JP7311298B2 - Transparent conductive paint - Google Patents
Transparent conductive paint Download PDFInfo
- Publication number
- JP7311298B2 JP7311298B2 JP2019073539A JP2019073539A JP7311298B2 JP 7311298 B2 JP7311298 B2 JP 7311298B2 JP 2019073539 A JP2019073539 A JP 2019073539A JP 2019073539 A JP2019073539 A JP 2019073539A JP 7311298 B2 JP7311298 B2 JP 7311298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent conductive
- conductive paint
- dispersion
- weight
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は、透明導電塗料に関する。詳しくは、カーボンナノ材料の分散性を向上した透明導電塗料に関する。 The present invention relates to a transparent conductive paint. More specifically, it relates to a transparent conductive paint with improved dispersibility of carbon nanomaterials.
カーボンナノ材料は、導電性が高く、延伸加工性が高く、低着色性であり、化学的安定性に優れることから、導電性コーティング剤への適用が期待されている。しかし、カーボンナノ材料は、アスペクト比が大きく、配位不飽和な構造を有しているため、分子間相互作用が強く、凝集しやすい性質を持つ。カーボンナノ材料が凝集した状態では、本来の導電性や透明性等の特性を発揮できないため、導電性コーティング剤におけるカーボンナノ材料の分散性を高めることが求められている。 Carbon nanomaterials are expected to be applied to conductive coating agents because of their high electrical conductivity, high drawability, low colorability, and excellent chemical stability. However, since carbon nanomaterials have a large aspect ratio and a coordinatively unsaturated structure, they have a strong intermolecular interaction and tend to aggregate. When the carbon nanomaterials are aggregated, they cannot exhibit their original properties such as conductivity and transparency. Therefore, it is required to improve the dispersibility of the carbon nanomaterials in the conductive coating agent.
カーボンナノ材料の分散性を高めるために、超音波による分散処理が知られている(特許文献1)。超音波によりキャビテーションを発生させ、カーボンナノ材料を分散させている。キャビテーションの発生量は温度に依存するため、高温の方が分散しやすい。しかし、超音波処理は調節が困難であり、過度の超音波処理を行うとカーボンナノ材料が切断や破壊を受け、その結果、新たな活性面が生じてさらに凝集しやすくなってしまう傾向があった。このような分散体は凝集しやすく、基材への塗布性に劣り、辛うじて塗布可能な場合でも、塗膜の導電性や透明性は低く、コーティング剤に適用することが難しかった。 In order to improve the dispersibility of carbon nanomaterials, ultrasonic dispersion treatment is known (Patent Document 1). Cavitation is generated by ultrasonic waves to disperse the carbon nanomaterials. Since the amount of cavitation generated depends on the temperature, it is easier to disperse at high temperatures. However, sonication is difficult to control, and excessive sonication tends to cut or break carbon nanomaterials, resulting in new active surfaces that are more susceptible to agglomeration. rice field. Such dispersions tend to aggregate, are inferior in coatability to substrates, and even when they are barely coatable, the conductivity and transparency of coating films are low, making it difficult to apply them to coating agents.
一方、カーボンナノ材料を低温でマイルドな条件で分散させる技術が知られている(特許文献2)。マイルドな条件で分散させることで、ナノカーボン材料の切断や破壊が抑制されることから、カーボンナノ材料を樹脂へ練り込む用途等、高度な透明性が必要とされない分野には適用可能な分散性が得られている。しかし、透明電極等の高い透明性が求められる用途ではさらに高い分散性が望まれており、そのような用途に使用可能な透明導電塗料の開発が求められていた。 On the other hand, a technique for dispersing carbon nanomaterials under low temperature and mild conditions is known (Patent Document 2). Dispersion under mild conditions suppresses the cutting and breaking of nanocarbon materials, so dispersibility that can be applied to fields that do not require a high degree of transparency, such as applications where carbon nanomaterials are kneaded into resins. is obtained. However, in applications requiring high transparency such as transparent electrodes, even higher dispersibility is desired, and development of a transparent conductive paint that can be used in such applications has been desired.
本発明は、カーボンナノ材料が高度に分散した透明導電塗料を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a transparent conductive paint in which carbon nanomaterials are highly dispersed.
本発明者らは、高温での強力な分散工程と再凝集を抑制する冷却工程を繰り返すことにより、透明導電膜の分野において求められる高い導電性と高い透明性を兼ね備えた、カーボンナノ材料を含む透明導電塗料を得られることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have found that by repeating a strong dispersion process at high temperature and a cooling process that suppresses reaggregation, a carbon nanomaterial containing both high conductivity and high transparency required in the field of transparent conductive films can be obtained. They found that a transparent conductive paint can be obtained, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、下記工程(1)~(3):
(1)(a)カーボンナノ材料及び(b)分散剤の混合物を得る工程、
(2)前記混合物を70℃以下の分散温度から、分散温度より10℃以上低い40℃以下の分散中断温度に冷却する工程、及び
(3)前記工程(2)をさらに3回以上行う工程
を含む、透明導電塗料の製造方法に関する。
That is, the present invention provides the following steps (1) to (3):
(1) obtaining a mixture of (a) a carbon nanomaterial and (b) a dispersant;
(2) cooling the mixture from a dispersion temperature of 70° C. or less to a dispersion interrupting temperature of 40° C. or less, which is 10° C. or more lower than the dispersion temperature; and (3) performing the step (2) three times or more. It relates to a method for producing a transparent conductive coating, including.
透明導電塗料の製造方法において、(a)カーボンナノ材料がグラフェン、カーボンナノチューブ、及びフラーレンからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the method for producing a transparent conductive paint, (a) the carbon nanomaterial is preferably at least one selected from the group consisting of graphene, carbon nanotubes, and fullerenes.
透明導電塗料の製造方法において、(b)分散剤がHLB12以上であることが好ましい。 In the method for producing a transparent conductive paint, the (b) dispersant preferably has an HLB of 12 or more.
透明導電塗料の製造方法において、工程(1)の混合物がさらに(c)有機溶剤を含むことが好ましい。 In the method for producing a transparent conductive paint, the mixture in step (1) preferably further contains (c) an organic solvent.
透明導電塗料の製造方法において、(c)有機溶剤がメタノール、エタノール、及びプロパノールからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the method for producing a transparent conductive paint, the (c) organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, and propanol.
また、本発明は、(a)カーボンナノ材料、及び(b)分散剤を含む透明導電塗料であって、50%の2-プロパノール水溶液で重量比で50倍希釈を行った後の全光線透過率が20%以下である、透明導電塗料に関する。 The present invention also provides a transparent conductive paint containing (a) a carbon nanomaterial and (b) a dispersant, which is diluted 50 times by weight with a 50% aqueous solution of 2-propanol. It relates to a transparent conductive paint with a ratio of 20% or less.
透明導電塗料において、(a)カーボンナノ材料が、グラフェン、カーボンナノチューブ、及びフラーレンからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the transparent conductive paint, (a) the carbon nanomaterial is preferably at least one selected from the group consisting of graphene, carbon nanotubes, and fullerenes.
透明導電塗料において、(b)分散剤がHLB12以上であることが好ましい。 In the transparent conductive paint, (b) the dispersant preferably has an HLB of 12 or more.
透明導電塗料は、さらに(c)有機溶剤を含むことが好ましい。 The transparent conductive paint preferably further contains (c) an organic solvent.
透明導電塗料において、(c)有機溶剤がメタノール、エタノール、及びプロパノールからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the transparent conductive paint, the (c) organic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, and propanol.
本発明の製造方法で得られる透明導電塗料は、カーボンナノ材料が高度に分散し、高い導電性と高い透明性を兼ね備える。 The transparent conductive paint obtained by the production method of the present invention has highly dispersed carbon nanomaterials and has both high conductivity and high transparency.
(1)透明導電塗料
本発明は、(a)カーボンナノ材料、及び(b)分散剤を含む透明導電塗料であって、50%の2-プロパノール水溶液で重量比で50倍希釈を行った後の全光線透過率が20%以下である、透明導電塗料に関する。ここで2-プロパノールの濃度は重量100分率である。この透明導電塗料は、カーボンナノ材料の分散性が高く、透明導電膜の分野において求められる高い導電性と高い透明性を兼ね備える。
(1) Transparent conductive paint The present invention provides a transparent conductive paint containing (a) a carbon nanomaterial and (b) a dispersant, after being diluted 50 times by weight with a 50% aqueous solution of 2-propanol. A transparent conductive paint having a total light transmittance of 20% or less. Here, the concentration of 2-propanol is 100 parts by weight. This transparent conductive paint has a high dispersibility of carbon nanomaterials and has both high conductivity and high transparency required in the field of transparent conductive films.
(a)カーボンナノ材料
カーボンナノ材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン等が挙げられる。これらのカーボンナノ材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。透明導電塗料におけるカーボンナノ材料の含有量は特に限定されないが、透明導電塗料の固形分全体に対して0.1~90重量%が好ましく、0.2~70重量%がより好ましく、0.5~50重量%がさらに好ましい。また、後述の方法で透明導電塗料を含むコーティング組成物を基材上に塗布し、積層体を製造したときに、積層体上で0.01~50.0mg/m2となる量が好ましく、0.1~10.0mg/m2となる量がより好ましい。
(a) Carbon nanomaterials Examples of carbon nanomaterials include carbon nanotubes, graphene, and fullerene. These carbon nanomaterials may be used alone or in combination of two or more. The content of the carbon nanomaterial in the transparent conductive paint is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 90% by weight, more preferably 0.2 to 70% by weight, more preferably 0.5% by weight, based on the total solid content of the transparent conductive paint. ~50% by weight is more preferred. In addition, when a coating composition containing a transparent conductive paint is applied onto a substrate by the method described below to produce a laminate, the amount is preferably 0.01 to 50.0 mg/m 2 on the laminate, An amount of 0.1 to 10.0 mg/m 2 is more preferred.
カーボンナノチューブの種類は特に限定されず、アーク放電法、レーザ蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等の各種公知技術により製造されたカーボンナノチューブを適宜選択して用いることができる。単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブおよびこれらを任意の割合で含む混合物のいずれも使用可能である。導電性に優れる点から、単層カーボンナノチューブであることが好ましい。 The type of carbon nanotube is not particularly limited, and carbon nanotubes manufactured by various known techniques such as an arc discharge method, a laser evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD method) can be appropriately selected and used. Any of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes and mixtures containing these in any ratio can be used. Single-walled carbon nanotubes are preferable because of their excellent conductivity.
カーボンナノチューブの長さは、典型的には1~2000μmであり、好ましくは5~1000μmであり、より好ましくは5~500μmである。2000μmを超えるとカーボンナノチューブの凝集、切断、破壊が生じやすい傾向がある。また、1μm未満では十分な導電経路が形成できない傾向がある。 The length of the carbon nanotubes is typically 1-2000 μm, preferably 5-1000 μm, more preferably 5-500 μm. If it exceeds 2000 μm, the carbon nanotubes tend to aggregate, cut, and break. Also, if the thickness is less than 1 μm, there is a tendency that a sufficient conductive path cannot be formed.
