JP7359588B2 - Transparent conductive laminate and method for producing transparent conductive laminate - Google Patents

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Description

本発明は、透明導電積層体及び透明導電積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a transparent conductive laminate and a method for manufacturing the transparent conductive laminate.

カーボン材料は、導電性や熱伝導性に優れることに加え、高い化学的安定性を示すことが知られており、光学用途等の分野で優れた導電材料として期待されている。しかしながら、カーボン材料は、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。カーボン材料が凝集した状態では導電性や透明性といった特性を十分に発揮できないため、導電塗料において、カーボン材料の分散性を高めることが求められる。カーボン材料の分散性を高めるために、例えば、超音波による分散処理を行うことが知られている。 Carbon materials are known to exhibit high chemical stability in addition to excellent electrical conductivity and thermal conductivity, and are expected to be excellent conductive materials in fields such as optical applications. However, since carbon materials have a large aspect ratio and a coordinately unsaturated structure, they have strong intermolecular interactions and tend to aggregate. Since carbon materials cannot exhibit sufficient characteristics such as conductivity and transparency in an aggregated state, it is required to improve the dispersibility of carbon materials in conductive paints. In order to improve the dispersibility of carbon materials, it is known to perform dispersion treatment using, for example, ultrasonic waves.

しかし、上記のような分散処理においても、近年の高透明化の市場要求には不十分であった。現在、この高透明化の要求に対して、カーボン材料を還元処理して高導電化する方法(特許文献1)や導電性の高いカーボンナノ材料のみを分離して使用する方法(特許文献2)が提案されているが、いずれも特殊な設備や工程が必要となり、その商業生産には未だ課題が残っている。 However, even the above-mentioned dispersion treatment has not been sufficient to meet the recent market demand for high transparency. Currently, in response to this demand for high transparency, there are methods for reducing carbon materials to make them highly conductive (Patent Document 1) and methods for separating and using only highly conductive carbon nanomaterials (Patent Document 2). have been proposed, but each requires special equipment and processes, and there are still challenges in commercial production.

特開2016-60646号公報JP2016-60646A 特許第6237967号公報Patent No. 6237967

本発明は、高い導電性と透明性を有する透明導電積層体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 laminate having high conductivity and transparency.

本発明者らは、特定の大きさを有するカーボン材料(本明細書では、後述のとおり、カーボン材料を含む凝集物の場合も含む)の単位面積あたりの個数が導電性や透明性に大きく影響していることを突き止め、基材上に、カーボン材料を含み、表面抵抗率が1×10~1×1011Ω/sqである導電層を有する透明導電積層体であって、長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料が10個/cm以下であることを特徴とする透明導電積層体であれば、高い導電性と透明性とが得られるとの知見を新たに見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have discovered that the number of carbon materials (in this specification, including aggregates containing carbon materials as described later) per unit area has a large influence on conductivity and transparency. A transparent conductive laminate having a conductive layer on a base material containing a carbon material and having a surface resistivity of 1×10 2 to 1×10 11 Ω/sq, the major axis of which is 10 μm. A new discovery has been made that a transparent conductive laminate characterized by having carbon materials with a width of 2 μm or more and a short diameter of 10 pieces/cm 2 or less can have high conductivity and transparency. , completed the present invention.

即ち、本発明は以下に関する:
[1]基材上に、カーボン材料を含み、表面抵抗率が1×10~1×1011Ω/sqである導電層を有する透明導電積層体であって、
長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下であることを特徴とする透明導電積層体。
[2]ヘイズ値が3%以下である、[1]の透明導電積層体。
[3]カーボン材料がグラフェン、フラーレン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1つである、[1]又は[2]の透明導電積層体。
[4]導電層におけるカーボン材料の含有量が50mg/m以下である、[1]~[3]のいずれかの透明導電積層体。
[5][1]~[4]のいずれかの透明導電積層体における導電層を形成するための導電塗料。
[6][1]~[4]のいずれかの透明導電積層体を含む表示デバイス。
[7][1]~[4]のいずれかの透明導電積層体を含む調光デバイス。
[8]基材上に、カーボン材料を含む導電塗料により導電層を形成する工程を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の透明導電積層体の製造方法。
[9]導電層を形成する工程の前に、カーボン材料を含む導電塗料を孔径が1~20μmのフィルターを用いて濾過する工程を含む、[8]に記載の透明導電積層体の製造方法。
[10]フィルターの材質がポリオレフィンである、[9]に記載の透明導電積層体の製造方法。
[11]カーボン材料を含む導電塗料の製造方法であって、
基材上に、カーボン材料の含有量が50mg/mとなるように前記導電塗料を塗布して導電層を形成した際に、導電層が以下の条件(a)~(c):
(a)表面抵抗率が10~1011Ω/sqである;
(b)ヘイズ値が3%以下である;及び
(c)長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下である
を満たす導電塗料の製造方法。
[12]カーボン材料がグラフェン、フラーレン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1つである、[11]に記載の導電塗料の製造方法。
[13]導電塗料を孔径が1~20μmのフィルターを用いて濾過する工程を含む、[11]又は[12]に記載の導電塗料の製造方法。
[14]フィルターの材質がポリオレフィンである、[13]に記載の導電塗料の製造方法。
[15]カーボン材料を表面抵抗率の極小点を超えて分散処理する工程を含む、[11]~[14]のいずれかに記載の導電塗料の製造方法。
That is, the present invention relates to:
[1] A transparent conductive laminate having, on a base material, a conductive layer containing a carbon material and having a surface resistivity of 1×10 2 to 1× 10 Ω/sq,
A transparent conductive laminate characterized in that the content of carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less.
[2] The transparent conductive laminate of [1], which has a haze value of 3% or less.
[3] The transparent conductive laminate of [1] or [2], wherein the carbon material is at least one selected from the group consisting of graphene, fullerene, and carbon nanotubes.
[4] The transparent conductive laminate according to any one of [1] to [3], wherein the content of carbon material in the conductive layer is 50 mg/m 2 or less.
[5] A conductive paint for forming a conductive layer in the transparent conductive laminate according to any one of [1] to [4].
[6] A display device comprising the transparent conductive laminate according to any one of [1] to [4].
[7] A light control device comprising the transparent conductive laminate according to any one of [1] to [4].
[8] The method for producing a transparent conductive laminate according to any one of [1] to [4], which includes a step of forming a conductive layer on the base material using a conductive paint containing a carbon material.
[9] The method for producing a transparent conductive laminate according to [8], which includes a step of filtering the conductive paint containing a carbon material using a filter with a pore size of 1 to 20 μm before the step of forming the conductive layer.
[10] The method for producing a transparent conductive laminate according to [9], wherein the material of the filter is polyolefin.
[11] A method for producing a conductive paint containing a carbon material, comprising:
When a conductive layer is formed by coating the conductive paint on the base material so that the carbon material content is 50 mg/m 2 , the conductive layer meets the following conditions (a) to (c):
(a) Surface resistivity is 10 2 to 10 11 Ω/sq;
(b) The haze value is 3% or less; and (c) The content of carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less.
[12] The method for producing a conductive paint according to [11], wherein the carbon material is at least one selected from the group consisting of graphene, fullerene, and carbon nanotubes.
[13] The method for producing a conductive paint according to [11] or [12], which includes the step of filtering the conductive paint using a filter with a pore size of 1 to 20 μm.
[14] The method for producing a conductive paint according to [13], wherein the material of the filter is polyolefin.
[15] The method for producing a conductive paint according to any one of [11] to [14], which includes a step of dispersing the carbon material beyond the minimum point of surface resistivity.

本発明により、高い導電性と透明性を有する透明導電積層体を得ることができる。 According to the present invention, a transparent conductive laminate having high conductivity and transparency can be obtained.

<<透明導電積層体>>
まず、本発明の透明導電積層体について説明する。
本発明の透明導電積層体は、基材上に、カーボン材料を含み、表面抵抗率が1×10~1×1011Ω/sqである導電層を有し、長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下であることを特徴とする。
<<Transparent conductive laminate>>
First, the transparent conductive laminate of the present invention will be explained.
The transparent conductive laminate of the present invention has, on a base material, a conductive layer containing a carbon material and having a surface resistivity of 1×10 2 to 1×10 11 Ω/sq, and has a major axis of 10 μm or more and a minor axis. The content of carbon materials having a diameter of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less.

