF社製、光重合開始剤)1.6gとを加え、撹拌混合して塗料を得た。続いて、#16のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、前記塗料を塗布し、100℃で1分乾燥し、400mJの紫外線を照射して、導電性フィルムを得た。このようにして得られたハードコート・タイプの導電性フィルムの表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(Example 7)
To 50 g of the isopropanol dispersion (solid content: 0.24 g) of the highly conductive composite obtained in Example 1, 10 g of Artresin UN-904M (manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., urethane acrylate, solid content: 80%, methyl ethyl ketone solution) was added. , 30 g of pentaerythritol triacrylate, 2.5 g of hydroxyethylacrylamide, 10 g of diacetone alcohol, and 1.6 g of Irgacure 184 (manufactured by BASF, photopolymerization initiator) were added and stirred to obtain a paint. Subsequently, using a #16 bar coater, the paint was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.), dried at 100° C. for 1 minute, and irradiated with ultraviolet rays of 400 mJ to form a conductive film. Obtained. The surface resistance value of the hard coat type conductive film thus obtained was measured. Table 1 shows the results.
(比較例1)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液100g(固形分1.2g)に、イソプロパノール215gを加えた混合液を、60℃で3時間加熱攪拌した。次に、前記混合液を常温に戻して1時間静置したが、導電性複合体は析出せず、均一な混合液であること確認した。この混合液に、ブチレンオキシド5.0gを添加して1時間攪拌し、導電性複合体にブチレンオキシドを付加させ、析出させた。続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した導電性複合体2.0gを得た。この濾過処理による析出物の分取に、5時間を要した。
ろ取した導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この導電性複合体2.0gにイソプロパノールを473.0g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
A mixed solution obtained by adding 215 g of isopropanol to 100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2 (solid content: 1.2 g) was heated and stirred at 60° C. for 3 hours. Next, the mixed solution was returned to normal temperature and allowed to stand still for 1 hour, but the conductive composite was not precipitated, and it was confirmed that the mixed solution was homogeneous. To this mixed solution, 5.0 g of butylene oxide was added and stirred for 1 hour to add butylene oxide to the conductive composite and deposit it. Subsequently, 2.0 g of the conductive composite to which the epoxy compound was added was obtained by filtration. It took 5 hours to collect the precipitate by this filtration treatment.
The conductive composite collected by filtration was washed with 100 g of acetone and dried. 473.0 g of isopropanol was added to 2.0 g of this conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(比較例2)
比較例1においてブチレンオキシド5.0gを1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン5.0gに変えたこと以外は比較例1と同様にして、析出物を形成した。続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した導電性複合体2.1gを得た。この濾過処理による析出物の分取に、5時間を要した。
ろ取した導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この導電性複合体2.1gにイソプロパノールを472.9g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
A precipitate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that 5.0 g of butylene oxide in Comparative Example 1 was changed to 5.0 g of 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane. Subsequently, 2.1 g of the conductive composite to which the epoxy compound was added was obtained by filtration. It took 5 hours to collect the precipitate by this filtration treatment.
The conductive composite collected by filtration was washed with 100 g of acetone and dried. 472.9 g of isopropanol was added to 2.1 g of this conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
(比較例3)
比較例1においてブチレンオキシド5.0gをグリシドール5.0gに変えたこと以外は比較例1と同様にして、析出物の生成を試みた。しかし、析出物は形成されなかったため、導電性フィルムの作成を中止した。
(Comparative Example 3)
An attempt was made to form a precipitate in the same manner as in Comparative Example 1, except that 5.0 g of butylene oxide in Comparative Example 1 was changed to 5.0 g of glycidol. However, since no precipitate was formed, the preparation of the conductive film was stopped.
(比較例4)
比較例1においてブチレンオキシド5.0gをトリグリシジルイソシアヌレート5.0gに変えたこと以外は比較例1と同様にして、析出物を形成し、そのろ取を試みた。しかし、ろ紙が詰まり、5時間を費やしても析出物をろ取できなかったため、導電性フィルムの作成を中止した。
(Comparative Example 4)
A precipitate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that 5.0 g of butylene oxide was changed to 5.0 g of triglycidyl isocyanurate, and its filtration was attempted. However, the filter paper was clogged and the precipitate could not be filtered out even after spending 5 hours, so the preparation of the conductive film was stopped.