カーボンナノチューブの直径は、典型的には0.1~50nmであり、好ましくは0.3~20nmであり、さらに好ましくは0.5~10nmである。50nmを超えると導電性が低下することがある。また、0.1nm未満のカーボンナノチューブは製造することが困難である。 The diameter of carbon nanotubes is typically 0.1-50 nm, preferably 0.3-20 nm, more preferably 0.5-10 nm. If it exceeds 50 nm, the electrical conductivity may decrease. Also, it is difficult to produce carbon nanotubes of less than 0.1 nm.
(b)分散剤
分散剤としては、カーボンナノ材料を水中で分散できれば特に限定されないが、陽イオン性分散剤、陰イオン性分散剤、両イオン性分散剤、非イオン性分散剤、高分子系分散剤が挙げられる。
(b) dispersant The dispersant is not particularly limited as long as it can disperse the carbon nanomaterial in water, but cationic dispersant, anionic dispersant, amphoteric dispersant, nonionic dispersant, polymeric dispersant Dispersants are included.
陽イオン性分散剤としては、ステアリルアミンアセテート等の炭素数8~22のアルキル基を有するアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム塩が挙げられる。 Cationic dispersants include alkylamine salts having an alkyl group of 8 to 22 carbon atoms such as stearylamine acetate, quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride and hexadecyltrimethylammonium bromide.
陰イオン性分散剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム等の炭素数8~18のアルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等の炭素数8~18のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、デオキシコール酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の炭素数8~18のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩等のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物が挙げられる。 Examples of anionic dispersants include sodium alkyl sulfates having 8 to 18 carbon atoms such as sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts having 8 to 18 carbon atoms such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, and deoxycholic acid. Examples include sodium, alkylbenzenesulfonates having an alkyl group of 8 to 18 carbon atoms such as sodium dodecylbenzenesulfonate, fatty acid salts, naphthalenesulfonic acid formalin condensates such as sodium salts of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensates.
両イオン性分散剤としては、炭素数8~22のアルキル基を有するアルキルベタイン、炭素数8~18のアルキル基を有するアルキルアミンオキサイドが挙げられる。 Amphoteric dispersants include alkylbetaines having alkyl groups of 8 to 22 carbon atoms and alkylamine oxides having alkyl groups of 8 to 18 carbon atoms.
非イオン性分散剤としては、炭素数1~20のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドから構成されるブロック共重合体、炭素数 1~20のアルキル基を有するアルキルフェノールポリエチレングリコールエーテル、炭素数2~4のアルキレン基を有するポリカルボキシレートエーテル等のポリオキシアルキレン誘導体、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。 Nonionic dispersants include polyoxyethylene alkyl ethers having alkyl groups of 1 to 20 carbon atoms, block copolymers composed of ethylene oxide and propylene oxide, and alkylphenol polyethylene glycols having alkyl groups of 1 to 20 carbon atoms. Examples include ethers, polyoxyalkylene derivatives such as polycarboxylate ethers having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate.
高分子系分散剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ヒドロキシセルロース、炭素数の1~8のアルキル基を有するヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体、デンプン、ゼラチン、アクリル系コポリマー、ポリカルボン酸またはその誘導体、ポリスチレンスルホン酸またはその塩などの高分子系分散剤が挙げられる。 Examples of polymeric dispersants include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, hydroxycellulose, hydroxyalkylcellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose and carboxypropylcellulose, starch, gelatin, Examples include polymeric dispersants such as acrylic copolymers, polycarboxylic acids or derivatives thereof, polystyrenesulfonic acid or salts thereof.
これらの中では、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリオキシアルキレン誘導体、ポリスチレンスルホン酸、セルロース誘導体、ポリカルボン酸、アクリル系コポリマー、アルキルベンゼンスルホン酸塩が好ましく、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリオキシアルキレン誘導体、ポリカルボン酸、アクリル系コポリマーがより好ましい。これらの分散剤は、2以上を組み合わせて用いても良い。また、1以上の分岐鎖を有し、分岐鎖の分子量が15以上である分散剤が、分子鎖が全方位に広がり、分散性が高くなることから好ましい。 Among these, polyvinylpyrrolidone, polyvinylbutyral, polyoxyalkylene derivatives, polystyrenesulfonic acid, cellulose derivatives, polycarboxylic acids, acrylic copolymers, and alkylbenzenesulfonates are preferable, and polyvinylpyrrolidone, polyvinylbutyral, polyoxyalkylene derivatives, poly Carboxylic acid, acrylic copolymers are more preferred. These dispersants may be used in combination of two or more. Further, a dispersant having one or more branched chains and having a branched chain molecular weight of 15 or more is preferable because the molecular chain spreads in all directions and dispersibility is enhanced.
分散剤は、分散安定性に優れるという理由から、HLB値が12以上が好ましく、14以上がより好ましい。なお、HLB値は、以下の計算方法により計算することができる。
グリフィン法:[(親水部分の分子量)÷(全体の分子量)]×20
The dispersant preferably has an HLB value of 12 or more, more preferably 14 or more, because it is excellent in dispersion stability. The HLB value can be calculated by the following calculation method.
Griffin method: [(molecular weight of hydrophilic portion) ÷ (total molecular weight)] × 20
透明導電塗料における分散剤の含有量は特に限定されないが、透明導電塗料の固形分全体に対して0.1~99.9重量%が好ましく、0.2~99重量%がより好ましく、0.5~95重量%がさらに好ましい。0.1重量%未満では分散性不足となり、99.9重量%を超えると分散処理中に泡立ちが発生し、コーティング組成物を製造することが困難となることがある。 The content of the dispersant in the transparent conductive paint is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9% by weight, more preferably 0.2 to 99% by weight, more preferably 0.2 to 99% by weight, based on the total solid content of the transparent conductive paint. 5 to 95% by weight is more preferred. If it is less than 0.1% by weight, the dispersibility will be insufficient, and if it exceeds 99.9% by weight, foaming will occur during the dispersion treatment, making it difficult to produce the coating composition.
本発明の透明導電塗料は、50重量%の2-プロパノール水溶液で重量比で50倍希釈を行った後の全光線透過率が20%以下である。全光線透過率は、透明導電塗料を50重量%の2-プロパノール水溶液を用い、重量比で50倍に希釈後、希釈液を石英ガラス製測定セル(光路長10mm、光路幅30mm)に入れ、ヘイズコンピュータ(スガ試験機社製、HZ-2)に入れて測定された値を、50重量%の2-プロパノール水溶液の測定値を比較対照として算出される値をいう。 The transparent conductive paint of the present invention has a total light transmittance of 20% or less after being diluted 50 times by weight with a 50% by weight 2-propanol aqueous solution. The total light transmittance was measured by diluting the transparent conductive paint 50 times by weight with a 50% by weight 2-propanol aqueous solution. A value calculated by comparing the value measured in a haze computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., HZ-2) with the measured value of a 50% by weight 2-propanol aqueous solution.
本発明の透明導電塗料は、ナノカーボン材料の分散性が良好であり、3500rpm、23℃の条件下で5分間遠心分離処理に供した直後の上澄みの吸光度が、遠心分離処理前の吸光度の90%以上であることが好ましい。当該比率は、91%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましい。なお、3500rpm、23℃の条件下で5分間の遠心分離処理は、約1か月間の静置に相当する。吸光度は、カーボンナノ材料がカーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン等、いずれの場合にも647nmの波長で測定できる。 In the transparent conductive paint of the present invention, the dispersibility of the nanocarbon material is good, and the absorbance of the supernatant immediately after being subjected to centrifugation at 3500 rpm and 23° C. for 5 minutes is 90% of the absorbance before centrifugation. % or more. The ratio is more preferably 91% or higher, and even more preferably 92% or higher. Note that centrifugation for 5 minutes at 3500 rpm and 23° C. corresponds to standing for about one month. Absorbance can be measured at a wavelength of 647 nm regardless of whether the carbon nanomaterial is carbon nanotube, graphene, fullerene, or the like.
透明導電塗料の溶剤は、ナノカーボン材料を分散できれば特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール等のアルコール類、;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールエーテルアセテート類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;トルエン、キシレン(o-、m-、あるいはp-キシレン)、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ハロゲン類、アセトニトリル等の有機溶剤、水とこれらの有機溶剤との混合溶剤(含水有機溶剤)、2種以上の有機溶剤の混合溶剤等が挙げられる。有機溶剤は、分散安定性、基材への塗布性の点から、水と混和する有機溶剤であることが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトンがより好ましく、メタノール、エタノール、プロパノールがさらに好ましい。水と有機溶剤との混合溶剤を用いる場合、有機溶剤の濃度は10~90重量%が好ましく、20~80重量%がより好ましい。 The solvent of the transparent conductive paint is not particularly limited as long as it can disperse the nanocarbon material, but water, alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, etc. ethylene glycols; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether acetate Propylene glycols such as propylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol; Propylene glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether and propylene glycol diethyl ether; Propylene Propylene glycol ether acetates such as glycol monomethyl ether acetate; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, methyl-t-butyl ether, tetrahydrofuran; toluene, xylene (o-, m-, or p-xylene), hexane, heptane, etc. ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; halogens, organic solvents such as acetonitrile, mixed solvents of water and these organic solvents (hydrous organic solvent), a mixed solvent of two or more organic solvents, and the like. The organic solvent is preferably a water-miscible organic solvent, more preferably methanol, ethanol, propanol, or acetone, and still more preferably methanol, ethanol, or propanol, from the viewpoint of dispersion stability and coatability to the substrate. When a mixed solvent of water and an organic solvent is used, the concentration of the organic solvent is preferably 10-90% by weight, more preferably 20-80% by weight.
塗布性や液安定性の観点から、透明導電塗料中の固形分濃度は0.01~20重量%であることが好ましく、0.1~10重量%であることがより好ましく、0.5~5重量%であることがさらに好ましい。この濃度は、上記溶剤の透明導電塗料への添加量により調節できる。 From the viewpoint of coatability and liquid stability, the solid content concentration in the transparent conductive paint is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, and more preferably 0.5 to 0.5% by weight. More preferably 5% by weight. This concentration can be adjusted by adjusting the amount of the solvent added to the transparent conductive paint.
(その他の成分)
透明導電塗料は、さらに、任意で導電性高分子、バインダー樹脂、酸化防止剤、粘度調整剤、pH調整剤、防腐剤、消泡剤等を含有していてもよい。これらの成分を配合する場合、任意の時点で配合でき、例えば後述する透明導電塗料の製造方法の過程、又は製造後、あるいは、後述するコーティング組成物を得る過程で配合することができる。
(other ingredients)
The transparent conductive paint may further optionally contain a conductive polymer, a binder resin, an antioxidant, a viscosity adjuster, a pH adjuster, an antiseptic, an antifoaming agent, and the like. When these components are blended, they can be blended at any point, for example, during the process of manufacturing the transparent conductive paint described later, after manufacturing, or during the process of obtaining the coating composition described later.
透明導電塗料に導電性高分子を配合する場合、導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリナフタレン、及びこれらの誘導体が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。中でも、チオフェン環を分子内に含むことで導電性が高い分子ができやすい点で、分子内にチオフェン環を少なくとも1つ含む導電性高分子が好ましい。導電性高分子は、ポリ陰イオン等のドーパントと複合体を形成していてもよい。 When a conductive polymer is added to the transparent conductive paint, examples of the conductive polymer include polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyphenylenevinylene, polynaphthalene, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a conductive polymer containing at least one thiophene ring in the molecule is preferable because a highly conductive molecule can be easily formed by containing the thiophene ring in the molecule. The conductive polymer may form a complex with a dopant such as polyanion.