<基材>
基材の材質としては、特に限定されるものでなく、無機系基材、有機系基材のいずれでもよい。これらの中でも、導電塗料に含まれる溶剤の影響を受けにくく、任意の溶剤を使用できることから無機系基材が好ましい。無機系基材としては無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス等が好ましく、無アルカリガラスがより好ましい。有機系基材としてはシクロオレフィンポリマー(COP)、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、非晶性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、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリプロピレン樹脂(PP)、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樹脂(PEEK)、ポリサルホン樹脂(PSF)、ポリエーテルサルホン樹脂(PES)、ポリカーボネート樹脂(PC)、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樹脂(TAC)等が挙げられる。これらの中でも、シクロオレフィンポリマー(COP)、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリビニルアルコール樹脂及びトリアセチルセルロース樹脂(TAC)等が好適に使用される。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
<Base material>
The material of the base material is not particularly limited, and may be either an inorganic base material or an organic base material. Among these, inorganic base materials are preferred because they are less affected by the solvent contained in the conductive paint and any solvent can be used. As the inorganic base material, alkali-free glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, etc. are preferable, and alkali-free glass is more preferable. Organic base materials include cycloolefin polymer (COP), acrylic resin, polyethylene terephthalate (PET), amorphous PET, polyethylene naphthalate, polyester resins such as modified polyester, polyethylene resin (PE), and polypropylene resin (PP). , polyolefin resins such as polystyrene resins and cyclic olefin resins, vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyetheretherketone resins (PEEK), polysulfone resins (PSF), and polyethersulfone resins (PES). , polycarbonate resin (PC), polyamide resin, polyimide resin, acrylic resin, triacetyl cellulose resin (TAC), and the like. Among these, cycloolefin polymers (COP), acrylic resins, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl alcohol resins, triacetyl cellulose resins (TAC), and the like are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

基材の表面には、易接着化、濡れ性向上等を目的として、コロナ処理、プラズマ処理、アルカリ処理、エキシマ処理、プライマーコート、脱脂処理、表面粗面化処理等の各種表面処理が施されてもよい。特に、無機系基材は、薄膜・軽量化や、導電塗料の基材への濡れ性向上のために、エッチングやアルカリ溶液による洗浄工程を経たものが好ましい。 The surface of the base material is subjected to various surface treatments such as corona treatment, plasma treatment, alkali treatment, excimer treatment, primer coating, degreasing treatment, and surface roughening treatment for the purpose of facilitating adhesion and improving wettability. You can. In particular, the inorganic base material is preferably one that has undergone an etching process or a cleaning process with an alkaline solution in order to make the film thinner and lighter, and to improve the wettability of the conductive paint to the base material.

無機系基材の場合、基材の厚みは特に限定されないが、10mm以下であることが好ましく、0.01~50mmであることがより好ましく、0.01~1mmがさらに好ましい。 In the case of an inorganic base material, the thickness of the base material is not particularly limited, but is preferably 10 mm or less, more preferably 0.01 to 50 mm, and even more preferably 0.01 to 1 mm.

有機系基材の場合、その形状は、例えば、フィルム形状やシート形状であってもよい。フィルム形状の場合、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば、10~200μmが好ましく、50~150μmであることがより好ましい。また、シート形状の場合は、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば、0.1~5mmが好ましく、0.2~1mmであることがより好ましい。 In the case of an organic base material, its shape may be, for example, a film shape or a sheet shape. In the case of a film shape, the thickness is not particularly limited, but is preferably, for example, 10 to 200 μm, more preferably 50 to 150 μm. Further, in the case of a sheet shape, the thickness is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.2 to 1 mm.

<導電層>
本発明の透明導電積層体における導電層は、カーボン材料を含み、表面抵抗率が1×10~1×1011Ω/sqである。このような導電層を設けることにより、導電性に優れた透明導電積層体を提供することができる。
<Conductive layer>
The conductive layer in the transparent conductive laminate of the present invention contains a carbon material and has a surface resistivity of 1×10 2 to 1×10 11 Ω/sq. By providing such a conductive layer, a transparent conductive laminate having excellent conductivity can be provided.

導電層は、例えば、カーボン材料を含む導電塗料を、基材上に塗布した後、加熱処理することにより形成することができる。導電塗料は、基材の少なくとも一つの面上に直接塗布されてもよいし、プライマー層等の別の機能層を予め基材上に設けた後で、当該機能層の上に塗布されてもよい。
機能層に用いる樹脂としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、その他汎用樹脂等が挙げられる。
The conductive layer can be formed, for example, by applying a conductive paint containing a carbon material onto a base material and then subjecting it to heat treatment. The conductive paint may be applied directly onto at least one surface of the base material, or may be applied onto the functional layer after another functional layer such as a primer layer is previously provided on the base material. good.
Examples of the resin used for the functional layer include polyurethane resins, polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, and other general-purpose resins.

(カーボン材料)
カーボン材料としては、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。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(carbon material)
Examples of carbon materials include carbon nanotubes, graphene, and fullerene. These may be used alone or in combination of two or more.

カーボンナノチューブとしては特に限定されず、アーク放電法、レーザ蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等により製造されたカーボンナノチューブを用いることができ、より具体的には、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及びこれらの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、少なくとも単層カーボンナノチューブを含むことが好ましい。 The carbon nanotubes are not particularly limited, and carbon nanotubes manufactured by arc discharge method, laser evaporation method, chemical vapor deposition method (CVD method), etc. can be used, and more specifically, single-walled carbon nanotubes, Double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, and mixtures thereof can all be used. From the viewpoint of excellent conductivity, it is preferable that at least single-walled carbon nanotubes are included.

カーボンナノチューブの長さは、1~2000μmであることが好ましく、より好ましくは5~1000μmであり、さらに好ましくは5~500μmである。カーボンナノチューブの長さが上記範囲内であると、導電層とした場合に導電性や透明性が優れる。 The length of the carbon nanotube is preferably 1 to 2000 μm, more preferably 5 to 1000 μm, and still more preferably 5 to 500 μm. When the length of the carbon nanotube is within the above range, when used as a conductive layer, the conductivity and transparency are excellent.

カーボンナノチューブの直径は、単層カーボンナノチューブの場合、0.5~20nmであることが好ましく、1~10nmであることがより好ましい。カーボンナノチューブの直径が上記範囲内であると、導電層とした場合に導電性や透明性が優れる。 In the case of single-walled carbon nanotubes, the diameter of the carbon nanotube is preferably 0.5 to 20 nm, more preferably 1 to 10 nm. When the diameter of the carbon nanotube is within the above range, when used as a conductive layer, the conductivity and transparency are excellent.

導電塗料におけるカーボン材料の含有量は特に限定されないが、導電塗料の固形分100重量部中、0.1~40重量部であることが好ましく、0.5~30重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがさらに好ましい。カーボン材料の含有量が上記範囲内であると、導電層とした場合に導電性と透明性とが両立され好ましい。 The content of the carbon material in the conductive paint is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 40 parts by weight, more preferably 0.5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the conductive paint. , more preferably 1 to 20 parts by weight. When the content of the carbon material is within the above range, conductivity and transparency are both achieved when used as a conductive layer, which is preferable.

(分散剤)
カーボン材料は、分散剤を用いて予め水中等で分散処理したものであってもよい。分散剤としては、例えば、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。また、分散剤としては、HLB値が12以上のものが好ましく、14以上のものがより好ましい。なお、本明細書におけるHLB値は、以下の数式により算出することができる:
グリフィン法:HLB値=[(親水部分の分子量)÷(全体の分子量)]×20
(dispersant)
The carbon material may be one that has been previously dispersed in water or the like using a dispersant. Examples of the dispersant include cationic dispersants, anionic dispersants, amphoteric dispersants, nonionic dispersants, and polymeric dispersants. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the dispersant preferably has an HLB value of 12 or more, more preferably 14 or more. Note that the HLB value in this specification can be calculated using the following formula:
Griffin method: HLB value = [(molecular weight of hydrophilic part) ÷ (total molecular weight)] x 20

陽イオン性分散剤としては、例えば、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級アンモニウム塩などが挙げられる。 Examples of the cationic dispersant include alkylamine salts having an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms such as stearylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride and hexadecyltrimethylammonium bromide. It will be done.

陰イオン性分散剤としては、例えば、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などが挙げられる。 Examples of the anionic dispersant include sodium alkyl sulfate having 8 to 18 carbon atoms such as sodium lauryl sulfate, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate having an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate. Naphthalene sulfonic acid formalin such as ester salt, sodium deoxycholate, alkylbenzene sulfonate having an alkyl group of 8 to 18 carbon atoms such as sodium dodecylbenzene sulfonate, fatty acid salt, sodium salt of β-naphthalene sulfonic acid formalin condensate Examples include condensates.

両イオン性分散剤としては、例えば、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などが挙げられる。 Examples of the amphoteric dispersant include alkyl betaines having an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms, and alkylamine oxides having an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.