(比較例5)
比較例1においてブチレンオキシド5.0gをジアリルモノグリシジルイソシアヌレート5.0gに変えたこと以外は比較例1と同様にして、析出物を形成した。続いて、濾過により、上記エポキシ化合物が付加した導電性複合体2.2gを得た。この濾過処理による析出物の分取に、5時間を要した。
ろ取した導電性複合体をアセトン100gで洗浄して乾燥した。この導電性複合体2.2gにイソプロパノールを472.8g添加し、高圧ホモジナイザーで分散し、導電性複合体のイソプロパノール分散液を得た。次に、#14のバーコーターを用いてPETフィルム(東レ社製、ルミラーT60)上に、上記イソプロパノール分散液の一部を塗布し、150℃で1分乾燥して導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
A precipitate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that 5.0 g of butylene oxide in Comparative Example 1 was changed to 5.0 g of diallyl monoglycidyl isocyanurate. Subsequently, 2.2 g of the conductive composite to which the epoxy compound was added was obtained by filtration. It took 5 hours to collect the precipitate by this filtration treatment.
The conductive composite collected by filtration was washed with 100 g of acetone and dried. 472.8 g of isopropanol was added to 2.2 g of this conductive composite and dispersed with a high-pressure homogenizer to obtain an isopropanol dispersion of the conductive composite. Next, using a #14 bar coater, a portion of the isopropanol dispersion was applied onto a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried at 150° C. for 1 minute to obtain a conductive film. Table 1 shows the results of measuring the surface resistance of the obtained conductive film.
<評価>
各例の導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。測定には、抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック社製ハイレスタ)を用い、印加電圧を10Vとした。各測定結果を表1に示す。なお、表中の「Ω/□」はオームパースクエアの意味である。また、「1.0E+05」は、「1.0×105」を表す。
表面抵抗値(単位:Ω/□)が小さい程、導電性が高いことを示す。
<Evaluation>
Table 1 shows the results of measuring the surface resistance value of the conductive film of each example. For the measurement, a resistivity meter (Hiresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) was used, and the applied voltage was 10V. Each measurement result is shown in Table 1. "Ω/□" in the table means ohms per square. Also, "1.0E+05" represents "1.0×10 5 ".
The smaller the surface resistance value (unit: Ω/□), the higher the conductivity.
以上の結果から、本願発明に係る製造方法は、疎水化した高導電性複合体を濾過により容易に分取できることが明らかである。また、本発明に係る製造方法により得た高導電性複合体は、有機溶剤に対して容易に分散させることができ、この高導電性複合体を含む組成物(塗料)の硬化層からなる導電層は優れた導電性を有することが明らかである。 From the above results, it is clear that the production method according to the present invention can easily fractionate the hydrophobized highly conductive composite by filtration. In addition, the highly conductive composite obtained by the production method according to the present invention can be easily dispersed in an organic solvent, and a conductive layer comprising a cured layer of a composition (paint) containing the highly conductive composite. It is clear that the layer has excellent electrical conductivity.
Claims (14)
前記混合液にエポキシ化合物を添加することにより、前記エポキシ化合物が付加した前記高導電性複合体を分取すること、を含む、高導電性複合体の製造方法。 A mixed solution is obtained by mixing an aqueous dispersion of a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with an organic solvent containing methyl ethyl ketone and methanol , and a highly conductive composite is deposited in the mixed solution. After letting
A method for producing a highly conductive composite, comprising: adding an epoxy compound to the mixed liquid to separate the highly conductive composite to which the epoxy compound is added.
フィルム基材の少なくとも一方の面に、前記高導電性複合体の有機溶剤分散液を塗工し、形成された塗膜を乾燥することを含む、導電性フィルムの製造方法。 Obtaining an organic solvent dispersion of a highly conductive composite by the production method according to any one of claims 11 to 13 ;
A method for producing a conductive film, comprising applying an organic solvent dispersion of the highly conductive composite to at least one surface of a film substrate, and drying the formed coating film.
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