分子内にチオフェン環を少なくとも1つ含む導電性高分子の中でも、導電性や化学的安定性に極めて優れている点で、ポリ(3,4-二置換チオフェン)がより好ましい。また、導電性高分子が、ポリ(3,4-二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4-二置換チオフェン)とポリ陰イオン(ドーパント)との複合体である場合、低温かつ短時間で粗面導電体を形成することができ、生産性にも優れることとなる。なお、ポリ陰イオンは導電性高分子のドーパントであり、その内容については後述する。 Among the conductive polymers containing at least one thiophene ring in the molecule, poly(3,4-disubstituted thiophene) is more preferable because of its excellent conductivity and chemical stability. Further, when the conductive polymer is poly(3,4-disubstituted thiophene) or a complex of poly(3,4-disubstituted thiophene) and polyanion (dopant), the low-temperature and short-time can form a conductor with a rough surface, and the productivity is also excellent. Note that the polyanion is a dopant for the conductive polymer, and the details thereof will be described later.
ポリ(3,4-二置換チオフェン)としては、ポリ(3,4-ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4-アルキレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。ポリ(3,4-ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4-アルキレンジオキシチオフェン)としては、以下の式(I): Poly(3,4-disubstituted thiophene) is particularly preferably poly(3,4-dialkoxythiophene) or poly(3,4-alkylenedioxythiophene). As poly(3,4-dialkoxythiophenes) or poly(3,4-alkylenedioxythiophenes), the following formula (I):
で示される反復構造単位からなる陽イオン形態のポリチオフェンが好ましい。ここで、R1及びR2は相互に独立して水素原子又はC1-4のアルキル基を表すか、又は、R1及びR2が結合している場合にはC1-4のアルキレン基を表す。C1-4のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基等が挙げられる。また、R1及びR2が結合している場合、C1-4のアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、1,2-エチレン基、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1-メチル-1,2-エチレン基、1-エチル-1,2-エチレン基、1-メチル-1,3-プロピレン基、2-メチル-1,3-プロピレン基等が挙げられる。これらの中では、メチレン基、1,2-エチレン基、1,3-プロピレン基が好ましく、1,2-エチレン基がより好ましい。C1-4のアルキル基、及び、C1-4のアルキレン基は、その水素の一部が置換されていても良い。C1-4のアルキレン基を有するポリチオフェンとしては、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。 A cationic form of polythiophene consisting of repeating structural units represented by is preferred. Here, R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or a C 1-4 alkyl group, or when R 1 and R 2 are bonded, a C 1-4 alkylene group represents Examples of the C 1-4 alkyl group include, but are not particularly limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl and the like. . Further, when R 1 and R 2 are bonded, the alkylene group for C 1-4 is not particularly limited, but examples include methylene group, 1,2-ethylene group, 1,3-propylene group, 1, 4-butylene group, 1-methyl-1,2-ethylene group, 1-ethyl-1,2-ethylene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group and the like mentioned. Among these, a methylene group, a 1,2-ethylene group and a 1,3-propylene group are preferred, and a 1,2-ethylene group is more preferred. In the C 1-4 alkyl group and the C 1-4 alkylene group, part of the hydrogen atoms may be substituted. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferred as the polythiophene having a C 1-4 alkylene group.
導電性高分子の重量平均分子量は、500~100000であることが好ましく、1000~50000であることがより好ましく、1500~20000であることがさらに好ましい。 The weight average molecular weight of the conductive polymer is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, even more preferably 1,500 to 20,000.
ドーパントは特に限定されないが、ポリ陰イオンが好ましい。ポリ陰イオンは、ポリチオフェン(誘導体)とイオン対をなすことにより複合体を形成し、ポリチオフェン(誘導体)を水中に安定に分散させることができる。ポリ陰イオンとしては、特に限定されないが、例えば、カルボン酸ポリマー類(例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸等)、スルホン酸ポリマー類(例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸等)等が挙げられる。これらのカルボン酸ポリマー類及びスルホン酸ポリマー類はまた、ビニルカルボン酸類及びビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類、例えば、アクリレート類、スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物との共重合体であっても良い。これらの中では、ポリスチレンスルホン酸が特に好ましい。 Although the dopant is not particularly limited, polyanions are preferred. A polyanion forms a complex with a polythiophene (derivative) by forming an ion pair, and can stably disperse the polythiophene (derivative) in water. Examples of polyanions include, but are not limited to, carboxylic acid polymers (e.g., polyacrylic acid, polymaleic acid, polymethacrylic acid, etc.), sulfonic acid polymers (e.g., polystyrenesulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, etc.). These carboxylic and sulfonic acid polymers are also copolymers of vinyl carboxylic and vinyl sulfonic acids with other polymerizable monomers such as acrylates, styrene, aromatic vinyl compounds such as vinyl naphthalene. can be Among these, polystyrene sulfonic acid is particularly preferred.
ポリスチレンスルホン酸は、重量平均分子量が20000~500000であることが好ましく、40000~200000であることがより好ましい。分子量がこの範囲外のポリスチレンスルホン酸を使用すると、ポリチオフェン系導電性高分子の水に対する分散安定性が低下する場合がある。なお、重量平均分子量はゲル透過クロマトグラフィー(GPC)にて測定した値である。 Polystyrene sulfonic acid preferably has a weight average molecular weight of 20,000 to 500,000, more preferably 40,000 to 200,000. If polystyrene sulfonic acid having a molecular weight outside this range is used, the dispersion stability of the polythiophene-based conductive polymer in water may be lowered. The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
導電性高分子とポリ陰イオンとの複合体としては、導電性に特に優れることから、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体であることが好ましい。 As the composite of the conductive polymer and the polyanion, a composite of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid is preferable because it has particularly excellent conductivity.
導電性高分子の導電率は、0.01S/cm以上であることが好ましく、1S/cm以上であることがより好ましい。 The conductivity of the conductive polymer is preferably 0.01 S/cm or more, more preferably 1 S/cm or more.
導電性高分子の含有量は、カーボンナノ材料の固形分100重量部に対して5~2000重量部が好ましく、10~1000重量部がより好ましい。 The content of the conductive polymer is preferably 5 to 2000 parts by weight, more preferably 10 to 1000 parts by weight, per 100 parts by weight of the solid content of the carbon nanomaterial.
透明導電塗料にバインダー樹脂を配合する場合、バインダー樹脂としてはコーティング組成物の成分として後述するバインダー樹脂を使用できる。バインダー樹脂の含有量は、特に限定されないが、カーボンナノ材料の含有量100重量部に対して0.1~6000重量部であることが好ましく、0.1~5000重量部であることが好ましく、5~4000重量部であることがより好ましい。 When a binder resin is added to the transparent conductive paint, the binder resin described below as a component of the coating composition can be used as the binder resin. The content of the binder resin is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 6000 parts by weight, preferably 0.1 to 5000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the content of the carbon nanomaterial. It is more preferably 5 to 4000 parts by weight.
透明導電塗料に粘度調整剤を配合する場合、粘度調整剤としては、例えば、ポリアクリル酸系樹脂、セルロースエーテル樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール等が挙げられる。 When a viscosity modifier is added to the transparent conductive paint, examples of the viscosity modifier include polyacrylic acid-based resins, cellulose ether resins, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, carboxyvinyl polymer, and polyvinyl alcohol.
透明導電塗料にpH調整剤を配合する場合、pH調整剤としては、例えば、アンモニア、エタノールアミン、イソプロパノールアミン等のアルカノールアミン類等が挙げられる。 When the pH adjuster is added to the transparent conductive paint, examples of the pH adjuster include alkanolamines such as ammonia, ethanolamine, and isopropanolamine.
透明導電塗料に消泡剤を配合する場合、消泡剤としては、例えば、ポリアセチレングリコール等のグリコール系化合物、有機変性ポリシロキサン等のシロキサン系化合物、ポリジメチルシロキサンを乳化剤によって水に分散した乳化物等が挙げられる。 When an antifoaming agent is added to the transparent conductive paint, examples of the antifoaming agent include glycol-based compounds such as polyacetylene glycol, siloxane-based compounds such as organically modified polysiloxane, and emulsions in which polydimethylsiloxane is dispersed in water using an emulsifier. etc.
(2)透明導電塗料の製造方法
本発明の透明導電塗料の製造方法は、下記工程(1)~(3):
(1)(a)カーボンナノ材料及び(b)分散剤の混合物を得る工程、
(2)前記混合物を70℃以下の分散温度から、分散温度より10℃以上低い40℃以下の分散中断温度に冷却する工程、及び
(3)前記工程(2)をさらに3回以上行う工程、
を含む。
(2) Method for producing transparent conductive paint The method for producing the transparent conductive paint of the present invention comprises the following steps (1) to (3):
(1) obtaining a mixture of (a) a carbon nanomaterial and (b) a dispersant;
(2) cooling the mixture from a dispersion temperature of 70° C. or less to a dispersion interruption temperature of 40° C. or less, which is 10° C. or more lower than the dispersion temperature; and (3) performing the step (2) three or more times;
including.
工程(1)では、(a)カーボンナノ材料及び(b)分散剤の混合物を得る。混合物の溶剤は、透明導電塗料について溶剤として説明した通りである。 In step (1), a mixture of (a) a carbon nanomaterial and (b) a dispersant is obtained. The solvent of the mixture is as explained as the solvent for the transparent conductive paint.
なお、工程(1)の前に、前処理として、カーボンナノ材料の高速攪拌処理を行ってもよい。高速攪拌処理はマイルドな条件での分散処理であり、超音波やビーズミルを用いた分散処理のようにキャビテーションの発生による破断やビーズの衝突による微粉砕を伴う処理ではない。高速攪拌処理は、攪拌体の高速回転により、凝集したカーボンナノ材料の分散体を緩め、ほぐす効果がある。高速攪拌処理を分散処理の前に行っておくことにより、カーボンナノ材料の分散をより効率的に行える。 In addition, before the step (1), as a pretreatment, the carbon nanomaterial may be subjected to a high-speed stirring treatment. The high-speed stirring treatment is a dispersion treatment under mild conditions, and is not a treatment that accompanies breakage due to cavitation or fine pulverization due to collision of beads, unlike dispersion treatment using ultrasonic waves or a bead mill. The high-speed stirring treatment has the effect of loosening and loosening the dispersion of the aggregated carbon nanomaterials due to the high-speed rotation of the stirrer. By performing the high-speed stirring process before the dispersion process, the carbon nanomaterial can be dispersed more efficiently.