非イオン性分散剤としては、例えば、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などが挙げられる。 Examples of nonionic dispersants include polyoxyethylene alkyl ethers having alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, block copolymers composed of ethylene oxide and propylene oxide, and alkylphenols having alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms. Examples include polyoxyalkylene derivatives such as polyethylene glycol ether, polycarboxylate ether 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、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、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、ポリカルボン酸又はその誘導体、ポリスチレンスルホン酸又はその塩などの高分子系分散剤などが挙げられる。 Examples of polymeric dispersants include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, hydroxycellulose, hydroxyalkylcellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose and carboxypropylcellulose, starch, gelatin, and acrylic. Examples include polymeric dispersants such as copolymers, polycarboxylic acids or derivatives thereof, and polystyrene sulfonic acids or salts thereof.

これらの中では、ポリビニルピロリドン、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、カーボン材料の分散性がより良好となることから好ましい。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、カーボン材料の分散性がより高くなることから好ましい。 Among these, polyvinylpyrrolidone, polyoxyalkylene derivatives, polystyrene sulfonic acid, cellulose derivatives, polycarboxylic acids, acrylic copolymers, and alkylbenzene sulfonates are preferred; polyvinylpyrrolidone, polyoxyalkylene derivatives, polycarboxylic acids, and acrylic copolymers are preferred. is preferable because the dispersibility of the carbon material becomes better. Further, a dispersant having one or more branched chains and a branched chain having a molecular weight of 15 or more is preferable because the molecular chains spread in all directions and the dispersibility of the carbon material becomes higher.

分散剤の添加量は、分散性と透明性の両立の点から、カーボン材料の1重量部に対して0.01~100重量部であることが好ましく、0.2~40重量部であることがより好ましく、0.5~10重量部であることがさらに好ましい。 The amount of the dispersant added is preferably 0.01 to 100 parts by weight, and preferably 0.2 to 40 parts by weight, based on 1 part by weight of the carbon material, from the viewpoint of achieving both dispersibility and transparency. is more preferable, and even more preferably 0.5 to 10 parts by weight.

分散剤の存在下、カーボン材料を水中で分散処理することにより、カーボン材料と分散剤を相互作用させ、水中にカーボン材料が良好に分散した導電塗料を得ることができる。 By dispersing the carbon material in water in the presence of a dispersant, the carbon material and the dispersant interact, and a conductive paint in which the carbon material is well dispersed in water can be obtained.

<バインダー樹脂>
導電塗料は、導電層とした際の強度を高めるため、バインダー樹脂を含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン、シリケート樹脂、チタネート樹脂、アルミネート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。特に強度、透明性、耐久性の点では、少なくともシリケート樹脂又はメラミン樹脂を含むことが好ましい。
<Binder resin>
The conductive paint may contain a binder resin in order to increase the strength when used as a conductive layer. Examples of the binder resin include, but are not limited to, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, melamine, silicate resin, titanate resin, aluminate resin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, from the viewpoint of strength, transparency, and durability, it is preferable to contain at least a silicate resin or a melamine resin.

アクリル樹脂としては、特に限定されないが、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、より具体的には、(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。 The acrylic resin is not particularly limited, but may be a polymer containing as a constituent monomer a polymerizable monomer having an acid group such as a carboxyl group, an acid anhydride group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. , a single or copolymer of a polymerizable monomer having an acid group, a copolymer of a polymerizable monomer having an acid group and a copolymerizable monomer, etc. More specifically, ( Examples include meth)acrylic resins.

(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 the main constituent monomer (for example, 50 mol% or more); in this case, It is sufficient that at least one of the (meth)acrylic monomer and the copolymerizable monomer has 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 acid groups [(meth)acrylic acid, sulfoalkyl (meth)acrylate, sulfonic acid group-containing (meth)acrylamide, etc.] or their co-resins. A polymer, a (meth)acrylic monomer that may have an acid group, and other polymerizable monomers that have an acid group [other polymerizable carboxylic acids, polymerizable polycarboxylic acids, or anhydrides] , vinyl aromatic sulfonic acid, etc.] and/or copolymerizable monomers [e.g., (meth)acrylic acid alkyl ester, glycidyl (meth)acrylate, (meth)acrylonitrile, aromatic vinyl monomer, etc.] Polymers, other polymer monomers having acid groups and (meth)acrylic copolymerizable monomers [for example, (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 polymers (acrylic acid-methyl methacrylate copolymer, etc.), (meth)acrylic acid-(meth)acrylic acid Ester-styrene copolymers (acrylic acid-methyl methacrylate-styrene copolymers, etc.) are preferred.

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。 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, such as polyethylene. Examples include terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate.

ウレタン樹脂としては、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。 The urethane resin 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, such as ester/ether polyurethane, ether polyurethane, and polyester polyurethane. , carbonate polyurethane, acrylic polyurethane, and the like.

シリケート樹脂としては、例えば、以下の一般式(1)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したアルコキシシランであって、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:
SiR (1)
[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が、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]。
シリケート樹脂は、一般式(1)により表されるアルコキシシランが2分子以上縮合したものであることが好ましい。
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。
The silicate resin is, for example, an alkoxysilane in which alkoxysilane monomers represented by the following general formula (1) are condensed together, and has one or more siloxane bonds (Si-O-Si) in one molecule. Examples include oligomers:
SiR4 (1)
[In the formula, R is hydrogen, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, but among the four R At least one is an alkoxy group or hydroxyl group having 1 to 4 carbon atoms].
The silicate resin is preferably one in which two or more molecules of alkoxysilane represented by general formula (1) are condensed.
The structure of the alkoxysilane oligomer is not particularly limited, and may be linear or branched.

上記シリケート樹脂として、 シリコンアルコキシドアクリル系樹脂、シリコンアルコキシドエポキシ系樹脂、シリコンアルコキシドビニル系樹脂、シリコンアルコキシドメタクリル系樹脂、シリコンアルコキシドチオール系樹脂、シリコンアルコキシドアミノ系樹脂、シリコンアルコキシドイソシアネート系樹脂、シリコンアルコキシドアルキル系樹脂、シリコンアルコキシド基以外の官能基を有しないシリコンアルコキシド系樹脂などのシリコンアルコキシド系樹脂等を挙げることができる。 As the silicate resin, silicon alkoxide acrylic resin, silicon alkoxide epoxy resin, silicon alkoxide vinyl resin, silicon alkoxide methacrylic resin, silicon alkoxide thiol resin, silicon alkoxide amino resin, silicon alkoxide isocyanate resin, silicon alkoxide alkyl Examples include silicon alkoxide resins such as silicon alkoxide resins having no functional groups other than silicon alkoxide groups.

バインダー樹脂の含有量は、特に限定されないが、例えば、導電塗料の固形分100重量部中、20~99重量部であることが好ましく、50~98重量部であることがより好ましく、60~95重量部であることがさらに好ましく、70~90重量部であることがさらにより好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記範囲内であると、導電層とした際の膜強度や導電性が良好となる。 The content of the binder resin is not particularly limited, but for example, it is preferably 20 to 99 parts by weight, more preferably 50 to 98 parts by weight, and 60 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the conductive paint. It is more preferably 70 to 90 parts by weight, even more preferably 70 to 90 parts by weight. When the content of the binder resin is within the above range, the film strength and conductivity when used as a conductive layer will be good.

(レベリング剤)
導電塗料は、基材に対する親和性を高めるために、レベリング剤を含有することが好ましい。レベリング剤を添加することにより、導電層を形成する際にハジキやムラが生じることを抑制することができる。また、レベリング剤は、導電塗料の分散安定性の向上にも寄与し、レベリング剤を含む導電塗料で形成した導電層は透明性や導電性が良好となる。レベリング剤としては、親水性が高い方が、カーボン材料の分散を阻害しないことから、HLB値が10以上のものが好ましく、12以上のものがより好ましい。また、疎水性であるカーボン材料に対して分散剤よりも高い親和性を有することが好ましく、そのために分散剤より疎水性が高いことが好ましい。
(Leveling agent)
The conductive paint preferably contains a leveling agent in order to increase its affinity for the base material. By adding a leveling agent, it is possible to suppress repelling and unevenness when forming a conductive layer. Furthermore, the leveling agent also contributes to improving the dispersion stability of the conductive paint, and a conductive layer formed from the conductive paint containing the leveling agent has good transparency and conductivity. As a leveling agent, one having an HLB value of 10 or more is preferable, and one having an HLB value of 12 or more is more preferable, since the higher the hydrophilicity, the less the dispersion of the carbon material will be inhibited. Further, it is preferable that the carbon material has a higher affinity than the dispersant for the hydrophobic carbon material, and therefore, it is preferable that the hydrophobicity is higher than that of the dispersant.

具体的なレベリング剤としては、ポリエーテル系レベリング剤、シロキサン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、ポリエステル系レベリング剤、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。これらは単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。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、カーボン材料と相互作用しやすく、水-アルコール中でカーボン材料の分散を阻害しないために、好ましい。 Specific examples of leveling agents include polyether leveling agents, siloxane leveling agents, fluorine leveling agents, polyester leveling agents, silicone leveling agents, and acrylic leveling agents. These may be used alone or in combination. Among these, polyester leveling agents having an ester bond and polyether leveling agents having an ether bond are preferred because they easily interact with the carbon material and do not inhibit the dispersion of the carbon material 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。 Examples of the polyester leveling agent include polyester-modified acrylic group-containing polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, and polyester polyol.