工程(2)では、工程(1)で得られた混合物を70℃以下の分散温度から、分散温度より10℃以上低い40℃以下の分散中断温度に冷却する。分散温度は、カーボンナノ材料を分散させつつ、カーボンナノ材料の切断や破壊を生じさせないために、70℃以下であり、65℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましい。分散温度は、カーボンナノ材料を分散させるために 10℃以上であることが好ましく、20℃以上であることがより好ましい。分散温度を維持する時間は、カーボンナノ材料を分散させることができれば特に限定されないが、1~600分間が好ましく、2~400分間がより好ましい。 In step (2), the mixture obtained in step (1) is cooled from a dispersion temperature of 70°C or less to a dispersion interruption temperature of 40°C or less, which is 10°C or more lower than the dispersion temperature. The dispersing temperature is 70° C. or lower, preferably 65° C. or lower, more preferably 60° C. or lower, in order to disperse the carbon nanomaterials while preventing the carbon nanomaterials from being cut or destroyed. The dispersion temperature is preferably 10° C. or higher, more preferably 20° C. or higher, in order to disperse the carbon nanomaterial. The time for which the dispersion temperature is maintained is not particularly limited as long as the carbon nanomaterial can be dispersed, but is preferably 1 to 600 minutes, more preferably 2 to 400 minutes.
分散温度での保温中には、追加的な分散処理として、振動ミル、遊星ミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ジェットミル、ロールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置等を用いた分散処理を行ってもよい。分散処理はバッチ式でも連続式でもよい。 During the heat retention at the dispersion temperature, additional dispersion processing such as vibration mill, planetary mill, ball mill, bead mill, sand mill, jet mill, roll mill, homomixer, homogenizer, ultrasonic homogenizer, high pressure homogenizer, ultrasonic device, etc. Distributed processing may be performed. Dispersion processing may be batch type or continuous type.
分散中断温度は、分散温度より10℃以上低いことが求められ、分散温度より15℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましく、25℃以上低いことがさらに好ましい。具体的な分散中断温度は、カーボンナノ材料の切断や破壊を防止するために、40℃以下であり、30℃以下であることが好ましい。分散温度から、分散中断温度に冷却することにより、カーボンナノ材料の切断や破壊が生じることを防止できる。 The dispersion interruption temperature is required to be 10° C. or more lower than the dispersion temperature, preferably 15° C. or more lower than the dispersion temperature, more preferably 20° C. or more lower, further preferably 25° C. or more lower than the dispersion temperature. A specific dispersion interruption temperature is 40° C. or lower, preferably 30° C. or lower, in order to prevent cutting or breaking of the carbon nanomaterial. By cooling from the dispersion temperature to the dispersion interruption temperature, it is possible to prevent the carbon nanomaterial from being cut or destroyed.
分散温度から分散中断温度への冷却速度は、特に限定されないが、0.5℃/分以上が好ましく、1℃/分以上がより好ましい。分散中断温度を維持する時間は特に限定されないが、60分間以下が好ましく、30分間以下がより好ましい。分散温度から分散中断温度への冷却中には、温度が分散温度より低く、かつ、分散中断温度より高い範囲に保たれる限り、追加成分の添加や抜き取り等の工程を行ってもよい。 The cooling rate from the dispersion temperature to the dispersion interruption temperature is not particularly limited, but is preferably 0.5° C./min or more, more preferably 1° C./min or more. The time for which the dispersion interruption temperature is maintained is not particularly limited, but is preferably 60 minutes or less, more preferably 30 minutes or less. During the cooling from the dispersion temperature to the dispersion interruption temperature, steps such as the addition and withdrawal of additional ingredients may be performed as long as the temperature remains below the dispersion temperature and above the dispersion interruption temperature.
工程(3)では、前記工程(2)をさらに3回以上行う。よって、本発明の透明導電塗料の製造方法において工程(2)は合計4回以上実施される。工程(2)を合計4回以上実施することにより、カーボンナノ材料の切断や破壊が生じることは防ぎながら、カーボンナノ材料の高度な分散を実現できる。工程(3)において、前記工程(2)の繰り返し回数は3回以上であり、5回以上が好ましく、7回以上がより好ましい。前記工程(2)の繰り返し回数が2以下(工程(2)の合計実施回数が合計3回以下)では、カーボンナノ材料を十分に分散できない。 In the step (3), the step (2) is further performed three times or more. Therefore, the step (2) is carried out a total of four times or more in the method for producing a transparent conductive paint of the present invention. By performing the step (2) four times or more in total, it is possible to achieve a high degree of dispersion of the carbon nanomaterials while preventing the carbon nanomaterials from being cut or destroyed. In step (3), the number of repetitions of step (2) is 3 or more, preferably 5 or more, and more preferably 7 or more. If the number of repetitions of the step (2) is 2 or less (the total number of times the step (2) is performed is 3 or less), the carbon nanomaterial cannot be sufficiently dispersed.
本発明の透明導電塗料の製造方法において、繰り返し行われる工程(2)の各回の分散温度は、70℃以下であれば、同一であってもよく、異なっていてもよい。同様に、繰り返し行われる工程(2)の各回の分散中断温度は、直前の分散温度より10℃以上低ければ、同一であってもよく、異なっていてもよい。工程(2)を繰り返すとき、分散中断温度から分散温度への昇温速度は、特に限定されないが、0.5℃/分以上が好ましく、1℃/分以上がより好ましい。分散中断温度から分散温度への昇温中には、温度が分散温度より低く、かつ、分散中断温度より高い範囲に保たれる限り、追加成分の添加や抜き取り等の工程を行ってもよい。 In the method for producing a transparent conductive coating material of the present invention, the dispersion temperature in each time of step (2) which is repeatedly performed may be the same or different as long as it is 70° C. or less. Similarly, the temperature at which dispersion is interrupted each time in step (2), which is repeated, may be the same or different as long as it is lower than the immediately preceding dispersion temperature by 10°C or more. When repeating step (2), the rate of temperature increase from the dispersion interruption temperature to the dispersion temperature is not particularly limited, but is preferably 0.5° C./min or more, more preferably 1° C./min or more. During the temperature rise from the dispersion interruption temperature to the dispersion temperature, as long as the temperature is maintained in a range lower than the dispersion interruption temperature and higher than the dispersion interruption temperature, steps such as addition and removal of additional components may be performed.
(3)コーティング組成物
本発明の透明導電塗料を、バインダー樹脂、レベリング剤、及び有機溶剤等と混合し、コーティング組成物を得ることができる。バインダー樹脂、レベリング剤、有機溶剤等の添加方法は特に限定されず、透明導電塗料にこれらの成分を同時に添加してもよく、別々に添加してもよい。別々に添加する場合、その添加順序は特に限定されない。
(3) Coating composition A coating composition can be obtained by mixing the transparent conductive paint of the present invention with a binder resin, a leveling agent, an organic solvent, and the like. The method of adding the binder resin, the leveling agent, the organic solvent, etc. is not particularly limited, and these components may be added to the transparent conductive paint simultaneously or separately. When added separately, the order of addition is not particularly limited.
コーティング組成物における透明導電塗料の含有量は特に限定されないが、例えば、積層体とした際にカーボンナノ材料の含有量が0.01~50.0mg/m2となる量が好ましく、0.1~10.0mg/m2となる量がより好ましい。0.01mg/m2未満では、積層体中のカーボンナノ材料の存在割合が少なくなり、導電性を十分に確保することができない場合がある。50.0mg/m2を超えると、積層体中のカーボンナノ材料の存在割合が多くなり、塗布膜の強度、成膜性に悪影響を与える原因となる場合があるからである。 The content of the transparent conductive paint in the coating composition is not particularly limited. More preferred is an amount of ~10.0 mg/m 2 . If it is less than 0.01 mg/m 2 , the ratio of carbon nanomaterials present in the laminate is reduced, and sufficient electrical conductivity may not be ensured. If it exceeds 50.0 mg/m 2 , the proportion of the carbon nanomaterial in the laminate increases, which may adversely affect the strength and film formation properties of the coating film.
バインダー樹脂は、特に限定されないが、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アルコキシシランオリゴマー、ポリオレフィン樹脂、及びメラミン樹脂からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。その理由は、コーティング組成物中の他の成分との相溶性が高く、これらのバインダーを含有するコーティング組成物を用いて形成した積層体は、基材に対する親和性や、成膜性が良好であるためである。これらのバインダーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Although the binder resin is not particularly limited, it is preferably at least one selected from the group consisting of polyester resins, acrylic resins, polyurethanes, epoxy resins, alkoxysilane oligomers, polyolefin resins, and melamine resins. The reason for this is that the compatibility with other components in the coating composition is high, and the laminate formed using the coating composition containing these binders has good affinity for the substrate and good film-forming properties. Because there is These binders may be used alone or in combination of two or more.
ポリエステル樹脂としては、2つ以上のカルボキシル基を分子内に有する化合物と2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物とを重縮合して得られた高分子化合物であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメ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、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The polyester resin is not particularly limited as long as it is a polymer compound obtained by polycondensation of a compound having two or more carboxyl groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups. Examples include polyethylene. Examples include terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate and the like. These may be used independently and may use 2 or more types together.
アクリル樹脂としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂等が挙げられる。これらのアクリル樹脂としては、例えば、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基、燐酸基などの酸基を有する重合性単量体を構成モノマーとして含む重合体であればよく、例えば、酸基を有する重合性単量体の単独又は共重合体、酸基を有する重合性単量体と共重合性単量体との共重合体等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of acrylic resins include, but are not particularly limited to, (meth)acrylic resins, vinyl ester resins, and the like. These acrylic resins may be, for example, polymers containing, as constituent monomers, polymerizable monomers having acid groups such as carboxyl groups, acid anhydride groups, sulfonic acid groups, and phosphoric acid groups. and a copolymer of a polymerizable monomer having an acid group and a copolymerizable monomer. These may be used independently and may use 2 or more types together.
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系単量体を主たる構成モノマー(例えば、50モル%以上)として含んでいれば共重合性単量体と重合していてもよく、この場合、(メタ)アクリル系単量体及び共重合性単量体のうち、少なくとも一方が酸基を有していればよい。 The (meth)acrylic resin may be polymerized with a copolymerizable monomer as long as it contains a (meth)acrylic monomer as a main constituent monomer (for example, 50 mol % or more). At least one of the (meth)acrylic monomer and the copolymerizable monomer should have an acid group.
(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、酸基を有する(メタ)アクリル系単量体[(メタ)アクリル酸、スルホアルキル(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド等]又はその共重合体、酸基を有していてもよい(メタ)アクリル系単量体と、酸基を有する他の重合性単量体[他の重合性カルボン酸、重合性多価カルボン酸又は無水物、ビニル芳香族スルホン酸等]及び/又は共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、芳香族ビニル単量体等]との共重合体、酸基を有する他の重合体単量体と(メタ)アクリル系共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等]との共重合体、ロジン変性ウレタンアクリレート、特殊変性アクリル樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートエマルジョン等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic resins include (meth)acrylic monomers having an acid group [(meth)acrylic acid, sulfoalkyl (meth)acrylate, sulfonic acid group-containing (meth)acrylamide, etc.] or Polymers, (meth)acrylic monomers optionally having an acid group, and other polymerizable monomers having an acid group [other polymerizable carboxylic acids, polymerizable polycarboxylic acids or anhydrides , vinyl aromatic sulfonic acid, etc.] and/or a copolymer with a copolymerizable monomer [e.g., (meth)acrylic acid alkyl ester, glycidyl (meth)acrylate, (meth)acrylonitrile, aromatic vinyl monomer, etc.] Polymers, other polymeric monomers having an acid group and (meth)acrylic copolymerizable monomers [e.g., (meth)acrylic acid alkyl esters, hydroxyalkyl (meth)acrylates, glycidyl (meth)acrylates, (meth)acrylonitrile, etc.], rosin-modified urethane acrylate, special modified acrylic resin, urethane acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate emulsion, and the like.
これらの(メタ)アクリル系樹脂の中では、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル重合体(アクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体等)、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル-スチレン共重合体(アクリル酸-メタクリル酸メチル-スチレン共重合体等)等が好ましい。 Among these (meth)acrylic resins, (meth)acrylic acid-(meth)acrylic acid ester polymer (acrylic acid-methyl methacrylate copolymer, etc.), (meth)acrylic acid-(meth)acrylic acid Ester-styrene copolymers (such as acrylic acid-methyl methacrylate-styrene copolymers) are preferred.
ポリウレタンとしては、イソシアネート基を有する化合物とヒドロキシル基を有する化合物を共重合させて得られた高分子化合物であれば特に限定されず、例えば、エステル・エーテル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、カーボネート系ポリウレタン、アクリル系ポリウレタン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The polyurethane is not particularly limited as long as it is a polymer compound obtained by copolymerizing a compound having an isocyanate group and a compound having a hydroxyl group. Examples include ester/ether polyurethane, ether polyurethane, polyester polyurethane, Examples include carbonate-based polyurethanes and acrylic-based polyurethanes. These may be used independently and may use 2 or more types together.
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、フェノールノボラック型、ベンゼン環を多数有した多官能型であるテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン型又はトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型、ビフェニル型、トリフェノールメタン型、ナフタレン型、オルソノボラック型、ジシクロペンタジエン型、アミノフェノール型、脂環式等のエポキシ樹脂、シリコーンエポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Although the epoxy resin is not particularly limited, for example, bisphenol A type, bisphenol F type, phenol novolak type, polyfunctional type having many benzene rings, tetrakis(hydroxyphenyl)ethane type or tris(hydroxyphenyl)methane type. , biphenyl type, triphenolmethane type, naphthalene type, orthonovolak type, dicyclopentadiene type, aminophenol type, alicyclic epoxy resins, silicone epoxy resins, and the like. These may be used independently and may use 2 or more types together.
アルコキシシランオリゴマーとしては、例えば、下記式(II)により表されるアルコキシシランのモノマー同士が縮合することで形成される高分子量化されたアルコキシシランであり、シロキサン結合(Si-O-Si)を1分子内に1個以上有するオリゴマー等が挙げられる。
SiR4(II)
(式中、Rは、水素、水酸基、炭素数1~4のアルコキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基である。但し、4つのRのうち少なくとも1個は炭素数1~4のアルコキシ基又は水酸基である)
The alkoxysilane oligomer is, for example, a high molecular weight alkoxysilane formed by condensation of alkoxysilane monomers represented by the following formula (II), and a siloxane bond (Si—O—Si). Examples include oligomers having one or more in one molecule.
SiR4 (II)
(Wherein, R is hydrogen, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent. at least one of which is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyl group)
アルコキシシランオリゴマーの構造は特に限定されず、直鎖状であっても良く、分岐状でもよい。また、アルコキシシランオリゴマーは、式(II)により表される化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アルコキシシランオリゴマーの重量平均分子量は特に限定されないが、152より大きく4000以下であることが好ましく、500~2500であることがより好ましい。ここで、重量平均分子量はゲル透過クロマトグラフィー(GPC)にて測定した値である。 The structure of the alkoxysilane oligomer is not particularly limited, and may be linear or branched. As the alkoxysilane oligomer, the compound represented by the formula (II) may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Although the weight average molecular weight of the alkoxysilane oligomer is not particularly limited, it is preferably greater than 152 and 4000 or less, more preferably 500 to 2500. Here, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性塩素化ポリプロピレン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of polyolefin resins include, but are not limited to, polyethylene, polypropylene, chlorinated polypropylene, maleic anhydride-modified polypropylene, and maleic anhydride-modified chlorinated polypropylene. These may be used independently and may use 2 or more types together.
バインダー樹脂の含有量は、特に限定されないが、カーボンナノ材料の含有量100重量部に対して100~6000重量部であることが好ましく、500~4000重量部であることがより好ましい。バインダーの含有量が100重量部未満であると、コーティング組成物で積層体を作製したときに積層体の強度が弱くなることがあり、一方、6000重量部を超えると、積層体中のカーボンナノ材料の割合が相対的に少なくなり、積層体の導電性を十分に確保することができないことがある。 The content of the binder resin is not particularly limited, but is preferably 100 to 6000 parts by weight, more preferably 500 to 4000 parts by weight, per 100 parts by weight of the carbon nanomaterial. If the content of the binder is less than 100 parts by weight, the strength of the laminate produced from the coating composition may be weakened. The ratio of the material becomes relatively small, and sufficient electrical conductivity of the laminate may not be ensured.
レベリング剤としては、親水性が高い方が、水-有機溶剤中での分散力に優れることから、HLB値が10以上であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。なお、HLB値は、以下の計算方法により計算することができる。
グリフィン法:[(親水部分の分子量)÷(全体の分子量)]×20
As the leveling agent, the HLB value is preferably 10 or more, more preferably 12 or more, because the higher the hydrophilicity, the better the dispersing power in the water-organic solvent. The HLB value can be calculated by the following calculation method.
Griffin method: [(molecular weight of hydrophilic portion) ÷ (total molecular weight)] × 20
具体的なレベリング剤としては、ポリエステル系レベリング剤、ポリエーテル系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤、アクリル系レベリング剤が挙げられる。これらの中でも、エステル結合を有するポリエステル系レベリング剤や、エーテル結合を有するポリエーテル系レベリング剤は、カーボンナノ材料と相互作用しやすく、水-アルコール中での分散機能がより高いために、好ましい。 Specific leveling agents include polyester leveling agents, polyether leveling agents, fluorine leveling agents, silicone leveling agents, and acrylic leveling agents. Among these, a polyester-based leveling agent having an ester bond and a polyether-based leveling agent having an ether bond are preferable because they easily interact with the carbon nanomaterial and have a higher dispersing function in water-alcohol.
ポリエステル系レベリング剤としては、ポリエステル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステルポリオール等が挙げられる。 Polyester-based leveling agents include polyester-modified acrylic group-containing polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, polyester polyol, and the like.
ポリエーテル系レベリング剤としては、セルロースエーテル;プルラン;ポリエチレングリコール:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン等のシリコーン変性ポリエーテル;ポリグリセリン;ポリエーテルポリオール、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ラウリルアルコールアルコキシレート等のアルキルエーテル誘導体、アルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。これらのレベリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of polyether-based leveling agents include cellulose ether; pullulan; polyethylene glycol; silicones such as polyether-modified polydimethylsiloxane, polyether-modified siloxane, polyether ester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, polyether-modified acrylic group-containing polydimethylsiloxane, etc. Modified polyethers; polyglycerin; polyether polyols, polyoxyethylene-polyoxypropylene condensates, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, alkyl ether derivatives such as lauryl alcohol alkoxylates, alkyl ether sulfates, and the like. These leveling agents may be used alone or in combination of two or more.
フッ素系レベリング剤としては、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロブタンスルホン酸、含フッ素基・親水性基・親油性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキル基・リン酸基含有リン酸エステル等が挙げられる。これらのレベリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of fluorine-based leveling agents include perfluoropolyether-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyester-modified polydimethylsiloxane, perfluorobutanesulfonic acid, fluorine-containing group/hydrophilic/lipophilic group-containing oligomers, and perfluoroalkyl group-containing carboxylic acids. acid salts, perfluoroalkyl group- and phosphoric acid group-containing phosphate esters, and the like. These leveling agents may be used alone or in combination of two or more.
シリコーン系レベリング剤としては、ポリシロキサン等の他、アミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の反応性基を導入した反応性ポリシロキサンの他、アルキル基、エステル基、アラルキル基、フェニル基、ポリエーテル基等の非反応性を導入した非反応性ポリシロキサン等が挙げられる。これらのレベリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of silicone-based leveling agents include polysiloxane, reactive polysiloxane into which reactive groups such as amino groups, epoxy groups, hydroxyl groups, and carboxyl groups have been introduced, alkyl groups, ester groups, aralkyl groups, and phenyl groups. , non-reactive polysiloxane into which non-reactive groups such as polyether groups are introduced. These leveling agents may be used alone or in combination of two or more.
アクリル系レベリング剤としては、シリコーンとアクリルからなるアクリル系共重合物等が挙げられる。これらのレベリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of acrylic leveling agents include acrylic copolymers composed of silicone and acrylic. These leveling agents may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、エステル結合を有するポリエステル系レベリング剤や、エーテル結合を有するポリエーテル系レベリング剤は、カーボンナノ材料と相互作用しやすく、水-アルコール中でナノカーボン材料を分散させる性能が高いために、より好ましい。カーボンナノ材料として、グラフェンを使用する際はポリエステル系レベリング剤が最も好ましく、カーボンナノチューブを使用する際は、ポリエーテル系レベリング剤が最も好ましい。 Among these, polyester-based leveling agents with ester bonds and polyether-based leveling agents with ether bonds are likely to interact with carbon nanomaterials and have high performance in dispersing nanocarbon materials in water-alcohol. , more preferred. As the carbon nanomaterial, a polyester-based leveling agent is most preferable when graphene is used, and a polyether-based leveling agent is most preferable when carbon nanotubes are used.
レベリング剤としては、分散剤と同じ物質を使用することもできるが、分散剤よりも低いHLB値を持つレベリング剤を使用することが好ましい。 As a leveling agent, the same substance as the dispersing agent can be used, but it is preferable to use a leveling agent having a lower HLB value than the dispersing agent.
レベリング剤の含有量は、特に限定されないが、コーティング組成物の固形分全体に対して0.01~40重量%であることが好ましく、0.1~20重量%であることがより好ましく、1~10重量%であることがさらに好ましい。レベリング剤の含有量が0.01重量%未満であると、分散安定性と基材塗布性が不十分になる傾向があり、一方、40重量%を超えると、膜強度に悪影響を与えたり、塗布ムラが生じる傾向がある。 The content of the leveling agent is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 40% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, based on the total solid content of the coating composition. More preferably ~10% by weight. When the content of the leveling agent is less than 0.01% by weight, the dispersion stability and substrate coatability tend to be insufficient, while when it exceeds 40% by weight, the film strength is adversely affected, There is a tendency for coating unevenness to occur.