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。 Polyether leveling agents include cellulose ether; pullulan; polyethylene glycol; silicones such as polyether-modified polydimethylsiloxane, polyether-modified siloxane, polyetherester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, and polyether-modified acrylic group-containing polydimethylsiloxane. Examples include modified polyether; polyglycerin; polyether polyol, polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate, polyoxyethylene alkylphenyl ether, alkyl ether derivatives such as lauryl alcohol alkoxylate, and alkyl ether sulfate.

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。 Examples of fluorine-based leveling agents include perfluoropolyether-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyester-modified polydimethylsiloxane, perfluorobutanesulfonic acid, oligomers containing fluorine-containing groups, hydrophilic groups, and lipophilic groups, and carvone containing perfluoroalkyl groups. Examples include acid salts, phosphoric acid esters containing perfluoroalkyl groups and phosphoric acid groups, and the like.

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。 Silicone leveling agents include polysiloxanes, reactive polysiloxanes with reactive groups such as amino groups, epoxy groups, hydroxyl groups, and carboxyl groups, as well as alkyl groups, ester groups, aralkyl groups, and phenyl groups. , non-reactive polysiloxanes into which non-reactivity such as polyether groups are introduced.

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。 Examples of the acrylic leveling agent include acrylic copolymers made of silicone and acrylic.

レベリング剤の含有量は、特に限定されないが、導電塗料の固形分全体に対して0.01~40重量部であることが好ましく、0.1~20重量部であることがより好ましく、1~10重量部であることがさらに好ましい。導電塗料の含有量が上記範囲内であると、基材塗布性や分散安定性、導電層とした際の膜強度が良好となる。 The content of the leveling agent is not particularly limited, but it is preferably 0.01 to 40 parts by weight, more preferably 0.1 to 20 parts by weight, and 1 to 20 parts by weight based on the entire solid content of the conductive paint. More preferably, the amount is 10 parts by weight. When the content of the conductive paint is within the above range, the coating properties on the substrate, the dispersion stability, and the film strength when formed into a conductive layer will be good.

(溶媒)
導電塗料は、基材に対する親和性を高めるために溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、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、アセトニトリル等の有機溶剤に加え、水とこれらの有機溶剤との混合溶媒(含水有機溶剤)、2種以上の有機溶剤の混合溶媒等が挙げられる。
(solvent)
The conductive paint may contain a solvent to increase its affinity for the base material. The solvent is not particularly limited, and includes, for example, 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; Glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; Glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene Propylene glycols such as 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 ether acetate such as propylene glycol monomethyl ether acetate Ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, methyl-t-butyl ether, and tetrahydrofuran; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; toluene, xylene (o-, m-, or p-xylene), Hydrocarbons such as hexane and heptane: Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl acetoacetate, methyl orthoacetate, and ethyl orthoformate: N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N-methyl Amide compounds such as pyrrolidone; hydroxyl groups such as trimethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, catechol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, etc. Containing compounds: Compounds with sulfo groups such as dimethyl sulfoxide; In addition to organic solvents such as halogens, isophorone, propylene carbonate, acetylacetone, and acetonitrile, mixed solvents of water and these organic solvents (water-containing organic solvents), two or more types Examples include mixed solvents of organic solvents.

無機系基材を用いる場合には、以上の溶媒の中でも、カーボン材料の分散安定性、基材への塗布性の点から、 アルコール類、エーテル類、アセテート類、ケトン類、アルコール類とエーテル類との混合溶媒、アルコール類とアセテート類との混合溶媒、アルコール類とケトン類との混合溶媒、水と有機溶剤との混合溶媒が好ましく、アルコール類、水とアルコール類との混合溶媒、水とエーテル類との混合溶媒、水とアセテート類との混合溶媒、水とアルコールとエーテルとの混合溶媒、水とアルコールとアセテートとの混合溶媒、水とアルコールとケトンとの混合溶媒がより好ましく、アルコール類、水とアルコール類との混合溶媒、水とエーテル類との混合溶媒、水とアセテート類との混合溶媒がさらにが好ましい。これらの溶媒を使用することで、疎水性の高いバインダー樹脂を導電層中に配合することができる。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。 When using an inorganic base material, among the above solvents, alcohols, ethers, acetates, ketones, alcohols and ethers are recommended from the viewpoint of dispersion stability of the carbon material and applicability to the base material. Mixed solvents with alcohols, mixed solvents with alcohols and acetates, mixed solvents with alcohols and ketones, mixed solvents with water and organic solvents are preferred; More preferred are mixed solvents with ethers, mixed solvents with water and acetates, mixed solvents with water, alcohol and ether, mixed solvents with water, alcohol and acetate, and mixed solvents with water, alcohol and ketones. Further preferred are mixed solvents of water and alcohols, mixed solvents of water and ethers, and mixed solvents of water and acetates. By using these solvents, a highly hydrophobic binder resin can be blended into the conductive layer. It is also effective to add ethylene glycols, propylene glycols, amide compounds, etc. to improve coating properties.

有機系基材を用いる場合には、以上の溶媒の中でも、カーボン材料の分散安定性、基材への塗布性、基材の膨潤や変色による透明性低下を防止する点から、水と有機溶剤との混合溶媒が好ましく、水とアルコール類との混合溶媒、水とエーテル類との混合溶媒、水とアセテート類との混合溶媒がより好ましく、水とアルコール類との混合溶媒がさらに好ましい。水とアルコール類との混合溶媒に用いるアルコールとしては、メタノール、エタノール、2-プロパノールが好ましい。水とアルコール類とを組み合わせる場合、アルコール比率は、好ましくは20~99%、より好ましくは30~97%、さらに好ましくは40~96%である。また、無機系基材と同様、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。 When using an organic base material, among the above solvents, water and organic solvents are preferred from the viewpoints of dispersion stability of the carbon material, applicability to the base material, and prevention of reduction in transparency due to swelling and discoloration of the base material. Mixed solvents of water and alcohols, mixed solvents of water and ethers, mixed solvents of water and acetates are more preferred, and mixed solvents of water and alcohols are even more preferred. The alcohol used in the mixed solvent of water and alcohols is preferably methanol, ethanol, or 2-propanol. When water and alcohol are combined, the alcohol ratio is preferably 20 to 99%, more preferably 30 to 97%, even more preferably 40 to 96%. Further, as with inorganic base materials, it is also effective to add ethylene glycols, propylene glycols, amide compounds, etc. to improve coating properties.

溶媒の含有量は、特に限定されないが、導電塗料の固形分が3重量%以下となるように添加されることが好ましく、0.1~2重量%となるように添加されることがより好ましい。また、導電塗料に溶媒を添加する場合、水と他の溶媒とを組み合わせることにより、導電塗料に含まれる溶媒中の水の割合を1~70重量%とすることが好ましく、3~65重量%とすることがより好ましく、4~60重量%とすることがさらに好ましい。 The content of the solvent is not particularly limited, but it is preferably added so that the solid content of the conductive paint is 3% by weight or less, and more preferably 0.1 to 2% by weight. . Furthermore, when adding a solvent to the conductive paint, it is preferable to make the proportion of water in the solvent contained in the conductive paint 1 to 70% by weight, preferably 3 to 65% by weight by combining water and another solvent. More preferably, the amount is 4 to 60% by weight.

なお、本明細書においては、導電塗料の全ての成分を完全に溶解させるもの(即ち、「溶媒」)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「溶媒」と記載する。 In this specification, there is no particular distinction between what completely dissolves all the components of the conductive paint (i.e., "solvent") and what disperses the insoluble components (i.e., "dispersion medium"). , both are referred to as "solvent".

(その他の成分)
導電塗料は、さらに、導電性高分子、架橋剤、触媒、酸化防止剤、消泡剤、レオロジーコントロール剤、中和剤、増粘剤等を含有していてもよい。
(Other ingredients)
The conductive paint may further contain a conductive polymer, a crosslinking agent, a catalyst, an antioxidant, an antifoaming agent, a rheology control agent, a neutralizing agent, a thickening agent, and the like.

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よいし、2種以上を併用してもよい。中でも、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。
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。
Examples of the conductive polymer include polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyphenylene vinylene, polynaphthalene, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, conductive polymers containing at least one thiophene ring in the molecule are preferred, since molecules with high conductivity can easily be produced. The conductive polymer may form a complex with a dopant such as a polyanion.
As a complex of a conductive polymer and a polyanion, a complex of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid is preferable because it has particularly excellent conductivity.