有機溶剤は、コーティング組成物の基材に対する親和性を高める機能を有する。有機溶剤としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールエーテルアセテート類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン(o-、m-、あるいはp-キシレン)、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類:酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチル、オルト酢酸メチル、オルトギ酸エチル等のエステル類:N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、γ-ブチロラクトン、N-メチルピロリドン等のアミド化合物;トリメチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、カテコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、等のヒドロキシル基含有化合物;ジメチルスルホキシド等のスルホ基を有する化合物;ハロゲン類、イソホロン、プロピレンカーボネート、アセチルアセトン、アセトニトリル、水とこれらの有機溶剤との混合溶剤(含水有機溶剤)、2種以上の有機溶剤の混合溶剤等が挙げられる。カーボンナノ材料の分散安定性の点からは、水と有機溶剤との混合溶剤が好ましく、水とアルコール類との混合溶剤がより好ましく、水とメタノール、水とエタノール、水と2-プロパノールの組み合わせがさらに好ましい。また、塗布性向上のために、エチレングリコール類、プロピレングリコール類、アミド化合物等を添加することも有効である。 The organic solvent has the function of increasing the affinity of the coating composition for the substrate. The organic solvent is not particularly limited, and examples include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and 1-propanol; ethylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether. , diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and other glycol ethers; ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate and other glycol ether acetates; propylene glycol, dipropylene glycol, tri Propylene glycols such as propylene glycol; Propylene glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, and propylene glycol diethyl ether; Propylene glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether acetate Acetates; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, methyl-t-butyl ether, tetrahydrofuran; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; toluene, xylene (o-, m-, or p-xylene) , Hexane, heptane and other hydrocarbons: ethyl acetate, butyl acetate, ethyl acetoacetate, methyl orthoacetate, ethyl orthoformate and other esters: N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N- Amide compounds such as methylpyrrolidone; hydroxyls such as trimethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, catechol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, etc. Group-containing compounds; compounds having a sulfo group such as dimethylsulfoxide; halogens, isophorone, propylene carbonate, acetylacetone, acetonitrile, mixed solvents of water and these organic solvents (hydrous organic solvents), mixtures of two or more organic solvents A solvent etc. are mentioned. From the viewpoint of dispersion stability of carbon nanomaterials, a mixed solvent of water and an organic solvent is preferable, a mixed solvent of water and alcohols is more preferable, and a combination of water and methanol, water and ethanol, or water and 2-propanol. is more preferred. It is also effective to add ethylene glycols, propylene glycols, amide compounds and the like to improve coating properties.
有機溶剤は、コーティング組成物を用いて形成する積層体中には残留しないことが好ましい。なお、本明細書においては、コーティング組成物の全ての成分を完全に溶解させるもの(即ち、「溶剤」)と、不溶成分を分散させるもの(即ち、「分散媒」)とを特に区別せずに、いずれも「溶剤」と記載する。 The organic solvent preferably does not remain in the laminate formed using the coating composition. In the present specification, there is no particular distinction between a material that completely dissolves all components of the coating composition (i.e., "solvent") and a material that disperses insoluble components (i.e., "dispersion medium"). , both are described as "solvent".
(その他の成分)
コーティング組成物は、さらに、架橋剤、触媒、消泡剤、粘度調整剤、pH調整剤、発泡剤等を含有していてもよい。
(other ingredients)
The coating composition may further contain cross-linking agents, catalysts, antifoaming agents, viscosity modifiers, pH modifiers, foaming agents and the like.
架橋剤を配合することにより熱硬化性バインダー樹脂を架橋させることができ、帯電防止性能を向上できる。架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、メラミン系、ポリカルボジイミド系、ポリオキサゾリン系、ポリエポキシ系、ポリイソシアネート系、ポリアクリレート系等の架橋剤が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。コーティング組成物が架橋剤を含有する場合、その含有量は特に限定されないが、コーティング組成物中30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましい。 By adding a cross-linking agent, the thermosetting binder resin can be cross-linked and the antistatic performance can be improved. Examples of the cross-linking agent include, but are not limited to, melamine-based, polycarbodiimide-based, polyoxazoline-based, polyepoxy-based, polyisocyanate-based, and polyacrylate-based cross-linking agents. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. When the coating composition contains a cross-linking agent, its content is not particularly limited, but it is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less in the coating composition.
コーティング組成物が熱硬化性バインダー樹脂及び架橋剤を含有する場合、熱硬化性バインダー樹脂を架橋させるための触媒としては、特に限定されず、例えば、光重合開始剤や熱重合開始剤等が挙げられる。 When the coating composition contains a thermosetting binder resin and a cross-linking agent, the catalyst for cross-linking the thermosetting binder resin is not particularly limited, and examples thereof include photopolymerization initiators and thermal polymerization initiators. be done.
コーティング組成物に導電性高分子を配合させる場合、水溶性酸化防止剤を配合することにより、帯電防止層の耐熱性、耐湿熱性を向上させることができる。水溶性酸化防止剤としては、特に限定されず、還元性の水溶性酸化防止剤、非還元性の水溶性酸化防止剤等が挙げられる。 When a conductive polymer is blended into the coating composition, the heat resistance and moist heat resistance of the antistatic layer can be improved by blending a water-soluble antioxidant. The water-soluble antioxidant is not particularly limited, and includes reducing water-soluble antioxidants, non-reducing water-soluble antioxidants, and the like.
コーティング組成物に水溶性酸化防止剤を配合する場合、水溶性酸化防止剤の配合量は導電性高分子の固形分100重量部に対して、0.001~1000重量部が好ましく、0.05~500重量部がより好ましく、0.1~300重量部がさらに好ましい。 When a water-soluble antioxidant is blended in the coating composition, the blending amount of the water-soluble antioxidant is preferably 0.001 to 1000 parts by weight, preferably 0.05, per 100 parts by weight of the solid content of the conductive polymer. ~500 parts by weight is more preferred, and 0.1 to 300 parts by weight is even more preferred.
(4)積層体
コーティング組成物を基材の少なくとも一つの面上に塗布することにより、コーティング塗膜を有する積層体を得ることができる。コーティング組成物は基材に直接塗布して形成してもよいし、プライマー層等の別の層を予め基材上に設けた後で、当該層の上に塗布して形成してもよい。
(4) A laminate having a coating film can be obtained by applying the laminate coating composition onto at least one surface of a substrate. The coating composition may be formed by applying it directly to the base material, or may be formed by applying another layer such as a primer layer on the base material in advance and then coating it on the layer.
基材の材質としては、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリサルホン(PSF)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂等が挙げられる。これらの材質は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the material of the substrate include glass, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polyester resins such as modified polyester, polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, polystyrene resin, cyclic olefin resin, and the like. Polyolefin resins, vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resins, polysulfone (PSF) resins, polyether sulfone (PES) resins, polycarbonate (PC) resins, polyamide resins, Polyimide resins, acrylic resins, triacetyl cellulose (TAC) resins, and the like are included. These materials may be used alone or in combination of two or more.
基材の厚みは、特に限定されないが、10~10000μmであることが好ましく、25~5000μmであることがより好ましい。また、透明性の観点から、基材フィルムの全光線透過率は、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。 The thickness of the substrate is not particularly limited, but preferably 10 to 10000 μm, more preferably 25 to 5000 μm. From the viewpoint of transparency, the total light transmittance of the base film is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more.
コーティング塗膜は、コーティング組成物を基材の少なくとも一つの面上に塗布した後、加熱処理することにより得ることができる。コーティング組成物を基材の少なくとも1面に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、スリットコート法、凸版(活版)印刷法、孔版(スクリーン)印刷法、平版(オフセット)印刷法、凹版(グラビア)印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法、タンポ印刷法等を用いることができる。 A coating film can be obtained by applying a coating composition onto at least one surface of a substrate and then heat-treating it. The method of applying the coating composition to at least one surface of the substrate is not particularly limited, and known methods can be used, such as roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, and casting. , die coating method, blade coating method, bar coating method, gravure coating method, curtain coating method, spray coating method, doctor coating method, slit coating method, relief (letterpress) printing method, stencil (screen) printing method, lithography (offset) A printing method, an intaglio (gravure) printing method, a spray printing method, an inkjet printing method, a tampo printing method, or the like can be used.
コーティング組成物を基材の少なくとも一つの面上に塗布する前に、必要に応じて、あらかじめ基材の表面に表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、イトロ処理、火炎処理等が挙げられる。 Before applying the coating composition onto at least one surface of the substrate, the surface of the substrate may be subjected to a surface treatment in advance, if desired. Examples of surface treatment include corona treatment, plasma treatment, itro treatment, and flame treatment.
コーティング塗膜を形成する際の加熱処理は、特に限定されず公知の方法により行えば良く、例えば、送風オーブン、赤外線オーブン、真空オーブン等を用いて行えばよい。コーティング組成物が溶剤を含有する場合、溶剤は、加熱処理により除去される。 The heat treatment for forming the coating film is not particularly limited and may be performed by a known method, for example, using a blower oven, an infrared oven, a vacuum oven, or the like. If the coating composition contains a solvent, the solvent is removed by heat treatment.
コーティング塗膜を形成する際の加熱処理の温度条件は、特に限定されないが、150℃以下であることが好ましく、50~140℃であることがより好ましく、60~130℃であることがさらに好ましい。加熱処理の温度が150℃を超えると、用いる基材の材質が限定され、例えば、PETフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム等の一般に透明電極フィルムに用いられる基材を用いることが出来なくなる。加熱処理の処理時間は、特に限定されないが、0.1~60分間であることが好ましく、0.5~30分間であることがより好ましい。 The temperature condition of the heat treatment when forming the coating film is not particularly limited, but it is preferably 150°C or less, more preferably 50 to 140°C, and even more preferably 60 to 130°C. . If the heat treatment temperature exceeds 150° C., the material of the base material to be used is limited, and for example, the base material generally used for transparent electrode films such as PET film, polycarbonate film, and acrylic film cannot be used. The treatment time of the heat treatment is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 60 minutes, more preferably 0.5 to 30 minutes.
コーティング塗膜の厚みは、特に限定されないが、1~2000nmであることが好ましく、2~1500nmであることがより好ましく、5~1000nmであることがさらに好ましい。 Although the thickness of the coating film is not particularly limited, it is preferably 1 to 2000 nm, more preferably 2 to 1500 nm, even more preferably 5 to 1000 nm.
コーティング塗膜の表面抵抗率は、特に限定されないが、102~1012Ω/□であることが好ましく、103~1011Ω/□であることがより好ましく、104~1010Ω/□であることがさらに好ましい。 The surface resistivity of the coating film is not particularly limited, but is preferably 10 2 to 10 12 Ω/square, more preferably 10 3 to 10 11 Ω/square, and 10 4 to 10 10 Ω/square. □ is more preferable.
コーティング塗膜の屈折率は、特に限定されないが、1.4~1.7であることが好ましく、1.4~1.6であることがより好ましい。 Although the refractive index of the coating film is not particularly limited, it is preferably 1.4 to 1.7, more preferably 1.4 to 1.6.
積層体のヘイズ(Haze)値は、特に限定されないが、5.0%以下であることが好ましく、3.0%以下であることがより好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。ヘイズ値が5.0%を超えると、積層体の透明性が悪化することがある。なお、ヘイズ値は小さければ小さいほど好ましいため、その下限は特に限定されないが、例えば0.01%である。ヘイズ値はJIS K 7136に準拠して測定することができる。 The haze value of the laminate is not particularly limited, but is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and even more preferably 1.0% or less. If the haze value exceeds 5.0%, the transparency of the laminate may deteriorate. Since the haze value is preferably as small as possible, the lower limit is not particularly limited, but is, for example, 0.01%. A haze value can be measured based on JISK7136.
積層体の全光線透過率は、特に限定されないが、85%以上であることが好ましく、87%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。全光線透過率が85%未満であると、透明性が不十分(外観不良)となることがある。なお、全光線透過率の上限は100%である。全光線透過率はJIS K 7136に準拠して測定することができる。 Although the total light transmittance of the laminate is not particularly limited, it is preferably 85% or more, more preferably 87% or more, and even more preferably 90% or more. If the total light transmittance is less than 85%, the transparency may be insufficient (defective appearance). In addition, the upper limit of the total light transmittance is 100%. The total light transmittance can be measured according to JIS K7136.
本発明の積層体は、高透明性と高導電性の双方が求められる導電膜としての用途に好適に使用することができる。このような用途として、例えば、半導体、電子部品などの包装材料、表面保護フィルム、偏光板用途、電子写真記録材料、磁気記録材料や、透明タッチパネルやエレクトロルミネッセンスディスプレイ、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いられる透明導電性フィルム、帯電防止フィルム、マスキングテープ、再剥離型ラベル等が挙げられる。 The laminate of the present invention can be suitably used as a conductive film that requires both high transparency and high conductivity. Such applications include packaging materials for semiconductors and electronic components, surface protective films, polarizing plate applications, electrophotographic recording materials, magnetic recording materials, transparent touch panels, electroluminescence displays, and flat panel displays such as liquid crystal displays. Transparent conductive films, antistatic films, masking tapes, removable labels, and the like, which are used, may be mentioned.
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。以下、「%」は特記ない限り「重量%」を意味する。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Hereinafter, "%" means "% by weight" unless otherwise specified.
(1)使用材料
(1-1)基材フィルム
・PETフィルム(東レ株式会社製、ルミラーT60)
(1) Materials used (1-1) Base film/PET film (manufactured by Toray Industries, Inc., Lumirror T60)
(1-2)カーボンナノ材料
・カーボンナノチューブ(ゼオンナノテクノロジー株式会社製、ZEONANO SG101、平均長さ300μm、直径約4nm)
(1-2) Carbon nanomaterials/carbon nanotubes (Zeon Nano Technology Co., Ltd., ZEONANO SG101, average length 300 μm, diameter about 4 nm)
(1-3)分散剤
・非イオン性分散剤(BASF社製、Pluronic F108、HLB:24以上)
・非イオン性分散剤(クラリアント社製、品名:Genapol PF 80、HLB:19)
・高分子系分散剤(日本触媒社製、品名:ポリビニルピロリドンK-30、HLB:15)
(1-3) dispersant/nonionic dispersant (manufactured by BASF, Pluronic F108, HLB: 24 or higher)
- Nonionic dispersant (manufactured by Clariant, product name: Genapol PF 80, HLB: 19)
・ Polymeric dispersant (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., product name: polyvinylpyrrolidone K-30, HLB: 15)
(1-4)レベリング剤
・ポリエーテル系レベリング剤(三洋化成工業株式会社製、品名:エマルミン240、HLB:16)
(1-4) Leveling agent/polyether leveling agent (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: Emalmin 240, HLB: 16)
(1-5)バインダー樹脂
・アクリル樹脂(東亞合成株式会社製、ジュリマーFC-80、固形分率30%)
(1-5) Binder resin / acrylic resin (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Jurimer FC-80, solid content 30%)
(2)評価方法
(2-1)透明導電塗料の全光線透過率
透明導電塗料を、50重量%の2-プロパノール水溶液を用い、重量比で50倍に希釈後、希釈液を石英ガラス製測定セル(光路長10mm、光路幅30mm)に入れ、ヘイズコンピュータ(スガ試験機社製、HZ-2)に入れて全光線透過率を測定した。なお、50重量%の2-プロパノール水溶液の全光線透過率を基準とした。
(2) Evaluation method (2-1) Total light transmittance of transparent conductive paint A transparent conductive paint is diluted 50 times by weight with a 50% by weight 2-propanol aqueous solution, and then the diluted solution is measured using quartz glass. It was placed in a cell (optical path length: 10 mm, optical path width: 30 mm) and placed in a haze computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., HZ-2) to measure the total light transmittance. The total light transmittance of a 50% by weight 2-propanol aqueous solution was used as a reference.
(2-2)透明導電塗料の粘度
透明導電塗料を恒温槽において25℃で30分静置後、B型粘度計(B型粘度計BM:東機産業製)により粘度を測定した。
(2-2) Viscosity of Transparent Conductive Paint The transparent conductive paint was allowed to stand at 25° C. in a constant temperature bath for 30 minutes, and then measured for viscosity with a Brookfield viscometer (Brookfield viscometer BM: manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
(2-3)コーティング塗膜の表面抵抗率
コーティング塗膜の製膜直後の表面抵抗率を、表面抵抗率と装置の測定可能レンジに応じて、下記の方法から選択し、評価した。
表面抵抗率が1.0×106(Ω/□)未満の場合:三菱化学株式会社製ロレスタGP MCP-T600のESPプローブを用いて10Vの印加電圧にて測定した。
表面抵抗率が1.0×106(Ω/□)~1.0×108(Ω/□)の場合:三菱化学株式会社製ハイレスタUP(MCP-HT450型)のUAプローブを用いて10Vの印加電圧にて測定した。
表面抵抗率が1.0×108(Ω/□)を超える場合:三菱化学株式会社製ハイレスタUP(MCP-HT450型)のUAプローブを用いて250Vの印加電圧にて測定した。
(2-3) Surface resistivity of coating film The surface resistivity of the coating film immediately after film formation was selected and evaluated from the following methods according to the surface resistivity and the measurable range of the apparatus.
When the surface resistivity is less than 1.0×10 6 (Ω/□): Measured at an applied voltage of 10 V using an ESP probe Loresta GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
When the surface resistivity is 1.0×10 6 (Ω/□) to 1.0×10 8 (Ω/□): 10 V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was measured at an applied voltage of
When the surface resistivity exceeds 1.0×10 8 (Ω/□): Measured at an applied voltage of 250 V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
(2-4)積層体の全光線透過率およびヘイズ
積層体の製造直後の全光線透過率およびヘイズを、JIS K7136に従い、ヘイズコンピュータ(スガ試験機社製、HZ-2)を用いて測定した。
(2-4) Total light transmittance and haze of the laminate The total light transmittance and haze of the laminate immediately after production were measured according to JIS K7136 using a haze computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., HZ-2). .
(3)透明導電塗料の作製
(実施例1)
カーボンナノチューブ、非イオン性分散剤(BASF社製、品名:Pluronic F108、HLB:24以上)、エタノール、純水を表1に記載の重量部となるようにガラスビーカー内で混合した。なお、表1においてカーボンナノチューブの配合量は固形分を表す。この混合物を、超音波処理により分散した。分散は、超音波処理を行いながら表2に記載する分散温度で保温し、表2に記載する分散中断温度まで冷却し5分間保温した。その後、分散温度での保温、分散中断温度までの冷却、及び分散中断温度での保温を同じ条件で、合計回数が表2に記載した回数となるまで繰り返し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理はバッチ式超音波ホモジナイザー(hielscher社製、製品名「HP50H」)を用いて、出力50W、周波数30kHzで60分間行った。
(3) Preparation of transparent conductive paint (Example 1)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant (manufactured by BASF, product name: Pluronic F108, HLB: 24 or more), ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so as to obtain the parts by weight shown in Table 1. In addition, in Table 1, the compounding amount of the carbon nanotubes represents the solid content. This mixture was dispersed by sonication. The dispersion was maintained at the dispersion temperature shown in Table 2 while being ultrasonically treated, cooled to the dispersion interruption temperature shown in Table 2, and held at the temperature for 5 minutes. After that, heat retention at the dispersion temperature, cooling to the dispersion interruption temperature, and heat retention at the dispersion interruption temperature were repeated under the same conditions until the total number of times was as shown in Table 2. A conductive paint was obtained. Ultrasonic treatment was performed for 60 minutes at an output of 50 W and a frequency of 30 kHz using a batch-type ultrasonic homogenizer (manufactured by hielscher, product name "HP50H").
(実施例2)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、非イオン性分散剤、エタノール、純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理は、温度変化を表2に記載の条件で行い、循環方式の超音波処理方法(hielscher社製、製品名「UIP2000hd」、出力2000W、周波数20kHz)を表2に記載の条件で2時間行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Example 2)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant, ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so that the weight parts shown in Table 1 were obtained, and the mixture was dispersed by ultrasonic treatment to obtain a solid content of 1.1%. A transparent conductive paint was obtained. Ultrasonic treatment is performed under the conditions shown in Table 2 with temperature change, and a circulation type ultrasonic treatment method (manufactured by hielscher, product name "UIP2000hd", output 2000 W, frequency 20 kHz) is applied under the conditions shown in Table 2. The procedure was the same as in Example 1, except that it was carried out for a period of time.
(実施例3)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、非イオン性分散剤、エタノール、純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理は、温度変化を表2に記載の条件で行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Example 3)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant, ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so that the weight parts shown in Table 1 were obtained, and the mixture was dispersed by ultrasonic treatment to obtain a solid content of 1.1%. A transparent conductive paint was obtained. The ultrasonic treatment was performed in the same procedure as in Example 1, except that the temperature was changed under the conditions shown in Table 2.
(実施例4)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、非イオン性分散剤、アクリル樹脂、エタノール、純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理は、温度変化を表2に記載の条件で行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Example 4)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant, an acrylic resin, ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so that the parts by weight shown in Table 1 were obtained, and the mixture was dispersed by ultrasonic treatment to obtain a solid content of 1.5. A 1% transparent conductive coating was obtained. The ultrasonic treatment was performed in the same procedure as in Example 1, except that the temperature was changed under the conditions shown in Table 2.
(実施例5)
実施例1と同じ組成および条件で透明導電塗料を製造した。
(Example 5)
A transparent conductive paint was produced using the same composition and conditions as in Example 1.
(実施例6)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、非イオン性分散剤(クラリアント社製、品名:Genapol PF 80、HLB:19)、純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理は、温度変化を表2に記載の条件で行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Example 6)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant (manufactured by Clariant, product name: Genapol PF 80, HLB: 19) and pure water are mixed in a glass beaker so that the weight parts shown in Table 1 are obtained, and the mixture is subjected to ultrasonic waves. Dispersed by the treatment to obtain a transparent conductive paint with a solid content of 1.1%. The ultrasonic treatment was performed in the same procedure as in Example 1, except that the temperature was changed under the conditions shown in Table 2.
(実施例7)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、高分子系分散剤、エタノール、及び純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。超音波処理は、温度変化を表2に記載の条件で行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Example 7)
Carbon nanotubes, polymer-based dispersant, ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so that the weight parts shown in Table 1 were obtained, and the mixture was dispersed by ultrasonic treatment to obtain a solid content of 1.1%. A transparent conductive paint was obtained. The ultrasonic treatment was performed in the same procedure as in Example 1, except that the temperature was changed under the conditions shown in Table 2.