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。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the crosslinking agent include, but are not limited to, melamine-based, polycarbodiimide-based, polyoxazoline-based, polyepoxy-based, polyisocyanate-based, and polyacrylate-based crosslinking agents. These may be used alone or in combination of two or more.

触媒としては、特に限定されず、例えば、光重合開始剤、熱重合開始剤、酸、塩基等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The catalyst is not particularly limited, and examples thereof include photopolymerization initiators, thermal polymerization initiators, acids, bases, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

導電層の膜厚は、1~500nmであることが好ましく、10~300nmであることがより好ましく、20~200nmであることがさらに好ましい。 The thickness of the conductive layer is preferably 1 to 500 nm, more preferably 10 to 300 nm, and even more preferably 20 to 200 nm.

導電層の表面抵抗率は、1×10~1×1011Ω/sqであることが好ましく、1×10~5×1010Ω/sqであることがより好ましく、1×10~1×1010Ω/sqであることがさらに好ましい。 The surface resistivity of the conductive layer is preferably 1×10 2 to 1×10 11 Ω/sq, more preferably 1×10 2 to 5×10 10 Ω/sq, and 1×10 2 to 1×10 Ω/sq. More preferably, it is 1×10 10 Ω/sq.

導電層中、カーボン材料の含有量は、50mg/m以下であることが好ましく、0.1~50mg/mであることがより好ましく、0.5~45mg/mであることがさらに好ましく、1~45mg/mであることがさらにより好ましい。 The content of the carbon material in the conductive layer is preferably 50 mg/m 2 or less, more preferably 0.1 to 50 mg/m 2 , and even more preferably 0.5 to 45 mg/m 2 Preferably, it is even more preferably 1 to 45 mg/m 2 .

上述の通り、導電層は、導電塗料を、基材の少なくとも1面に塗布した後、加熱処理することにより形成することができる。塗布方法としては、特に限定されず例えば、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。 As described above, the conductive layer can be formed by applying a conductive paint to at least one surface of the base material and then heat-treating the coated material. The coating method is not particularly limited, and examples include roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, casting, die coating, blade coating, bar coating, gravure coating, curtain coating, and spraying. Coat method, doctor coat method, slit coat method, letterpress printing method, stencil (screen) printing method, planographic (offset) printing method, intaglio (gravure) printing method, spray printing method, inkjet printing method, tampo printing method etc. can be used.

大面積の基材に導電塗料を塗布する際は、例えば、タンク、送液のためのポンプ、異物除去を目的としたフィルター及び塗工装置から構成される塗工設備を用いて導電層を形成することが生産効率上有利である。 When applying conductive paint to a large-area substrate, for example, a conductive layer is formed using coating equipment consisting of a tank, a pump for liquid delivery, a filter for removing foreign matter, and a coating device. It is advantageous in terms of production efficiency to do so.

塗工設備を構成するフィルターとしては、特に限定されないが、孔径が1~20μmのフィルターであることが好ましく、2~10μmであることがより好ましく、2~5μmであることがさらに好ましい。 The filter constituting the coating equipment is not particularly limited, but preferably has a pore size of 1 to 20 μm, more preferably 2 to 10 μm, and even more preferably 2 to 5 μm.

フィルターの材質は、特に限定されず、例えば、ナイロン、セルロース、セルロースアセテートとニトロセルロースの混合物、セルロースエステル等のセルロース誘導体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフロライド、テフロン、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン、セラミック、金属、ポリカーボネート、ガラス、ポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンまたはパーフルオロスルホン(カルボン)酸等が挙げられる。これらの中では、ポリオレフィンが好ましい。フィルターの材質によっては、カーボン材料がフィルターに吸着され、導電塗料を用いて導電層を形成した際に表面抵抗率が高くなり過ぎることがあるが、ポリオレフィンを用いたフィルターであればカーボン材料と相互作用しにくいことから、フィルター濾過を経てもなお十分な表面抵抗率を発現可能な導電塗料が得られることがある。 The material of the filter is not particularly limited, and examples include nylon, cellulose, a mixture of cellulose acetate and nitrocellulose, cellulose derivatives such as cellulose ester, fluororesins such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, Teflon, and polyvinyl fluoride. , polyolefins such as polypropylene and polyethylene, ceramics, metals, polycarbonates, glass, polyesters, polyamides, polysulfones, polyimides, polyvinyl chloride, polystyrene, and perfluorosulfonic (carboxylic) acids. Among these, polyolefins are preferred. Depending on the material of the filter, the carbon material may be adsorbed to the filter and the surface resistivity may become too high when a conductive layer is formed using conductive paint, but if the filter is made of polyolefin, the carbon material and the Because it is difficult to act, a conductive coating material that can still exhibit sufficient surface resistivity even after filtration through a filter may be obtained.

このようなフィルターを備えた塗工設備を用いて導電層を形成することにより、導電層を形成する工程を行う前に導電塗料をフィルターにより濾過する工程を行うことができ、導電性や透明性に優れた導電層を得ることができる。 By forming a conductive layer using coating equipment equipped with such a filter, it is possible to perform a process of filtering the conductive paint with a filter before performing the process of forming the conductive layer, improving conductivity and transparency. A conductive layer with excellent properties can be obtained.

導電層を形成する際の加熱処理は、特に限定されず、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うことができる。導電塗料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ことが好ましい。 The heat treatment when forming the conductive layer is not particularly limited, and can be performed using, for example, a blower oven, an infrared oven, a vacuum oven, or the like. When the conductive paint contains a solvent, the solvent is preferably removed by heat treatment.

導電層を形成する際の加熱処理の温度条件は、200℃以下であることが好ましく、60~180℃であることがより好ましく、80~150℃であることがさらに好ましい。 The temperature conditions for the heat treatment when forming the conductive layer are preferably 200°C or less, more preferably 60 to 180°C, and even more preferably 80 to 150°C.

加熱処理の処理時間は、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 heat treatment time is preferably 0.1 to 60 minutes, more preferably 0.5 to 30 minutes.

本発明の透明導電積層体は、長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下(1平方センチメートルあたり10個以下)であることを特徴とし、好ましくは4個/cm以下、さらに好ましくは3個/cm以下である。ここで、長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料とは、1分子で上記大きさを有するもののほかに、カーボン材料同士やカーボン材料と他の導電塗料中の成分とが凝集等によって塊状となり、上記大きさとなったものも含む。なお、カーボン材料が板状や針状、束状等の形状である場合、積層体を積層方向から観測した際の長辺(2点間の距離が最大になる長さ)をもって長径とし、もう一方を短径とするものとする。
本明細書において、カーボン材料の長径、短径及び個数は、後の実施例に記載するとおり、光学顕微鏡にて測定、評価するものをいう。
The transparent conductive laminate of the present invention is characterized in that the content of carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less (10 pieces per square centimeter or less), preferably The number is 4 pieces/cm 2 or less, more preferably 3 pieces/cm 2 or less. Here, the carbon material whose major axis is 10 μm or more and the minor axis is 2 μm or more refers to carbon materials that have the above-mentioned size in one molecule, as well as carbon materials that aggregate with each other or with components in other conductive paints. This includes those that have become lumpy and have the size listed above. In addition, if the carbon material is in the shape of a plate, needle, bundle, etc., the long side (the length where the distance between two points is maximum) when the laminate is observed from the stacking direction is the major axis. One side shall be the short axis.
In this specification, the major axis, minor axis, and number of carbon materials are those measured and evaluated using an optical microscope, as described in Examples below.

本発明の透明導電積層体のヘイズ(Haze)値は、特に限定されないが、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、0.6%以下であることがさらに好ましい。ヘイズ値が3%以下であると、積層体の透明性が良好となる。なお、ヘイズ値の下限は特に限定されないが、例えば0.01%であることが好ましい。
本発明におけるヘイズ値はJIS K 7136に準拠して測定されるものをいう。
The haze value of the transparent conductive laminate of the present invention is not particularly limited, but is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and even more preferably 0.6% or less. . When the haze value is 3% or less, the transparency of the laminate will be good. Note that the lower limit of the haze value is not particularly limited, but is preferably 0.01%, for example.
The haze value in the present invention is measured in accordance with JIS K 7136.

<<導電塗料>>
上述する導電塗料も本発明の態様の1つであり、本発明の導電塗料を用いることで本発明の透明導電積層体を製造することができる。
導電塗料は、例えば、分散剤の存在下、カーボン材料を水や有機溶剤中で分散処理する工程を経ることにより製造することができる。分散処理は、例えば、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て行うことができる。高い導電性と透明性を発揮し得る導電塗料を得るためには、超音波ホモジナイザー又は高圧ホモジナイザーのいずれか少なくとも1つを用いて分散処理を行うことが好ましい。
<<Conductive paint>>
The conductive paint described above is also one of the aspects of the present invention, and the transparent conductive laminate of the present invention can be manufactured by using the conductive paint of the present invention.
A conductive coating material can be manufactured, for example, through a process of dispersing a carbon material in water or an organic solvent in the presence of a dispersant. The dispersion treatment can be carried out using, for example, a vibration mill, a planetary mill, a ball mill, a bead mill, a sand mill, a jet mill, a roll mill, a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic device, or the like. In order to obtain a conductive paint that can exhibit high conductivity and transparency, it is preferable to carry out the dispersion treatment using at least one of an ultrasonic homogenizer or a high-pressure homogenizer.

通常、カーボン材料は、分散剤以外の任意成分を添加せず、分散処理した直後に導電層を形成した際の最も表面抵抗率が低くなる条件で分散処理を行うことができるが(表面抵抗率の極小点)、任意成分を添加することや導電塗料を製造した後に一定の貯蔵期間が発生することにより、カーボン材料同士やカーボン材料と他の成分とが凝集等によって塊状となり、導電層とした際に透明性や導電性が低下する。これらの透明性や導電性を低下させる要因を考慮し、カーボン材料を分散処理する際、表面抵抗率の極小点を超える高い強度の条件とすることで、任意成分を添加した場合や導電塗料を製造した後に一定の貯蔵期間が発生した場合でも、導電層とした際になお透明性や導電性に優れた導電塗料を得ることができる。
ここで、表面抵抗率の極小点を超える条件の分散処理は、使用する装置の処理方法や処理量に応じて、当該分野における技術常識に基づき適宜設定することができる。
Normally, carbon materials can be subjected to dispersion treatment without adding any optional components other than a dispersant, and under conditions that give the lowest surface resistivity when forming a conductive layer immediately after dispersion treatment (surface resistivity (minimum point of In some cases, transparency and conductivity decrease. Considering these factors that reduce transparency and conductivity, when dispersing carbon materials, we set high strength conditions that exceed the minimum point of surface resistivity. Even if a certain storage period occurs after production, a conductive paint that still has excellent transparency and conductivity when used as a conductive layer can be obtained.
Here, the dispersion treatment under conditions exceeding the minimum point of the surface resistivity can be appropriately set based on common technical knowledge in the field, depending on the processing method and processing amount of the apparatus used.

分散処理する工程を行う前に、前処理として、カーボン材料を高速攪拌処理に供してもよい。高速攪拌処理は、超音波ホモジナイザー等を用いた分散処理よりも比較的強度の低い条件での分散処理であり、攪拌体の高速回転により、カーボン材料の凝集を緩める効果がある。高速攪拌処理を分散処理の前に行っておくことにより、カーボン材料の分散処理をより効率的に行うことができる。 Before performing the dispersion treatment step, the carbon material may be subjected to high-speed stirring treatment as a pretreatment. The high-speed stirring process is a dispersion process under relatively lower intensity conditions than the dispersion process using an ultrasonic homogenizer or the like, and the high-speed rotation of the stirring body has the effect of loosening the agglomeration of the carbon material. By performing the high-speed stirring process before the dispersion process, the dispersion process of the carbon material can be performed more efficiently.

カーボン材料の分散処理後も凝集物等(カーボン材料同士やカーボン材料と他の成分とが凝集等によって塊状となったものを含む)が残留する場合には、遠心分離処理を行い、これらの凝集体等を除去してもよいし、また、フィルターを用いてこれらの凝集物等を除去してもよい。フィルターを用いてこれらの凝集物等を除去する場合、上述したフィルターを用いることができる。 If aggregates, etc. (including aggregates formed by agglomeration of carbon materials or carbon materials and other components) remain after dispersion of carbon materials, perform centrifugation to remove these aggregates. Aggregates etc. may be removed, or these aggregates etc. may be removed using a filter. When removing these aggregates using a filter, the above-mentioned filter can be used.

上述のとおり、導電塗料には、カーボン材料に加え、他の任意成分が含まれ得るが、任意成分それぞれについて、上記のカーボン材料を分散処理する工程の過程で加えてもよく、分散処理する工程の後で加えてもよい。 As described above, the conductive paint may contain other optional components in addition to the carbon material, and each optional component may be added during the process of dispersing the carbon material, or the conductive paint may contain other optional components. You can add it after.

<<用途>>
本発明の透明導電積層体は、高い導電性や透明性が必要な用途に適用することが可能であり、表示デバイスや調光デバイスの用途に特に好適に使用される。
<<Applications>>
The transparent conductive laminate of the present invention can be applied to applications that require high conductivity and transparency, and is particularly suitable for use in display devices and light control devices.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」又は「%」は特記ない限り、それぞれ「重量部」又は「重量%」を意味する。 The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Note that "parts" and "%" mean "parts by weight" and "% by weight", respectively, unless otherwise specified.

1.使用材料
1-1.基材
・無アルカリガラス板(コーニング社製、EAGLE XG、ヘイズ0.1%)
無アルカリガラス板は、エッチング処理及びアルカリ処理を行ったものを使用した。エッチング処理は、ガラス基板を水洗した後、1%のフッ酸、5%の塩酸、2%の硫酸、及び水からなるエッチング液中に浸漬し、ガラス表面を化学研磨した。その後、水洗を行い、ドライヤーにて乾燥させた。アルカリ処理は、水酸化カリウム水溶液を使用し、ガラス基板表面を洗浄した。その後、カラス基板を水洗し、ドライヤーにて乾燥させた。
・PETフィルム(東レ株式会社製、ルミラーT60、ヘイズ2.1%)
・アクリル樹脂(PMMA)フィルム(住友化学株式会社製、テクノロイS001G、ヘイズ0.9%)
・トリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム製、フジタックTJ25UL)
1. Materials used 1-1. Base material: alkali-free glass plate (manufactured by Corning, EAGLE XG, haze 0.1%)
The alkali-free glass plate used was one that had been subjected to etching treatment and alkali treatment. In the etching process, the glass substrate was washed with water and then immersed in an etching solution consisting of 1% hydrofluoric acid, 5% hydrochloric acid, 2% sulfuric acid, and water, and the glass surface was chemically polished. Thereafter, it was washed with water and dried with a hair dryer. In the alkali treatment, a potassium hydroxide aqueous solution was used to clean the surface of the glass substrate. Thereafter, the glass substrate was washed with water and dried with a dryer.
・PET film (manufactured by Toray Industries, Inc., Lumirror T60, haze 2.1%)
・Acrylic resin (PMMA) film (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Technoloy S001G, haze 0.9%)
・Triacetyl cellulose film (manufactured by Fuji Film, Fujitac TJ25UL)

1-2.導電材料
・単層カーボンナノチューブ(SWCNT)水分散体1(名城ナノカーボン社製、SWNT分散液、カーボンナノチューブ濃度 0.1%、固形分率0.5%)
・単層カーボンナノチューブ(SWCNT)水分散体2(製造例1にて作製、カーボンナノチューブ濃度 0.1%、固形分0.5%)
・単層カーボンナノチューブ(SWCNT)水分散体3(製造例2にて作製、カーボンナノチューブ濃度 0.1%、固形分0.5%)
・二層カーボンナノチューブ(DWCNT)水分散体(製造例3にて作製、カーボンナノチューブ濃度 0.1%、固形分率1.1%)
・多層カーボンナノチューブ(MWCNT)(冨士色素株式会社社製、MWNT分散液、カーボンナノチューブ濃度 5%、固形分率8%)
・グラフェン(XG Science社製、H-5水分散液、固形分率15%)
1-2. conductive material
・Single-walled carbon nanotube (SWCNT) water dispersion 1 (manufactured by Meijo Nano Carbon Co., Ltd., SWNT dispersion liquid, carbon nanotube concentration 0.1%, solid content rate 0.5%)
・Single-walled carbon nanotube (SWCNT) aqueous dispersion 2 (produced in Production Example 1, carbon nanotube concentration 0.1%, solid content 0.5%)
・Single-walled carbon nanotube (SWCNT) aqueous dispersion 3 (produced in Production Example 2, carbon nanotube concentration 0.1%, solid content 0.5%)
・Double-walled carbon nanotube (DWCNT) aqueous dispersion (produced in Production Example 3, carbon nanotube concentration 0.1%, solid content 1.1%)
・Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) (manufactured by Fuji Shiki Co., Ltd., MWNT dispersion, carbon nanotube concentration 5%, solid content 8%)
・Graphene (manufactured by XG Science, H-5 aqueous dispersion, solid content 15%)

1-3.レベリング剤
・ポリエーテル系(クラリアント社製、品名:Emulsogen LCN070、HLB:13)
・フッ素系 (デュポン株式会社製、CAPSTONE FS-3100、不揮発分100%)
・シロキサン系(東レ・ダウコーニング社製、8029Additive)
1-3. Leveling agent/polyether type (manufactured by Clariant, product name: Emulsogen LCN070, HLB: 13)
・Fluorine-based (manufactured by DuPont, CAPSTONE FS-3100, 100% non-volatile content)
・Siloxane type (manufactured by Toray Dow Corning, 8029Additive)

1-4.バインダー樹脂
・テトラエトキシシリケート(東京化成工業株式会社製)
・テトラエトキシシリケートの重縮合物(コルコート株式会社製、エチルシリケート40)
・メラミン(DIC株式会社製、ベッカミンM-3、固形分率77%)
・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%、ガラス転移温度50℃)
・ウレタンアクリレート(ウレタンアクリレート8965、日本ユピカ株式会社製)
1-4. Binder resin/tetraethoxysilicate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・Polycondensate of tetraethoxysilicate (manufactured by Colcoat Co., Ltd., ethyl silicate 40)
・Melamine (manufactured by DIC Corporation, Beckamine M-3, solid content 77%)
・Acrylic resin (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Julimar FC-80, solid content 30%, glass transition temperature 50°C)
・Urethane acrylate (urethane acrylate 8965, manufactured by Nippon U-Pica Co., Ltd.)

1-5.触媒
・硝酸(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・硫酸(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・ギ酸(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・ドデシルベンゼンスルホン酸(DBS)(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・クメンスルホン酸(CS)(テイカ社製、品名:テイカトックス500)
・t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート(TBPO)(三菱ケミカル株式会社製:ルペロックス26)
1-5. Catalyst/Nitric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Sulfuric acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Formic acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Dodecylbenzenesulfonic acid (DBS) (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Cumensulfonic acid (CS) (manufactured by Teika, product name: Teikatox 500)
・T-Butyl peroxy 2-ethylhexanoate (TBPO) (Mitsubishi Chemical Corporation: Luperox 26)

1-6.フィルター
・ポリオレフィン(PO)系フィルター(3M株式会社製、Betapure AU0911120、孔径1μm)
・ポリオレフィン(PO)系フィルター(日本インテグリス株式会社製、孔径2.5μm)
・ポリオレフィン(PO)系フィルター(台湾グレース株式会社製、孔径5μm)
・ポリオレフィン(PO)系フィルター(3M株式会社製、Micro-Klean DPPPC-2-A、孔径10μm)
・テフロン(登録商標)(PTFE)系フィルター(ウインテック株式会社製、FPF-500、孔径5μm)
・テフロン(登録商標)(PTFE)系フィルター(ウインテック株式会社製、FPF-045、孔径0.45μm)
1-6. Filter - Polyolefin (PO) filter (manufactured by 3M Corporation, Betapure AU0911120, pore size 1 μm)
・Polyolefin (PO) filter (manufactured by Nippon Entegris Co., Ltd., pore size 2.5 μm)
・Polyolefin (PO) filter (manufactured by Taiwan Grace Co., Ltd., pore size 5 μm)
・Polyolefin (PO) filter (manufactured by 3M Corporation, Micro-Klean DPPPC-2-A, pore size 10 μm)
・Teflon (registered trademark) (PTFE) filter (manufactured by Wintech Co., Ltd., FPF-500, pore size 5 μm)
・Teflon (registered trademark) (PTFE) filter (manufactured by Wintech Co., Ltd., FPF-045, pore size 0.45 μm)

(製造例1)単層カーボンナノチューブ水分散体2の作製
単層カーボンナノチューブ(SWCNT)水分散体1を20℃に調整した後、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製スターバーストミニ)にて80Mpaで分散処理を行い、直ちに冷却管にて20℃まで冷却を行った。この分散工程と冷却工程を20回繰り返し、固形分率0.5%の単層カーボンナノチューブ水分散体2を得た。毎回の冷却工程後に少量抜き取り、ワイヤーバーNo.16を用いて分散体をガラス上に塗布し、120℃のホットプレート上で2分間乾燥させた塗膜の表面抵抗率を測定したところ、3回目の冷却工程後に表面抵抗率が最も低下し(表面抵抗率の極小点となる条件)、その後、徐々に上昇していることを確認した。
(Production example 1) Preparation of single-walled carbon nanotube water dispersion 2 After adjusting the single-walled carbon nanotube (SWCNT) water dispersion 1 to 20°C, it was dispersed at 80 Mpa using a high-pressure homogenizer (Starburst Mini manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) After the treatment, it was immediately cooled down to 20° C. using a cooling tube. This dispersion step and cooling step were repeated 20 times to obtain a single-walled carbon nanotube aqueous dispersion 2 with a solid content of 0.5%. After each cooling process, a small amount is extracted and wire bar No. When the surface resistivity of the coating film was measured by coating the dispersion on glass using No. 16 and drying it on a hot plate at 120°C for 2 minutes, the surface resistivity decreased the most after the third cooling step ( conditions for the minimum point of surface resistivity), and then it was confirmed that the surface resistivity gradually increased.

(製造例2)単層カーボンナノチューブ水分散体3の作製
単層カーボンナノチューブ(SWCNT)水分散体1をガラスビーカーに入れ、超音波ホモジナイザー(hielscher社製HP50H)にて50W、周波数30kHzで200分間、液温を25℃に保ちながら分散処理を行うことで、固形分率0.5%の単層カーボンナノチューブ水分散体3を得た。
分散工程中の10分毎に少量抜き取り、ワイヤーバーNo.16を用いて分散体をガラス上に塗布し、120℃のホットプレート上で2分間乾燥させた塗膜の表面抵抗率を測定したところ、分散工程を30分行ったものが最も表面抵抗率が低くなっており(表面抵抗率の極小点となる条件)、分散工程の時間を更に延ばしたものは、徐々に表面抵抗率が高くなっていることを確認した。
(Manufacturing Example 2) Preparation of Single-Walled Carbon Nanotube Water Dispersion 3 Place the single-walled carbon nanotube (SWCNT) water dispersion 1 in a glass beaker and use an ultrasonic homogenizer (HP50H manufactured by Hielscher) at 50W and a frequency of 30kHz for 200 minutes. A single-walled carbon nanotube aqueous dispersion 3 having a solid content of 0.5% was obtained by carrying out a dispersion treatment while maintaining the liquid temperature at 25°C.
During the dispersion process, a small amount was taken out every 10 minutes and wire bar No. When the surface resistivity of the coating film was measured by coating the dispersion on glass using No. 16 and drying it on a hot plate at 120°C for 2 minutes, it was found that the surface resistivity was the highest when the dispersion process was performed for 30 minutes. It was confirmed that the surface resistivity became lower (conditions for reaching the minimum point of surface resistivity), and that the surface resistivity gradually increased when the dispersion process time was further extended.

(製造例3)二層カーボンナノチューブ水分散体1の作製
平均長さ10μm、直径約4nmの二層カーボンナノチューブ(アルドリッチ株式会社製、製品番号755168)1重量部、分散剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を10重量部、純水989重量部をガラスビーカーに入れ、超音波ホモジナイザー(hielscher社製HP50H)にて50W、周波数30kHzで30分間分散処理を行うことで、固形分率1.1%の二層カーボンナノチューブ水分散体1を得た。
分散工程中の5分毎に少量抜き取り、ワイヤーバーNo.16を用いて分散体をガラス上に塗布し、120℃のホットプレート上で2分間乾燥させた塗膜の表面抵抗率を測定したところ、分散工程を25分行ったものが最も表面抵抗率が低くなっており(表面抵抗率の極小点となる条件)、30分行ったものは少し高い値となっていることを確認した。
(Production Example 3) Preparation of double-walled carbon nanotube aqueous dispersion 1 Double-walled carbon nanotubes with an average length of 10 μm and a diameter of about 4 nm (manufactured by Aldrich Co., Ltd., product number 755168) 1 part by weight, sodium dodecylbenzenesulfonate as a dispersant (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 989 parts by weight of pure water were placed in a glass beaker, and dispersion treatment was performed for 30 minutes at 50 W and a frequency of 30 kHz using an ultrasonic homogenizer (HP50H manufactured by Hielscher). A double-walled carbon nanotube aqueous dispersion 1 having a solid content of 1.1% was obtained.
During the dispersion process, a small amount was taken out every 5 minutes and wire bar No. When the surface resistivity of the coating film was measured by applying the dispersion on glass using No. It was confirmed that the value was low (conditions for the minimum point of surface resistivity), and the value was slightly higher after 30 minutes.

2.実施例
(実施例1~16、比較例1~5)
カーボン材料分散体、バインダー樹脂及びレベリング剤を表1に記載した重量比(固形分比)で混合した。表1に記載の固形分率となるように表1に記載の水及び/又は各種溶剤からなる希釈溶剤で希釈することで、導電塗料を作製した。導電塗料は、表1に記載したフィルターを通すことでろ過して使用し、ワイヤーバーを用いて塗布した。得られた塗膜を、送風乾燥機を用いて120℃で5分間乾燥させることにより導電層を形成し、透明導電積層体を得た。導電層の膜厚は、ワイヤーバーの番手を適宜選択することで、表1記載の膜厚に調整した。導電層の性能を後述の方法により評価し、その結果を表1に示す。
2. Examples (Examples 1 to 16, Comparative Examples 1 to 5)
The carbon material dispersion, binder resin, and leveling agent were mixed at the weight ratio (solid content ratio) shown in Table 1. A conductive paint was prepared by diluting with a diluent consisting of water and/or various solvents shown in Table 1 so as to have the solid content percentage shown in Table 1. The conductive paint was used after being filtered through the filter shown in Table 1, and applied using a wire bar. The obtained coating film was dried at 120° C. for 5 minutes using a blow dryer to form a conductive layer, thereby obtaining a transparent conductive laminate. The thickness of the conductive layer was adjusted to the thickness listed in Table 1 by appropriately selecting the wire bar count. The performance of the conductive layer was evaluated by the method described below, and the results are shown in Table 1.

3.評価方法
(カーボン材料の大きさ及び個数)
実施例1~16及び比較例1~5で得られた透明導電積層体から、5cm×5cmの正方形の試験片を各10枚作成した。この試験片を光学顕微鏡を用いて、中心1cmの範囲にてカーボン材料の大きさと個数とを観測し、試験片10枚の平均値を求めた。
3. Evaluation method (size and number of carbon materials)
Ten 5 cm x 5 cm square test pieces were each made from the transparent conductive laminates obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 5. Using an optical microscope, the size and number of carbon materials were observed in a 1 cm 2 center area of this test piece, and the average value of the 10 test pieces was determined.

(表面抵抗率(SR))
上述の試験片10枚につき、導電層の表面抵抗率を、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、測定後、試験片10枚の平均値を求めた。
表面抵抗率が1×10Ω/sq~1×10Ω/sqの場合:三菱ケミカル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1×10Ω/sqを超える場合:三菱ケミカル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。
(Surface resistivity (SR))
For the 10 test pieces described above, the surface resistivity of the conductive layer was selected from the following methods depending on the surface resistivity and the measurable range of the device, and after measurement, the average value of the 10 test pieces was determined.
When the surface resistivity is 1×10 6 Ω/sq to 1×10 8 Ω/sq: Measured at an applied voltage of 10 V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
When the surface resistivity exceeds 1×10 8 Ω/sq: Measurement was performed at an applied voltage of 250 V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

(ヘイズ値)
上述の試験片10枚につき、JIS K 7150に従い、スガ試験機社製ヘイズコンピュータHGM-2Bを用いて測定後、試験片10枚の平均値を求めた。
(Haze value)
The 10 test pieces described above were measured in accordance with JIS K 7150 using a haze computer HGM-2B manufactured by Suga Test Instruments, and then the average value of the 10 test pieces was determined.

(膜厚)
上述の試験片10枚につき、原子間力顕微鏡(島津製作所株式会社製、SPM-9600)用いて測定後、試験片10枚の平均値を求めた。
(film thickness)
After measuring the 10 test pieces described above using an atomic force microscope (SPM-9600, manufactured by Shimadzu Corporation), the average value of the 10 test pieces was determined.

(カーボン材料理論含有量)
導電層におけるカーボン材料の含有量は、以下の数式にて算出した:
カーボン材料理論含有量(mg/m)=膜厚(μm)×導電塗料におけるカーボン材料の重量パーセント(固形分比)
(Theoretical carbon material content)
The content of carbon material in the conductive layer was calculated using the following formula:
Theoretical carbon material content (mg/m 2 ) = film thickness (μm) x weight percent of carbon material in conductive paint (solid content ratio)

Figure 0007359588000001
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実施例の結果、導電層内に長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料が数多く存在するほど積層体のヘイズ値が高くなり、透明性は悪化した。また、表面抵抗率についても同様の傾向が見られた。 As a result of the example, the haze value of the laminate increased and the transparency deteriorated as more carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more were present in the conductive layer. A similar trend was also observed for surface resistivity.

Claims (15)

基材上に、カーボン材料、および、シリケート樹脂またはメラミン樹脂であるバインダー樹脂を含み、表面抵抗率が1×10~1×1011Ω/sqである導電層を有する透明導電積層体であって、
長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下であることを特徴とする
表示デバイス用、または調光デバイス用の透明導電積層体。
A transparent conductive laminate having, on a base material, a conductive layer containing a carbon material and a binder resin such as a silicate resin or a melamine resin , and having a surface resistivity of 1×10 2 to 1×10 11 Ω/sq. hand,
characterized in that the content of carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less ,
Transparent conductive laminate for display devices or light control devices .
ヘイズ値が3%以下である、請求項1に記載の透明導電積層体。 The transparent conductive laminate according to claim 1, having a haze value of 3% or less. カーボン材料がグラフェン、フラーレン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1又は2に記載の透明導電積層体。 The transparent conductive laminate according to claim 1 or 2, wherein the carbon material is at least one selected from the group consisting of graphene, fullerene, and carbon nanotubes. 導電層におけるカーボン材料の含有量が50mg/m以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の透明導電積層体。 The transparent conductive laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of carbon material in the conductive layer is 50 mg/m 2 or less. 請求項1~4のいずれか1項に記載の透明導電積層体における導電層を形成するための導電塗料。 A conductive paint for forming a conductive layer in the transparent conductive laminate according to any one of claims 1 to 4. 請求項1~4のいずれか1項に記載の透明導電積層体を含む表示デバイス。 A display device comprising the transparent conductive laminate according to any one of claims 1 to 4. 請求項1~4のいずれか1項に記載の透明導電積層体を含む調光デバイス。 A light control device comprising the transparent conductive laminate according to any one of claims 1 to 4. 基材上に、カーボン材料を含む導電塗料により導電層を形成する工程を含む、
請求項1~4のいずれか1項に記載の透明導電積層体の製造方法。
Including the step of forming a conductive layer on the base material with a conductive paint containing a carbon material,
A method for producing a transparent conductive laminate according to any one of claims 1 to 4.
導電層を形成する工程の前に、カーボン材料を含む導電塗料を孔径が1~20μmのフィルターを用いて濾過する工程を含む、請求項8に記載の透明導電積層体の製造方法。 9. The method for producing a transparent conductive laminate according to claim 8, comprising the step of filtering the conductive paint containing the carbon material using a filter having a pore size of 1 to 20 μm before the step of forming the conductive layer. フィルターの材質がポリオレフィンである、請求項9に記載の透明導電積層体の製造方法。 The method for producing a transparent conductive laminate according to claim 9, wherein the material of the filter is polyolefin. カーボン材料、および、シリケート樹脂またはメラミン樹脂であるバインダー樹脂を含む導電塗料の製造方法であって、
基材上に、カーボン材料の含有量が50mg/mとなるように前記導電塗料を塗布して導電層を形成した際に、導電層が以下の条件(a)~(c):
(a)表面抵抗率が10~1011Ω/sqである;
(b)ヘイズ値が3%以下である;及び
(c)長径が10μm以上かつ短径が2μm以上であるカーボン材料の含有量が10個/cm以下である
を満たし、
前記導電層が、表示デバイス用、または調光デバイス用の透明導電積層体における導電層である、
導電塗料の製造方法。
A method for producing a conductive paint containing a carbon material and a binder resin that is a silicate resin or a melamine resin, the method comprising:
When a conductive layer is formed by coating the conductive paint on the base material so that the carbon material content is 50 mg/m 2 , the conductive layer meets the following conditions (a) to (c):
(a) Surface resistivity is 10 2 to 10 11 Ω/sq;
(b) the haze value is 3% or less; and (c) the content of carbon materials having a major axis of 10 μm or more and a minor axis of 2 μm or more is 10 pieces/cm 2 or less ,
The conductive layer is a conductive layer in a transparent conductive laminate for a display device or a light control device,
Method of manufacturing conductive paint.
カーボン材料がグラフェン、フラーレン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項11に記載の導電塗料の製造方法。 The method for producing a conductive paint according to claim 11, wherein the carbon material is at least one selected from the group consisting of graphene, fullerene, and carbon nanotubes. 導電塗料を孔径が1~20μmのフィルターを用いて濾過する工程を含む、請求項11又は12に記載の導電塗料の製造方法。 The method for producing a conductive paint according to claim 11 or 12, comprising the step of filtering the conductive paint using a filter having a pore size of 1 to 20 μm. フィルターの材質がポリオレフィンである、請求項13に記載の導電塗料の製造方法。 The method for producing a conductive paint according to claim 13, wherein the material of the filter is polyolefin. カーボン材料を表面抵抗率の極小点を超えて分散処理する工程を含む、請求項11~14のいずれか1項に記載の導電塗料の製造方法。 The method for producing a conductive paint according to any one of claims 11 to 14, comprising a step of dispersing the carbon material beyond the minimum point of surface resistivity.
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