(比較例1~4)
表1に記載の重量部となるようにカーボンナノチューブ、非イオン性分散剤、エタノール、純水をガラスビーカー内で混合し、この混合物を超音波処理により分散し、固形分率1.1%の透明導電塗料を得た。比較例1では温度変化を表2に記載の条件で行い、分散温度で保温する際の超音波処理として、循環方式の超音波処理方法(hielscher社製、製品名「UIP2000hd」、出力2000W、周波数20kHz)を表2記載の条件で2時間行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。比較例2~4では温度変化を表2に記載の条件で行った以外は、実施例1と同じ手順で行った。
(Comparative Examples 1 to 4)
Carbon nanotubes, a nonionic dispersant, ethanol, and pure water were mixed in a glass beaker so that the weight parts shown in Table 1 were obtained, and the mixture was dispersed by ultrasonic treatment to obtain a solid content of 1.1%. A transparent conductive paint was obtained. In Comparative Example 1, the temperature change was performed under the conditions shown in Table 2, and as the ultrasonic treatment for heat retention at the dispersion temperature, a circulation ultrasonic treatment method (manufactured by hielscher, product name “UIP2000hd”, output 2000 W, frequency 20 kHz) under the conditions shown in Table 2 for 2 hours. Comparative Examples 2 to 4 were carried out in the same procedure as in Example 1, except that the temperature change was carried out under the conditions shown in Table 2.
(4)透明導電塗料の評価
得られた透明導電塗料の外観を目視観察し、カーボンナノチューブの分散性を以下の基準で判断した。その結果を表2に示す。
恒温槽中で25℃で24時間静置後、凝集物を認めなかった:○
恒温槽中で25℃で24時間静置後、凝集物を認めた:×
また、上述した方法により透明導電塗料の全光線透過率、粘度を測定した。その結果を表2に示す。
(4) Evaluation of Transparent Conductive Coating The appearance of the obtained transparent conductive coating was visually observed, and the dispersibility of carbon nanotubes was judged according to the following criteria. Table 2 shows the results.
After standing at 25 ° C. for 24 hours in a constant temperature bath, no aggregates were observed: ○
After standing at 25 ° C. for 24 hours in a constant temperature bath, aggregates were observed: ×
Further, the total light transmittance and viscosity of the transparent conductive paint were measured by the methods described above. Table 2 shows the results.
(5)コーティング組成物および積層体の作製
実施例1~4、6~7および比較例1~4は、透明導電塗料をそのままコーティング組成物として使用した。実施例5は、実施例1と同じ組成および条件で作製した透明導電塗料2.7重量部(固形分率1.1%)に、レベリング剤0.01重量部、およびアクリル樹脂(東亞合成株式会社製、ジュリマーFC-80、固形分率30%)0.5重量部を混合し、コーティング組成物を作製した。
(5) Production of Coating Composition and Laminate In Examples 1 to 4, 6 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the transparent conductive paint was used as it was as the coating composition. In Example 5, 0.01 part by weight of a leveling agent and acrylic resin (Toagosei Co., Ltd. A coating composition was prepared by mixing 0.5 parts by weight of Jurimer FC-80 (solid content: 30%, manufactured by the company).
コーティング組成物を基材フィルムの片面にバーコート法にて塗布し、送風乾燥機を用いて120℃で2分間乾燥させることによりコーティング塗膜を形成し、積層体を得た。コーティング塗膜の膜厚は、コーティング組成物の固形分と、バーコータの番手を適宜選択することにより、約40nmに調整した。 The coating composition was applied to one side of the substrate film by a bar coating method and dried at 120° C. for 2 minutes using a blower dryer to form a coating film, thereby obtaining a laminate. The film thickness of the coating film was adjusted to about 40 nm by appropriately selecting the solid content of the coating composition and the count of the bar coater.
得られた積層体について、上述した方法により表面抵抗率、全光線透過率、及びヘイズを測定した。結果を表2に示す。 Surface resistivity, total light transmittance, and haze of the obtained laminate were measured by the methods described above. Table 2 shows the results.
表2に示すように、実施例1~7の透明導電塗料は、製造直後の分散性の外観が良好であり、透明導電塗料の全光線透過率がいずれも20%以下であり、カーボンナノ材料が高度に分散していることを示していた。また、実施例1~7の積層体は、カーボンナノ材料が高度に分散した透明導電塗料を用いて作製されているため、表面抵抗が低く、全光線透過率・ヘイズの測定値から透明度が高いことが確認された。実施例4は透明導電塗料中にバインダーを配合し、実施例5はコーティング組成物中にバインダーを配合したが、いずれも、カーボンナノ材料が高度に分散していた。 As shown in Table 2, the transparent conductive paints of Examples 1 to 7 had good dispersibility appearance immediately after production, all of the transparent conductive paints had a total light transmittance of 20% or less, and a carbon nanomaterial. was highly dispersed. In addition, since the laminates of Examples 1 to 7 are produced using a transparent conductive paint in which carbon nanomaterials are highly dispersed, the surface resistance is low, and the total light transmittance and haze measurement values show high transparency. was confirmed. In Example 4, the binder was blended in the transparent conductive paint, and in Example 5, the binder was blended in the coating composition. In both cases, the carbon nanomaterials were highly dispersed.
比較例1~4では透明導電塗料におけるカーボンナノ材料の分散性が低く、カーボンナノ材料が凝集した凝集物が沈降してしまうため、透明導電塗料の全光線透過率がいずれも20%以上となった。また、バーコータでの塗布時、カーボンナノ材料が凝集した凝集物がバーコータの溝にかきとられ、十分な量のカーボンナノ材料がコーティング塗膜に残らず、その結果、表面抵抗率が高かった。これは、比較例1では分散中断温度での保温を行なわず、比較例2では分散温度が高すぎ、比較例3では分散中断温度が高すぎたため、カーボンナノ材料が切断や破壊を受け、その結果、新たな活性面が生じてさらに凝集しやすくなったと推測される。また、比較例4では分散・分散中断回数が十分でなかったため、そもそもカーボンナノ材料が十分に分散しなかったと推測される。
In Comparative Examples 1 to 4, the dispersibility of the carbon nanomaterial in the transparent conductive paint was low, and aggregates of the carbon nanomaterial settled down, so that the total light transmittance of the transparent conductive paint was 20% or more. rice field. Also, during coating with a bar coater, agglomerates of carbon nanomaterials were scraped off by the grooves of the bar coater, and a sufficient amount of carbon nanomaterials did not remain in the coating film, resulting in high surface resistivity. This is because, in Comparative Example 1, the temperature was not maintained at the dispersion interruption temperature, the dispersion temperature was too high in Comparative Example 2, and the dispersion interruption temperature was too high in Comparative Example 3, so that the carbon nanomaterial was cut or destroyed. As a result, it is presumed that a new active surface was generated to facilitate aggregation. Further, in Comparative Example 4, the dispersion and the number of suspensions of dispersion were not sufficient, so it is presumed that the carbon nanomaterial was not sufficiently dispersed in the first place.
Claims (6)
(1)(a)カーボンナノチューブ、
(b)非イオン性分散剤、または高分子系分散剤、および
(c)水、または、水と水混和性有機溶媒との混合溶媒
の混合物を得る工程、
(2)前記混合物を70℃以下の分散温度から、分散温度より10℃以上低い40℃以下の分散中断温度に冷却する工程、及び
(3)前記工程(2)をさらに3回以上行う工程
を含む、透明導電塗料の製造方法。 The following steps (1) to (3):
(1) (a) carbon nanotubes,
(b) a nonionic dispersant or polymeric dispersant, and
(c) water or a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent
obtaining a mixture of
(2) cooling the mixture from a dispersion temperature of 70° C. or less to a dispersion interrupting temperature of 40° C. or less, which is 10° C. or more lower than the dispersion temperature; and (3) performing the step (2) three times or more. A method for producing a transparent conductive coating, comprising:
(b)非イオン性分散剤、または高分子系分散剤、および
(c)水、または、水と水混和性有機溶媒との混合溶媒
を含む透明導電塗料であって、
50%の2-プロパノール水溶液で重量比で50倍希釈を行った後の全光線透過率が20%以下である、透明導電塗料。 (a) carbon nanotubes ;
(b) a nonionic dispersant or polymeric dispersant, and
(c) water or a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent
A transparent conductive paint comprising
A transparent conductive paint having a total light transmittance of 20% or less after being diluted 50 times by weight with a 50% aqueous solution of 2-propanol.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018081716 | 2018-04-20 | ||
JP2018081716 | 2018-04-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019189858A JP2019189858A (en) | 2019-10-31 |
JP7311298B2 true JP7311298B2 (en) | 2023-07-19 |
Family
ID=68387605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019073539A Active JP7311298B2 (en) | 2018-04-20 | 2019-04-08 | Transparent conductive paint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7311298B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7393516B2 (en) * | 2020-02-28 | 2023-12-06 | 三井化学株式会社 | Antistatic agent composition and anisotropic conductive sheet using the same |
CN112309609B (en) * | 2020-10-10 | 2021-06-04 | 山东华冠智能卡有限公司 | Water-based graphene conductive paste, preparation method thereof and RFID label |
CN115678362A (en) * | 2022-08-30 | 2023-02-03 | 江苏江南烯元石墨烯科技有限公司 | Transparent antistatic coating of single-walled carbon nanotube and preparation method thereof |
WO2024053473A1 (en) * | 2022-09-09 | 2024-03-14 | 楠本化成株式会社 | Carbon nanotube dispersion and electrically conductive material using same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011241256A (en) | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Composition for electroconductive coating, film-forming composition, and structure |
WO2017060497A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Cambridge Enterprise Limited | Layered materials and methods for their processing |
-
2019
- 2019-04-08 JP JP2019073539A patent/JP7311298B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011241256A (en) | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Composition for electroconductive coating, film-forming composition, and structure |
WO2017060497A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Cambridge Enterprise Limited | Layered materials and methods for their processing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019189858A (en) | 2019-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7311298B2 (en) | Transparent conductive paint | |
JP7412087B2 (en) | coating composition | |
JP7391530B2 (en) | transparent laminate | |
EP2594613A2 (en) | Conductive coating composition and method for manufacturing a conductive layer using same | |
JP5812311B1 (en) | Transparent conductor, liquid crystal display device, and method of manufacturing transparent conductor | |
JP2013544904A (en) | Novel composition for conductive transparent film | |
JP2007262318A (en) | Adhesive film and image display device | |
JP2016132679A (en) | Conductive layer forming composition, conductive laminate, electromagnetic wave shield member and method for producing conductive laminate having three-dimensional shape | |
JP6626709B2 (en) | ITO conductive film and paint for forming the ITO conductive film | |
Kim et al. | Boosting up the electrical performance of low-grade PEDOT: PSS by optimizing non-ionic surfactants | |
JP2015176668A (en) | Repair composition for transparent conductive film and transparent conductive film | |
KR101899083B1 (en) | Semiconductor ink composition containing single-wall carbon nanotubes and method of manufacturing thin film transistor using the same | |
JP7237555B2 (en) | laminate | |
JP6747545B1 (en) | Laminate | |
JP7378952B2 (en) | Optical laminate having transparent conductive film and coating composition | |
JP7359588B2 (en) | Transparent conductive laminate and method for producing transparent conductive laminate | |
KR20200123389A (en) | Laminate | |
TW202018737A (en) | Transparent electro-conductive laminate and manufacturing method thereof | |
JP7391529B2 (en) | transparent laminate | |
JP2015225760A (en) | Transparent electrode, production method of transparent electrode and touch panel | |
JP6750180B1 (en) | Laminate | |
WO2024195473A1 (en) | Conductive composition | |
JP7282511B2 (en) | laminate | |
JP2024073114A (en) | Conductive composition | |
JP2020021700A (en) | Transparent conductive laminate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230320 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230620 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230706 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7311298 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |