KR20070032274A - Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same - Google Patents

Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20070032274A
KR20070032274A KR1020067014460A KR20067014460A KR20070032274A KR 20070032274 A KR20070032274 A KR 20070032274A KR 1020067014460 A KR1020067014460 A KR 1020067014460A KR 20067014460 A KR20067014460 A KR 20067014460A KR 20070032274 A KR20070032274 A KR 20070032274A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic polymer
ion conductor
electrolyte
electrolyte solution
inorganic compound
Prior art date
Application number
KR1020067014460A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
미치야 나카시마
도시히로 에비네
가즈나리 가와이
나오히토 사이토우
Original Assignee
다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤 filed Critical 다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤
Priority to KR1020067014460A priority Critical patent/KR20070032274A/en
Publication of KR20070032274A publication Critical patent/KR20070032274A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1503Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect caused by oxidation-reduction reactions in organic liquid solutions, e.g. viologen solutions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122Ionic conductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2244Oxides; Hydroxides of metals of zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1516Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising organic material
    • G02F1/15165Polymers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F2001/164Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect the electrolyte is made of polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이온전도체 및 이것을 이용한 전기화학형 표시소자에 관한 것이다. The present invention relates to an ion conductor and an electrochemical display device using the same.

전기화학형 표시소자 등의 전극 간에 사용되는 이온전도체에는 높은 이온전도도와 세퍼레이터로서의 기능을 함께 갖출 것이 요구되고 있다. 그리고 그러한 이온전도체로서 폴리머 겔 전해질이 알려져 있지만, 전해액 유지체인 유기 폴리머와 전해액의 용매와의 상용성(相溶性)의 관점에서, 사용되는 유기 폴리머의 종류에 따라 전해액의 용매의 종류가 제한을 받는다는 문제가 있었다.Ion conductors used between electrodes such as electrochemical display elements are required to have both high ion conductivity and a function as a separator. Although a polymer gel electrolyte is known as such an ion conductor, from the standpoint of compatibility between an organic polymer that is an electrolyte holder and a solvent of an electrolyte solution, the type of solvent of the electrolyte solution is limited depending on the type of organic polymer used. There was a problem.

본 발명은 상기 이온전도체를 20∼80질량%의 무기화합물의 초미립자를 함유하는, 유기 폴리머의 미립자와 그 유기 폴리머 미립자 중에 함침(含浸)된 전해액으로 이루어지며, 무기화합물의 초미립자가 500nm 이하의 평균 입자지름을 갖고, 유기 폴리머의 미립자가 30m2/g 이상의 BET법에 의한 비표면적을 갖는, 이온전도체로 하는 것 등에 의해 상기 문제의 해결을 도모한 것이다.The present invention consists of fine particles of an organic polymer containing 20 to 80% by mass of ultrafine particles of an inorganic compound and an electrolyte solution impregnated in the organic polymer fine particles, and the ultrafine particles of the inorganic compound have an average of 500 nm or less. The above problem is solved by using an ion conductor having a particle diameter and a fine particle of an organic polymer having a specific surface area by a BET method of 30 m 2 / g or more.

이온전도체, 전기화학형 표시소자 Ion conductor, electrochemical display device

Description

이온전도체 및 이것을 이용한 전기화학형 표시소자{ION CONDUCTOR AND ELECTROCHEMICAL DISPLAY DEVICE UTILIZING THE SAME}ION CONDUCTOR AND ELECTROCHEMICAL DISPLAY DEVICE UTILIZING THE SAME}

본 발명은 이온전도체 및 이것을 이용한 전기화학형 표시소자에 관한 것이다.The present invention relates to an ion conductor and an electrochemical display device using the same.

전지나 전기이중층 커패시터(전기이중층 콘덴서) 등의 전극 간에 사용되는 부재로서, 전극 간의 단락(短絡)을 방지하는 구조재가 불필요하고, 또 전해액의 누설 우려가 없은 고체형 재료가 개발되고 있다. 이들에 사용되는 재료는 이온전도체로서의 높은 이온전도도와 세퍼레이터로서의 구조적인 안정성이나 가공성의 두 가지 기능을 높은 수준으로 겸비할 것이 요구된다. 이러한 재료로서 진성 폴리머 전해질(전(全)고체형)과 폴리머 겔 전해질이 알려져 있다.As a member used between electrodes, such as a battery and an electric double layer capacitor (electric double layer capacitor), the structural material which prevents the short circuit between electrodes is unnecessary, and the solid material which has no possibility of leaking electrolyte solution is developed. The materials used in these materials are required to have a high level of two functions: high ion conductivity as an ion conductor, structural stability as a separator, and processability. As such materials, intrinsic polymer electrolytes (all solid types) and polymer gel electrolytes are known.

그러나 진성 폴리머 전해질은 기본적으로 이온 전도도가 낮으며(실온에서 10-4S/cm 미만), 그 때문에 상온에서 사용되는 진성 폴리머 전해질은 아직까지 실용화에는 이르지 못하고 있다.However, intrinsic polymer electrolytes are basically low in ionic conductivity (less than 10 −4 S / cm at room temperature), and thus, intrinsic polymer electrolytes used at room temperature have not yet been put to practical use.

한편, 폴리머 겔 전해질은 지지전해질(LiC1O4, 4급 암모늄염 등)을 극성 용매에 용해시킨 전해액에 따라 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리불화 비닐리덴 등의 유기 폴리머를 팽윤시킨 균일계 겔 전해질이나(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조), 폴리올레핀, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리불화 비닐리덴 등의 유기 폴리머를 다공질체로 하여, 다공질체의 미세구멍에 전해액을 유지시킨 구조계 겔 전해질(예를 들면, 특허문헌 3, 4 참조)이나, 전자전도성을 갖지 않는 폴리머로 이루어지는 망상 지지체에 전해질을 함침(含浸)시킨 것(예를 들면, 특허문헌 5 참조)을 예시할 수 있다.The polymer gel electrolyte may be a homogeneous gel electrolyte in which organic polymers such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, and polyvinylidene fluoride are swelled in accordance with an electrolyte solution in which a supporting electrolyte (LiC10 4 , quaternary ammonium salt, etc.) is dissolved in a polar solvent. (See, for example, Patent Documents 1 and 2), a structural gel electrolyte in which an organic polymer such as polyolefin, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride is used as a porous body, and the electrolyte solution is held in the micropores of the porous body ( For example, patent documents 3 and 4), and the thing in which the electrolyte was impregnated to the network support which consists of a polymer which does not have electronic conductivity (for example, refer patent document 5) can be illustrated.

균일계 겔 전해질은 전해액이 누설되기 어렵지만, 전해액의 유지량이 최대에서도 유기 폴리머의 5배 정도이기 때문에, 이온전도도가 낮아, 전해액 단독의 이온전도도에 미치지 못한다는 결점이 있었다. 한편, 구조계 겔 전해질은 전해액이 누설되기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 어느 것이나 전해액 유지체로서의 유기 폴리머와 용매와의 상용성(相溶性)의 관점에서, 사용되는 유기 폴리머의 종류에 따라 전해액의 용매의 종류가 제한을 받는다는 문제가 있었다. 이 때문에, 어느 전해액에 대해서도 높은 유지율을 가지며, 누설이 발생되기 어려운 이온전도체가 요구되고 있다.The homogeneous gel electrolyte is less likely to leak the electrolyte solution, but the electrolyte retention amount is about five times that of the organic polymer even at the maximum, so that the ion conductivity is low and does not reach the ion conductivity of the electrolyte alone. On the other hand, the structure-type gel electrolyte has a problem that electrolyte solution is easy to leak. In addition, both of them had a problem that the kind of the solvent of the electrolyte solution was limited depending on the kind of the organic polymer used from the viewpoint of compatibility between the organic polymer as the electrolyte holder and the solvent. For this reason, there is a demand for an ion conductor having a high retention rate in any electrolyte solution and less likely to leak.

특허문헌 1 : 일본 특개 2001-351832호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-351832

특허문헌 2 : 일본 특개평 11-149825호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-149825

특허문헌 3 : 국제공개 제95/06332호 팸플릿 Patent Document 3: International Publication No. 95/06332 Pamphlet

특허문헌 4 : 국제공개 제95/15589호 팸플릿 Patent Document 4: International Publication No. 95/15589 Pamphlet

특허문헌 5 : 일본 특개 2000-11758호 공보Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-11758

[발명의 개시][Initiation of invention]

[발명이 해결하고자 하는 과제][Problem to Solve Invention]

본 발명의 목적은 전해액의 용매의 종류나 지지전해질 농도에 의하지 않고 전해액의 함침량을 많게 할 수 있어, 이에 따라 이온전도도를 높일 수 있고, 함침된 전해액이 누설되기 어려운 이온전도체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an ion conductor which can increase the amount of the impregnation of the electrolyte, regardless of the type of solvent of the electrolyte or the concentration of the supporting electrolyte, thereby increasing the ion conductivity and preventing the impregnated electrolyte from leaking. It is done.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명자들은 평균 입자지름 500nm 이하의 무기화합물의 초미립자를 다량 함유하여, BET법에 의한 비(比)표면적이 큰 유기 폴리머의 미립자에 전해액을 함침한 이온전도체가 상기 과제를 만족한다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have found that an ion conductor containing a large amount of ultra fine particles of an inorganic compound having an average particle diameter of 500 nm or less and impregnated with an electrolytic solution in fine particles of an organic polymer having a large specific surface area by the BET method, satisfies the above problems. The present invention has been completed.

즉, 본 발명은 20∼80질량%의 무기화합물의 초미립자를 함유하는 유기 폴리머의 미립자와 상기 유기 폴리머의 미립자 중에 함침된 전해액으로 이루어지며, 상기 무기화합물의 초미립자가 500nm 이하의 평균 입자지름을 갖고, 상기 유기 폴리머의 미립자가 30m2/g 이상의 BET법에 의한 비표면적을 갖는 이온전도체를 제공한다.That is, the present invention is composed of fine particles of an organic polymer containing 20 to 80% by mass of ultrafine particles of an inorganic compound and an electrolyte solution impregnated into fine particles of the organic polymer, wherein the ultrafine particles of the inorganic compound have an average particle diameter of 500 nm or less. The present invention provides an ion conductor in which the fine particles of the organic polymer have a specific surface area by a BET method of 30 m 2 / g or more.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

본 발명의 이온전도체는 전해액의 용매의 종류나 지지전해질의 농도에 의하지 않고 전해액의 함침량을 많게 할 수 있기 때문에 이온전도도가 높고, 함침된 전해액의 누설이 일어나기 어렵다.Since the ion conductor of the present invention can increase the amount of the electrolyte solution impregnated regardless of the kind of the solvent of the electrolyte solution or the concentration of the supporting electrolyte, the ion conductivity is high and the leakage of the impregnated electrolyte is unlikely to occur.

도 1은 본 발명에 있어서의, 이온전도체를 사용한 표시소자의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a display element using an ion conductor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 있어서의, 이온전도체를 사용한 표시소자의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a display element using an ion conductor according to the present invention.

도 3은 실리카의 초미립자를 함유하는 유기 폴리머(폴리아미드)의 미립자의 투과형 전자현미경 사진이다.Fig. 3 is a transmission electron micrograph of fine particles of an organic polymer (polyamide) containing ultrafine particles of silica.

부호의 설명Explanation of the sign

1 본 발명의 이온전도체(전기화학적인 산화환원반응에 의해 변색되는 재료를 함유)1 Ion conductor of the present invention (containing material discolored by electrochemical redox reaction)

2 투명기재 2 Transparent Materials

3 투명전극 3 transparent electrode

4 대향전극 4 counter electrodes

5 밀봉제5 sealant

6 대향기재6 facing equipment

7 전기화학적인 산화환원반응에 의해 변색되는 발색층 7 Coloring layer discolored by electrochemical redox reaction

8 본 발명의 이온전도체8 Ion Conductor of the Invention

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]Best Mode for Carrying Out the Invention

이하, 본 발명의 이온전도체를 상술한다.Hereinafter, the ion conductor of this invention is explained in full detail.

(유기 폴리머 미립자와 무기화합물 초미립자)(Organic polymer fine particles and inorganic compound ultra fine particles)

본 발명의 이온전도체에서 사용되는 유기 폴리머 미립자는 평균 입자지름이 500nm 이하인 무기화합물의 초미립자를 함유하고 있다.The organic polymer fine particles used in the ion conductor of the present invention contain ultrafine particles of an inorganic compound having an average particle diameter of 500 nm or less.

이온전도체의 막강도나 내압(耐壓)특성 등을 개량하는 것을 목적으로, 진성 폴리머 전해질이나 폴리머 겔 전해질에 미크론 오더(order)의 실리카나 알루미나의 무기미립자를 첨가한다는 것이 기재되어 있다.For the purpose of improving the membrane strength, pressure resistance characteristics, and the like of an ion conductor, it has been described that an inorganic fine particle of micron order silica or alumina is added to an intrinsic polymer electrolyte or a polymer gel electrolyte.

그러나 본 발명에서 사용되는 유기 폴리머의 미립자는, 단지 유기 폴리머와 무기화합물을 혼합한 혼합물로는 간단하게는 얻어지지 않고, 평균 입자지름이 500nm 이하인 초미립자의 무기화합물을 20∼80질량% 함유한다. 미크론 오더의 무기화합물의 입자를 함유하는 경우와 달리, 500nm 이하의 초미립자의 무기화합물을 함유하는 유기 폴리머는, 함유율이 증가함으로써 BET법에 의한 비표면적을 매우 크게 할 수 있다.However, the fine particles of the organic polymer used in the present invention are not simply obtained by a mixture of an organic polymer and an inorganic compound, and contain 20 to 80 mass% of ultrafine inorganic compounds having an average particle diameter of 500 nm or less. Unlike the case of containing particles of the inorganic compound of the micron order, the organic polymer containing the ultrafine inorganic compound of 500 nm or less can increase the specific surface area by the BET method by increasing the content.

또, 본 발명에서 사용되는 초미립자의 무기화합물이란, 500nm 이하의 나노 오더의 미립자를 말한다.In addition, the ultrafine inorganic compound used by this invention means the microparticles | fine-particles of a nano order of 500 nm or less.

유기 폴리머의 종류는 무기화합물을 초미립자 상태에서 높은 함유율로 함유할 수 있다면 특별히 제한은 없지만, 금속산화물, 금속수산화물, 금속탄산화물 등의 무기화합물과의 친화성을 가진 극성기를 갖는, 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소가 바람직하다.The type of the organic polymer is not particularly limited as long as it can contain an inorganic compound at a high content in the ultrafine state, but has a polar group having affinity with inorganic compounds such as metal oxides, metal hydroxides, metal carbonates, and the like. Urethane and polyurea are preferred.

이들 유기 폴리머 미립자의 제조방법으로는 디카르복시산 디할라이드, 디할로포르메이트 및 포스겐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과 유기용제를 함유하는 유기용액(A)과, As the method for producing these organic polymer fine particles, an organic solution (A) containing at least one compound selected from the group consisting of dicarboxylic acid dihalide, dihaloformate and phosgene and an organic solvent,

적어도 1종의 알칼리금속 원소와 다른 금속원소와의 금속화합물, 디아민 및 물을 함유하는 수용액(B) Aqueous solution containing metal compound, diamine, and water of at least one alkali metal element and other metal elements (B)

과의 접촉에 의해 일어나는 계면중축합에 의하여 얻는 방법을 들 수 있다.The method obtained by interfacial polycondensation which arises by contact with is mentioned.

예를 들면, 폴리아미드는 디카르복시산 디할라이드와 디아민과의 중축합에 의해 얻어지며, 폴리우레탄은 디클로로포르메이트 등의 디할로포르메이트와 디아민과의 중중합에 의해 얻어지며, 폴리요소는 포스겐 등과 디아민과의 중축합에 의해 얻어지는 것이며, 그 구조는 중축합에 사용되는 이들 모노머의 종류에 따라 결정된다.For example, polyamide is obtained by polycondensation of dicarboxylic acid dihalide and diamine, and polyurethane is obtained by polymerization of diamine and dihaloformates such as dichloroformate and diamine, and polyurea is phosgene and the like. It is obtained by polycondensation with diamine, and the structure is determined according to the kind of these monomers used for polycondensation.

무기화합물로는 금속산화물, 금속수산화물 및 금속탄산화물로 이루어지는 군에서 적어도 1종 선택되는 무기화합물을 바람직한 태양으로 들 수 있지만, 평균 입자지름 500nm 이하의 초미립자를 형성하기 쉽기 때문에 금속산화물이 바람직하다.As an inorganic compound, although the inorganic compound selected from the group which consists of a metal oxide, a metal hydroxide, and a metal carbonate at least 1 type is mentioned as a preferable aspect, metal oxide is preferable because it is easy to form ultrafine particles with an average particle diameter of 500 nm or less.

금속산화물로는 실리카(SiO2), 산화알루미늄, 산화주석, 산화지르코늄, 산화아연, 산화망간 등을 들 수 있다. 함침 가능한 전해액의 양 및 이온전도도의 크기의 관점에서, 실리카 및 산화알루미늄이 바람직하다.Examples of the metal oxides include silica (SiO 2 ), aluminum oxide, tin oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and manganese oxide. In view of the amount of the impregnable electrolyte and the size of the ion conductivity, silica and aluminum oxide are preferred.

상기의 제조방법에 의하면, 무기화합물을 평균 입자지름이 500nm 이하인 초미립자 상태에서, 20∼80질량% 함유할 수 있다. 또한, 유기 폴리머의 미립자로부터 무기화합물의 초미립자가 떨어져 나가기 어려워 전해액 함침능이 높다는 관점에서, 무기화합물의 초미립자의 평균 입자지름은 바람직하게는 300nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 100nm 이하이며, 가장 바람직하게는 50nm 이하이다.According to the above production method, the inorganic compound may be contained in an amount of 20 to 80 mass% in an ultrafine particle state having an average particle diameter of 500 nm or less. Further, from the viewpoint that the ultrafine particles of the inorganic compound are hard to come off from the fine particles of the organic polymer and the electrolyte impregnation ability is high, the average particle diameter of the ultrafine particles of the inorganic compound is preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, most preferably It is 50 nm or less.

이온전도체의 기능으로서의 전해액 함침능력과, 세퍼레이터로서의 가공성이나, 내굴곡성, 내열성 등의 막특성과의 밸런스의 관점에서, 무기화합물의 초미립자 의 함유율은 유기 폴리머 미립자의 30∼70질량%인 것이 바람직하다.In view of the balance between the electrolyte solution impregnation ability as a function of the ion conductor and the film properties such as the workability as the separator, the bending resistance and the heat resistance, the content rate of the ultrafine particles of the inorganic compound is preferably 30 to 70% by mass of the organic polymer fine particles. .

압출기 등의 혼합장치를 사용하여 유기 폴리머에 무기화합물을 복합화시키려고 한 경우, 무기화합물을 500nm 이하의 초미립자 상태에서, 20질량% 이상의 고함유율로 유기 폴리머 미립자에 함유시키는 것은 무기화합물 특유의 자기응집성 때문에 현 상황에서는 매우 곤란하다. 그러나 무기화합물의 표면처리나 분산제, 분산기 등의 개선에 의해 유기 폴리머의 미립자가, 500nm 이하의 초미립자 상태에서 20∼80질량%의 무기화합물을 함유할 수 있으면, 제조방법은 어떠한 방법이라도 좋다.When attempting to complex an inorganic compound with an organic polymer by using a mixing device such as an extruder, it is necessary to include the inorganic compound in the organic polymer fine particles at a high content of 20% by mass or more in an ultrafine particle state of 500 nm or less because of the inherent self-aggregation property of the inorganic compound. This is very difficult in the present situation. However, the production method may be any method as long as the fine particles of the organic polymer can contain 20 to 80% by mass of the inorganic compound in the state of ultrafine particles of 500 nm or less by improving the surface treatment of the inorganic compound, the dispersing agent, the dispersing agent and the like.

상기 유기 폴리머 미립자의 형상은, 평균 입자지름이 1∼1000μm인 미립자인 것이 바람직하다. 또 유기 폴리머의 미립자의 평균 짧은 지름이 20μm 이하로서, 평균 아스펙트비(aspect ratio)가 5∼20인 형상이 바람직하다. 특히 유기 폴리머 미립자가 굴곡 미소섬유(펄프) 형상인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 평균 입자지름은 입자의 짧은 지름과 긴 지름의 산술평균으로 구해지는 입자지름이다. 유기 폴리머가 미립자 형상이 아닐 경우, 유기 폴리머 중의 무기화합물의 초미립자가 비표면적의 형성이나 전해액의 함침에 효과적으로 기여할 수 없다.It is preferable that the shape of the said organic polymer microparticles | fine-particles is microparticles whose average particle diameter is 1-1000 micrometers. Moreover, the average short diameter of the microparticles | fine-particles of an organic polymer is 20 micrometers or less, and the shape whose average aspect ratio is 5-20 is preferable. It is particularly preferable that the organic polymer fine particles have a curved microfiber (pulp) shape. The average particle diameter here is a particle diameter calculated | required by the arithmetic mean of a short diameter and a long diameter of a particle. When the organic polymer is not in the particulate form, the ultrafine particles of the inorganic compound in the organic polymer cannot effectively contribute to the formation of the specific surface area or the impregnation of the electrolyte solution.

본 발명의 이온전도체는 다량의 전해액을 누설하기 어려운 상태로 함침할 수 있어, 무기화합물의 초미립자를 함유한 유기 폴리머의 미립자에 대하여 500∼2000질량%의 전해액을 함침한 이온전도체를 제조할 수 있다.The ion conductor of the present invention can be impregnated in a state where it is difficult to leak a large amount of electrolyte, and an ion conductor impregnated with an electrolyte solution of 500 to 2000% by mass with respect to fine particles of an organic polymer containing ultrafine particles of an inorganic compound can be produced. .

(전해액)(Electrolyte amount)

본 발명에 있어서의 전해액은 지지전해질과 이것을 용해시키는 용매로 구성된다. The electrolyte solution in this invention consists of a supporting electrolyte and the solvent which melt | dissolves this.

용매로는 수계, 비수계의 어느 쪽이라도 좋으며, 물 이외에 프로필렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 2-에톡시 에탄올, 2-메톡시 메탄올, 이소프로필 알코올, N-메틸 피롤리돈, 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드, 아세토니트릴, 부티로니트릴, 글루타로니트릴, 디메톡시 에탄, γ-부티로락톤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 극성 유기용매를 예시할 수 있다. 또, 수계의 경우에는 0℃ 이하에서의 응고를 방지하여, 저온조건하에서도 이온전도체를 사용할 수 있도록 하기 위해서, 상기 비수계 용매 중 물과 상용하는 용매를 상용시켜 이용할 수 있다.The solvent may be either aqueous or non-aqueous, and in addition to water, propylene carbonate, dimethyl carbonate, 2-ethoxy ethanol, 2-methoxy methanol, isopropyl alcohol, N-methyl pyrrolidone, and dimethyl acetate Polar organic solvents, such as amide, dimethyl formamide, acetonitrile, butyronitrile, glutaronitrile, dimethoxy ethane, (gamma) -butyrolactone, ethylene glycol, propylene glycol, can be illustrated. In addition, in the case of an aqueous system, in order to prevent solidification at 0 degrees C or less, and to use an ion conductor under low temperature conditions, the solvent which is compatible with water among the said non-aqueous solvents can be used interchangeably.

지지전해질로는 염화 리튬, 브롬화 리튬, 요오드화 리튬, 과염소산 리튬, 질산 리튬, 황산 리튬, 붕불화 리튬, 육불화 인산 리튬 등의 리튬염; 염화 나트륨, 브롬화 나트륨, 요오드화 나트륨, 염화칼륨, 브롬화칼륨, 요오드화칼륨 등의 할로겐화 알칼리금속; 테트라부틸 암모늄 브로마이드, 테트라부틸 암모늄 클로라이드, 붕불화 암모늄, 붕불화 테트라에틸 암모늄, 붕불화 테트라부틸 암모늄, 과염소산 테트라에틸 암모늄, 과염소산 테트라-n-부틸 암모늄 등의 암모늄염, 황산, 염산, 과염소산 등의 무기산 등을 예시할 수 있다.Examples of the supporting electrolyte include lithium salts such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium perchlorate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium borate fluoride and lithium hexafluorophosphate; Halogenated alkali metals such as sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium chloride, potassium bromide and potassium iodide; Ammonium salts such as tetrabutyl ammonium bromide, tetrabutyl ammonium chloride, ammonium boride, ammonium boride, tetraethyl ammonium boride, tetrabutyl ammonium perchlorate, tetraethyl ammonium perchlorate, tetra-n-butyl ammonium perchlorate, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid Etc. can be illustrated.

지지전해질의 농도는 본 발명의 이온전도체의 용도, 요구성능에 따라 적당하게 설정하면 되고, 특별히 한정되지는 않는다.The concentration of the supporting electrolyte may be appropriately set according to the use and the required performance of the ion conductor of the present invention, and is not particularly limited.

(이온전도체의 제조방법)(Production method of ion conductor)

본 발명의 이온전도체는 디카르복시산 디할라이드, 디할로포르메이트 및 포스겐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과 유기용제를 함유하는 유기용액(A)과, The ion conductor of the present invention comprises an organic solution (A) containing at least one compound selected from the group consisting of dicarboxylic acid dihalide, dihaloformate and phosgene and an organic solvent,

적어도 1종의 알칼리금속 원소와 다른 금속원소와의 금속화합물, 디아민 및 물을 함유하는 수용액(B)Aqueous solution containing metal compound, diamine, and water of at least one alkali metal element and other metal elements (B)

과의 접촉에 의해 일어나는 계면중축합에 의해 유기 폴리머 미립자를 얻는 유기 폴리머 미립자 합성공정과, 상기 유기 폴리머 미립자에 전해액을 함침시켜, 유기 폴리머 미립자에 전해액을 함침시키는 함침공정을 갖는 방법에 의해 제조할 수 있다.The organic polymer fine particle synthesis process of obtaining organic polymer microparticles | fine-particles by the interfacial polycondensation which arises by contact with the above, and the method of having an impregnation process which impregnates the said organic polymer microparticles with an electrolyte solution, and impregnates the organic polymer microparticles with electrolyte solution can be carried out. Can be.

(유기 폴리머 미립자 합성공정)(Organic Polymer Fine Particle Synthesis Process)

본 발명에 적합하게 사용되는 유기 폴리머 미립자 합성공정에서는 상온, 상압하에서 10초∼수 분 정도의 교반조작에 의해, 유기용액(A) 중의 모노머와 수용액(B) 중의 디아민이 신속하게 중축합하여, 유기 폴리머가 높은 수율로 얻어진다. 이때, 규산 알칼리 등의 금속화합물 중의 알칼리금속이 모노머와 디아민과의 중축합 시에 발생하는 할로겐화수소의 제거제로 작용함으로써 유기 폴리머의 미립자 생성을 촉진한다. 본 반응과 동시에, 알칼리금속 함유 금속화합물은, 그 알칼리금속 성분이 제거되어, 규산 알칼리를 이용한 경우에는 실리카(유리)로, 다른 금속화합물을 이용한 경우에는 알칼리금속 이외의 금속원소를 갖는 무기화합물로 전화(轉化)됨으로써 유기용액이나 물에 불용화하여 고체로 석출된다. 이때, 모노머와 디아민과의 중축합에 의한 유기 폴리머 미립자의 생성과, 무기화합물의 초미립자의 석출은, 어느 한쪽만 발생하지는 않고 평행하게 일어나기 때문에, 무기화합물의 초미립자가 응집구조를 취하지 않아, 나노미터 오더의 초미립자를 형성할 수 있다.In the organic polymer fine particle synthesizing step suitably used in the present invention, the monomer in the organic solution (A) and the diamine in the aqueous solution (B) are rapidly polycondensed by stirring under normal temperature and normal pressure for about 10 seconds to several minutes. The polymer is obtained in high yield. At this time, the alkali metal in the metal compound such as alkali silicate acts as a remover of hydrogen halide generated during polycondensation of the monomer and the diamine, thereby promoting the formation of fine particles of the organic polymer. Simultaneously with this reaction, the alkali metal-containing metal compound is a silica (glass) when the alkali metal component is removed, and an inorganic compound having a metal element other than the alkali metal when other silica compounds are used. By inversion, it becomes insoluble in an organic solution or water and precipitates as a solid. At this time, the production of the organic polymer fine particles by the polycondensation of the monomer and the diamine and the precipitation of the ultrafine particles of the inorganic compound occur in parallel instead of only one of them. The ultrafine particles of the order can be formed.

유기용액(A) 중의 디카르복시산 디할라이드로는 숙신산, 아디프산(adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 세바스산(sebacic acid) 등의 지방족 디카르복시 산의 산할로겐화물; 이소프탈산, 테레프탈산 등의 방향족 디카르복시산의 산할로겐화물; 또는 방향환(芳香環)의 수소를 치환한 방향족 디카르복시산의 산할로겐화물 등을 들 수 있다.Examples of the dicarboxylic acid dihalide in the organic solution (A) include acid halides of aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid; Acid halides of aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid and terephthalic acid; Or the acid halide of aromatic dicarboxylic acid which substituted hydrogen of the aromatic ring, etc. are mentioned.

유기용액(A) 중의 디할로포르메이트 화합물로는, 예를 들면 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올 등의 지방족 디올류의 수산기를 모두 포스겐화 처리에 의해 클로로포르메이트화한 것; 레조르신(1,3-디히드록시 벤젠), 히드로퀴논(1,4-디히드록시 벤젠) 등 1개 또는 2개 이상의 방향환에 수산기를 2개 가진 2가 페놀류의 수산기를 모두 포스겐화 처리에 의해 클로로포르메이트화한 것을 들 수 있다.As the dihaloformate compound in the organic solution (A), for example, hydroxyl groups of aliphatic diols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,8-octanediol All chloroformatted by phosgenation treatment; All hydroxyl groups of dihydric phenols having two hydroxyl groups in one or two or more aromatic rings, such as resorcin (1,3-dihydroxy benzene) and hydroquinone (1,4-dihydroxy benzene), are all used for the phosgenation treatment. And chloroformatted.

유기용액(A) 중의 포스겐으로는 포스겐, 디포스겐 및 트리포스겐을 들 수 있다.Phosgene in the organic solution (A) includes phosgene, diphosgene, and triphosgen.

이상 예시한 모노머류는 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The monomers illustrated above can be used individually or in combination of 2 or more types.

본 발명에서는 유기용액(A) 중의 모노머를 선택함으로써, 유기 폴리머의 종류를 바꿀 수 있다. 모노머로서 디카르복시산 디할라이드를 사용한 경우에는 폴리아미드를, 디할로포르메이트를 사용한 경우에는 폴리우레탄을, 포스겐을 사용한 경우에는 폴리요소를, 수용액(B) 중의 디아민과의 반응에 의해 얻을 수 있다.In this invention, the kind of organic polymer can be changed by selecting the monomer in organic solution (A). Polyamide can be obtained when dicarboxylic acid dihalide is used as a monomer, polyurethane can be obtained when dihaloformate is used, and polyurea can be obtained by reaction with diamine in aqueous solution (B) when phosgene is used.

유기용액(A)에 사용되는 유기용매로는 상기 각종 모노머나 디아민과는 반응하지 않고, 유기용액(A) 중의 각종 모노머를 용해시키는 것이라면 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 이 중 물과 비상용인 것으로는 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, n-헥산 등의 지방족 탄화수소류, 클로로포름, 염화메틸렌 등의 할로겐화 탄화수소류, 시클로헥산 등의 지환식(脂環式) 탄화수소류를, 물과 상용하는 것으로는, 테트라히드로푸란 등의 에테르류, 아세톤, 메틸에틸 케톤 등의 케톤류, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필 등의 아세트산 알킬 등을 대표적인 예로 들 수 있다.The organic solvent used in the organic solution (A) can be used without particular limitation as long as it does not react with the various monomers or diamines and dissolves the various monomers in the organic solution (A). Among them, incompatible with water include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, halogenated hydrocarbons such as chloroform and methylene chloride, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane. As compatible with water, examples thereof include ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alkyl acetates such as ethyl acetate and propyl acetate, and the like.

유기용액(A)의 유기용매로서 물과 비상용인 용제를 사용한 경우, 중축합반응은 유기용액(A)과 수용액(B)과의 계면에서만 발생하는 계면중축합이 되어 섬유형상(펄프 모양)의 유기 폴리머가 얻어지기 쉽다. 특히, 유기용액(A) 중의 모노머에 지방족 디카르복시산의 산할로겐화물을, 수용액(B) 중의 모노머로서 지방족 디아민을 사용한 경우에는, 얻어지는 유기 폴리머의 분자량을 용이하게 높일 수 있기 때문에, 섬유 형상의 유기 폴리머 미립자가 얻어지기 쉽다.When water and an incompatible solvent are used as the organic solvent of the organic solution (A), the polycondensation reaction is an interfacial polycondensation that occurs only at the interface between the organic solution (A) and the aqueous solution (B) to form a fibrous (pulp) shape. An organic polymer is easy to be obtained. In particular, when an acid halide of an aliphatic dicarboxylic acid is used as the monomer in the organic solution (A) and an aliphatic diamine is used as the monomer in the aqueous solution (B), the molecular weight of the organic polymer obtained can be easily increased. Polymer fine particles are easy to obtain.

한편, 유기용액(A)의 유기용매로서 물과 상용하는 용제를 사용한 경우에는, 유기용매와 물이 유화한 상태에서 중축합이 발생하기 때문에, 분체 형상의 유기 폴리머 미립자가 용이하게 얻어진다. 어느 유기용매를 사용한 경우라도, 얻어지는 유기 폴리머 미립자가 분체 또는 섬유상이며, 함유하는 무기화합물이 초미립자 상태이기 때문에 비표면적이 커져, 전해액을 용이하고, 신속하게, 또한 대량으로 함침할 수 있다.On the other hand, when a solvent compatible with water is used as the organic solvent of the organic solution (A), since polycondensation occurs in the state where the organic solvent and water are emulsified, powdery organic polymer fine particles are easily obtained. Even when any organic solvent is used, the obtained organic polymer fine particles are powder or fibrous, and the inorganic compound to be contained is in an ultrafine state, and thus the specific surface area is increased, so that the electrolyte solution can be easily, quickly and largely impregnated.

수용액(B) 중의 디아민으로는 유기용액(A) 중의 각 모노머와 반응하여, 유기 폴리머를 생성하는 것이라면 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 1,8-디아미노옥탄 등의 지방족 디아민, m-페닐렌 디아민, p-페닐렌 디아민 등의 방향족 디아민, 또는 방향환의 수소를 치환한 방향족 디아민 유도체 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.The diamine in the aqueous solution (B) can be used without particular limitation as long as it reacts with each monomer in the organic solution (A) to produce an organic polymer. Specifically, aliphatic diamines, such as 1, 3- diamino propane, 1, 4- diamino butane, 1, 6- diamino hexane, and 1, 8- diamino octane, m-phenylene diamine, p-phenylene Aromatic diamine, such as diamine, or the aromatic diamine derivative which substituted hydrogen of the aromatic ring, etc. are mentioned. You may use these individually or in combination of 2 or more types.

유기용액(A) 중의 모노머 농도 및 수용액(B) 중의 디아민 농도는 중축합반응이 충분히 진행되면 특별히 제한되지 않지만, 각각의 모노머끼리를 양호하게 접촉시킨다는 관점에서, 0.01∼3몰/L의 농도범위, 특히 0.05∼1몰/L가 바람직하다.The monomer concentration in the organic solution (A) and the diamine concentration in the aqueous solution (B) are not particularly limited as long as the polycondensation reaction proceeds sufficiently, but the concentration range of 0.01 to 3 mol / L from the viewpoint of bringing each monomer into good contact with each other. In particular, 0.05-1 mol / L is preferable.

수용액(B) 중의 규산 알칼리로는 JIS K 1408에 기재된 물유리 1호, 2호, 3호 등의 A2O·nSiO2의 조성식으로 표시되는 것을 들 수 있다. 여기서, A는 알칼리금속, n의 평균값은 1.8∼4이다. 규산 알칼리에 포함되는 알칼리금속 화합물이, 유기용액(A) 중의 모노머와 수용액(B) 중의 디아민이 중축합할 때 발생하는 산의 제거제로 작용함으로써, 규산 알칼리는 모노머와 디아민과의 중축합을 촉진함과 동시에, 극성 용매에 불용인 산화규소(실리카)로 전화함으로써 유기 폴리머의 미립자 중에 함유되는 무기화합물의 초미립자의 원료도 된다.To alkali silicate in the aqueous solution (B) include those represented by the No. 1, No. 2, No. 3 and so on of the composition formula of A 2 O · nSiO 2 water glass according to JIS K 1408. Here, A is an alkali metal and the average value of n is 1.8-4. Alkali metal compounds contained in the alkali silicate act as a remover of the acid generated when the monomer in the organic solution (A) and the diamine in the aqueous solution (B) polycondense, whereby the silicate alkali promotes the polycondensation of the monomer and the diamine. At the same time, by converting into silicon oxide (silica) which is insoluble in a polar solvent, a raw material of ultrafine particles of the inorganic compound contained in the fine particles of the organic polymer can also be used.

수용액(B) 중의, 적어도 1종의 알칼리금속 원소와 다른 금속원소와의 금속화합물로는 일반식 AxMyBz로 표시할 수 있는 화합물을 들 수 있다. 여기서, A는 알칼리금속 원소이며, M은 주기율표 제3∼제12족의 전이금속 원소 또는 주기율표 제13∼16족의 전형금속 원소이며, B는 O, CO3, OH로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기(基)이며, x, y, z는 A, M 및 B의 결합을 가능하게 하는 수이다. 상기 일반식 AxMyBz로 표시되는 화합물은 물에 용해되어 염기성을 나타내는 것이 바람직하 다. 알칼리금속 함유 금속화합물에 포함되는 알칼리금속도 또한 규산 알칼리 중의 알칼리금속 화합물과 마찬가지로, 중축합 시에 발생하는 산의 제거제로 작용함으로써 모노머와 디아민과의 중축합을 촉진함과 동시에, 극성 용매에 불용인 금속화합물로 전화함으로써 유기 폴리머가 함유하는 무기화합물의 초미립자의 원료가 된다., Of a metal compound with the alkali metal element and other metal elements in at least one kind of the aqueous solution (B) it may be a compound that can be represented by the general formula A x M y B z. Here, A is an alkali metal element, M is a transition metal element of group 3 to 12 of the periodic table or a typical metal element of group 13 to 16 of the periodic table, and B is at least selected from the group consisting of O, CO 3 , OH It is 1 type, and x, y, z are numbers which allow the coupling | bonding of A, M, and B. It is preferable that the compound represented by the general formula A x M y B z is dissolved in water to show basicity. Alkali metals contained in the alkali metal-containing metal compounds also act as a remover of the acid generated during polycondensation, in the same way as alkali metal compounds in alkali silicates, thereby promoting polycondensation between monomers and diamines and insoluble in polar solvents. By converting into a phosphorus metal compound, it becomes a raw material of ultrafine particles of an inorganic compound contained in an organic polymer.

알칼리금속 함유 금속화합물 중, 상기 일반식 중의 B가 O(산소원자)인 화합물로는 아연산 나트륨, 알루민산 나트륨, 아크롬산 나트륨, 몰리브덴산 나트륨, 주석산 나트륨, 티탄산 나트륨, 바나딘산 나트륨, 텅스텐산 나트륨 등의 나트륨 복합 산화물; 아연산 칼륨, 알루민산 칼륨, 아크롬산 칼륨, 몰리브덴산 칼륨, 주석산 칼륨, 망간산 칼륨, 탄탈산 칼륨, 텅스텐산 칼륨, 금산 칼륨, 은산 칼륨 등의 칼륨 복합 산화물; 알루민산 리튬, 몰리브덴산 리튬, 주석산 리튬 등의 리튬 복합 산화물 이외에, 루비듐 복합 산화물, 세슘 복합 산화물 등을 들 수 있다.Among the alkali metal-containing metal compounds, compounds in which B in the general formula is O (oxygen atom) include sodium zincate, sodium aluminate, sodium chromate, sodium molybdate, sodium stannate, sodium titanate, sodium vanadate, and tungsten Sodium complex oxides such as sodium acid; Potassium complex oxides such as potassium zincate, potassium aluminate, potassium chromate, potassium molybdate, potassium stannate, potassium manganate, potassium tantalate, potassium tungstate, potassium stannate, potassium nitrate and the like; In addition to lithium complex oxides, such as lithium aluminate, lithium molybdate, and lithium stannate, a rubidium complex oxide, a cesium complex oxide, etc. are mentioned.

상기 일반식 중의 B가 CO3와 OH의 양쪽 기를 포함하는 알칼리금속 함유 금속화합물로는 탄산아연 칼륨, 탄산니켈 칼륨, 탄산지르코늄 칼륨, 탄산코발트 칼륨, 탄산주석 칼륨 등을 예시할 수 있다.Examples of the alkali metal-containing metal compound in which B in the general formula includes both groups of CO 3 and OH include zinc carbonate, nickel carbonate, potassium zirconium carbonate, cobalt carbonate, tin carbonate, and the like.

이들 알칼리금속 함유 금속화합물은 물에 용해시켜 사용하기 때문에, 수화물이라도 된다. 또한, 이들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 규산 알칼리와 동시에 사용해도 된다.Since these alkali metal containing metal compounds are dissolved and used in water, they may be a hydrate. In addition, these can be used individually or in combination of 2 or more types. Moreover, you may use simultaneously with the said silicate alkali.

무기화합물로는 금속산화물이 바람직하며, 금속산화물로는 산화알루미늄, 산화주석, 산화지르코늄, 산화아연, 산화망간, 산화몰리브덴, 산화텅스텐 및 실리카 를 들 수 있다. 이 중에서도 미립자의 평균 입자지름이 작아 미분산성(微分散性)이 양호하기 때문에, 산화알루미늄 및 실리카가 바람직하다.The inorganic compound is preferably a metal oxide, and examples of the metal oxide include aluminum oxide, tin oxide, zirconium oxide, zinc oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide and silica. Among these, aluminum oxide and silica are preferable because the average particle diameter of the fine particles is small and the microdispersibility is good.

한편, 유기 폴리머로는 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소가 바람직하다. 유기 폴리머의 미립자 형상 및 무기화합물의 초미립자 형상은 유기 폴리머와의 조합에 따라 다르다. 이 조합 중에서는 폴리아미드의 유기 폴리머 미립자에 산화알루미늄 및/또는 실리카의 초미립자가 함유되어 있는 유기 폴리머의 미립자를 바람직한 태양으로 들 수 있다.On the other hand, as the organic polymer, polyamide, polyurethane and polyurea are preferable. The particulate shape of the organic polymer and the ultrafine particle shape of the inorganic compound depend on the combination with the organic polymer. In this combination, microparticles | fine-particles of the organic polymer in which the ultrafine particle | grains of aluminum oxide and / or silica are contained in the organic polymer microparticles of polyamide are mentioned as a preferable aspect.

(유기 폴리머 미립자의 제조장치)(Production apparatus for organic polymer fine particles)

상기의 제조방법에 의한 유기 폴리머 미립자의 합성에 사용되는 제조장치로는 유기용액(A)과 수용액(B)을 양호하게 접촉시킬 수 있는 장치라면 특별히 한정되지 않으며, 연속식, 배치식(batch type) 중 어느 방식이라도 가능하다. 수용액(B) 중의 디아민으로서 지방족 디아민을, 유기용액(A) 중의 모노머로서 지방족 디카르복시산 디할라이드를 사용한 경우에는 중축합에 의해 강고한 겔상태의 물질이 생성되는 경우가 있다. 그 경우에는 겔을 파쇄하여 반응을 진행시키기 때문에 높은 전단력을 가진 믹서를 사용하는 것이 바람직하며, 믹서의 예로는 오스터라이저(OSTERIZER) 사 제품의 블렌더 등을 들 수 있다.The manufacturing apparatus used for synthesizing the organic polymer fine particles by the above production method is not particularly limited as long as it is a device capable of bringing the organic solution (A) and the aqueous solution (B) into good contact, and is a continuous or batch type. ) Can be any way. When aliphatic diamine is used as the diamine in the aqueous solution (B) and aliphatic dicarboxylic acid dihalide is used as the monomer in the organic solution (A), a solid gel-like substance may be produced by polycondensation. In this case, it is preferable to use a mixer having a high shear force because the gel is crushed to advance the reaction, and examples of the mixer include a blender manufactured by OSTERIZER.

유기용액(A) 중의 모노머와 수용액(B) 중의 디아민과의 중축합반응은, 예를 들면 -10∼50℃의 상온 부근의 온도범위에서 충분히 진행된다. 따라서 유기용액(A)과 수용액(B)을 접촉시키는 온도는 -10∼50℃의 상온 부근의 온도범위로 한다. 이때, 가압, 감압도 필요로 하지 않는다. 또한, 중축합반응은 사용하는 모노 머종이나 반응장치에도 의하지만, 보통 15분 이하의 단시간에 완결된다.The polycondensation reaction between the monomer in the organic solution (A) and the diamine in the aqueous solution (B) proceeds sufficiently in the temperature range around normal temperature of, for example, -10 to 50 ° C. Therefore, the temperature at which the organic solution (A) and the aqueous solution (B) are brought into contact with each other is set at a temperature in the vicinity of room temperature of -10 to 50 ° C. At this time, pressurization and pressure reduction are not required. In addition, although polycondensation reaction is based also on the monomer type and the reactor used, it is usually completed in a short time of 15 minutes or less.

(이온전도체의 제작공정)(Production process of ion conductor)

이렇게 해서 얻은 유기 폴리머의 미립자에 전해액을 함침함으로써 본 발명의 이온전도체를 얻을 수 있다. 상기 유기 폴리머 미립자 합성공정에서 얻어진 유기 폴리머 미립자는, 유기 폴리머 미립자에 대하여 400∼700질량%의 물을 함침한 웨트 케이크(wet cake) 상태로 얻어지지만, 웨트 케이크 상태의 유기 폴리머 미립자에 전해액을 함침시켜, 물을 전해액으로 치환해도 되고, 웨트 케이크 상태의 유기 폴리머 미립자를 일단 건조시켜, 건조상태의 유기 폴리머 미립자에 전해액을 함침시켜도 된다. 다만, 웨트 케이크 상태의 유기 폴리머 미립자를 건조시키면, 유기 폴리머의 극성기에서 유래되는 수소결합에 의해, 유기 폴리머 미립자가 강고하게 고화하여, 유기 폴리머 미립자가 전해액을 흡수하기 어려워져, 전해액의 함침량을 그다지 많게 할 수 없게 되므로, 웨트 케이크 상태의 유기 폴리머 미립자에 전해액을 함침시켜, 극성 용매를 전해액으로 치환하는 방법이 바람직하다.The ion conductor of this invention can be obtained by impregnating electrolyte solution to the microparticles | fine-particles of the organic polymer obtained in this way. Although the organic polymer microparticles | fine-particles obtained by the said organic polymer microparticles | fine-particles synthesis process are obtained in the wet cake state which impregnated 400-700 mass% water with respect to the organic polymer microparticles | fine-particles, the organic polymer microparticles | fine-particles of a wet cake state impregnated electrolyte solution. The water may be replaced with an electrolyte solution, and the organic polymer fine particles in the wet cake state may be dried once, and the organic polymer fine particles in the dry state may be impregnated with the electrolyte solution. However, when the organic polymer microparticles in the wet cake state are dried, the organic polymer microparticles solidify firmly by hydrogen bonding derived from the polar group of the organic polymer, and the organic polymer microparticles hardly absorb the electrolyte solution, and the amount of the electrolyte solution impregnation is reduced. Since it cannot become much, the method of impregnating electrolyte solution to the organic polymer microparticles | fine-particles of a wet cake state, and replacing a polar solvent with electrolyte solution is preferable.

유기 폴리머의 미립자에 전해액을 함침하는 방법으로는, 미리 제조한 전해액 중에 유기 폴리머 미립자를 투입하여, 충분히 분산시킨 후에 여과하는 방법이나, 전해액을 유기 폴리머 미립자에 유통시킴으로써 전해액을 함침시키는 방법, 유기 폴리머 미립자를 전해액 중에서 분산시킨 후, 원래부터 함유하고 있던 극성 용매를 증류 제거하는 방법 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서의 유기 폴리머 미립자는, 후술의 추정 기구(機構)에 의해 전해액 함침특성이 매우 높기 때문에, 전해액 중에 유기 폴리머 미립자를 투입, 분산시켜 여과를 행하는 간단한 조작을 실시하는 것만으로, 유기 폴리머 미립자에 대하여 500∼2000질량%의 전해액을 함침시킨 웨트 케이크로 할 수 있다. 또한, 유기 폴리머 미립자의 전해액에의 분산도 상기 유기 폴리머 미립자가 섬유상 또는 분체로 얻어지기 때문에, 범용의 배치식 교반층을 사용하여 용이하게 실시할 수 있다.As a method of impregnating an electrolyte solution to the microparticles of an organic polymer, the method of making organic polymer microparticles | fine-particles in a previously prepared electrolyte solution, fully disperse | distributing, and filtering, the method of impregnating electrolyte solution by circulating an electrolyte solution to organic polymer microparticles, and an organic polymer Although the method of distilling off the polar solvent originally contained after disperse | distributing microparticles | fine-particles in electrolyte solution is mentioned, It is not limited to these. Since the organic polymer fine particles in the present invention have very high electrolyte solution impregnation characteristics by the estimation mechanism described later, the organic polymer fine particles are simply subjected to a simple operation of injecting and dispersing the organic polymer fine particles in the electrolyte solution and performing filtration. It can be set as the wet cake which impregnated 500-2000 mass% electrolyte solution with respect to microparticles | fine-particles. Moreover, since the said organic polymer microparticles | fine-particles are obtained in fibrous form or powder, dispersion of organic polymer microparticles | fine-particles in electrolyte solution can also be easily performed using a general-purpose batch type stirring layer.

(이온전도체의 가공특성)(Processing Characteristics of Ion Conductor)

유기 폴리머 미립자가 섬유 형상, 특히 바람직하게는 섬유지름이 20μm 이하로 아스펙트비가 10 이상의 펄프 형상을 가진 경우에는 초지성(抄紙性)을 갖고, 분체의 경우에는 도공성(塗工性)을 갖고 있어, 유기 폴리머 미립자 자체가 가공성을 가져 다루기 쉽다는 특징을 갖고 있다. 특히 유기 폴리머 미립자가 섬유 형상인 경우에는 유기 폴리머 미립자에 전해액을 분산시킨 액을 여과함으로써, 인장강도나 가요성(可撓性, flexibility)이나 굴곡에 대한 추수성(追隨性)이 높은 웨트 케이크를 얻을 수 있다. 그 때문에 다른 재료의 복합화나 혼합의 필요 없이, 유기 폴리머 미립자와 전해액만으로 이루어지는 이온전도체를 사용해도 세퍼레이터로서의 역할을 겸할 수 있다.When the organic polymer fine particles have a fibrous shape, particularly preferably a fiber diameter of 20 μm or less and a pulp shape with an aspect ratio of 10 or more, it has papermaking properties, and in the case of powder, it has coating properties. The organic polymer fine particles themselves have the processability and are easy to handle. In particular, in the case where the organic polymer fine particles are fibrous, a wet cake having high tensile strength, flexibility, or high yieldability against bending may be obtained by filtering the liquid in which the electrolyte is dispersed in the organic polymer fine particles. You can get it. Therefore, even if the ion conductor which consists only of organic polymer microparticles | fine-particles and electrolyte solution is used, without having to complex or mix another material, it can serve as a separator.

(이온전도 특성의 발현을 위한 전해액의 함침기구(機構))(Immersion Mechanism of Electrolyte for Expression of Ionic Conductivity)

본 발명의 이온전도체는, 유기 폴리머 미립자에 대하여 500∼2000질량%의 다량의 전해액을 함침할 수 있으므로, 지지전해질을 용해시킨 전해액과 거의 동등한 이온전도성을 가질 수 있다. 본 발명의 이온전도체에 있어서의 전해액 함침특성은, 유기 폴리머 미립자의 유기 폴리머 및 유기 폴리머가 함유하는 무기화합물의 초미립자가 가지는 화학적 특성 및 형상적인 인자에 의해 발현되고 있다고 생각된 다.Since the ion conductor of the present invention can be impregnated with a large amount of an electrolyte solution of 500 to 2000% by mass with respect to the organic polymer fine particles, the ion conductor can have almost the same ion conductivity as the electrolyte solution in which the supporting electrolyte is dissolved. The electrolyte solution impregnation characteristic in the ion conductor of the present invention is considered to be expressed by the chemical properties and geometrical factors of the ultrafine particles of the organic polymer of the organic polymer fine particles and the inorganic compound contained in the organic polymer.

유기 폴리머 미립자 중의 무기화합물은, 실리카, 금속산화물, 금속수산화물 및 금속탄산화물 등으로 대표되는 바와 같이, 극성 용매와의 친화성이 높다. 또한, 무기화합물의 함유율은 20∼80질량%로 높고, 또한 무기화합물은 평균 입자지름 500nm 이하의 초미립자이다.The inorganic compound in organic polymer microparticles | fine-particles has high affinity with a polar solvent, as represented by a silica, a metal oxide, a metal hydroxide, a metal carbonate, etc. Moreover, the content rate of an inorganic compound is 20-80 mass% high, and an inorganic compound is ultrafine particle with an average particle diameter of 500 nm or less.

또한, 유기 폴리머도 미립자 형상을 갖기 때문에, 무기화합물의 초미립자가 유기 폴리머의 내부가 아니라, 유기 폴리머 미립자의 표면에 존재하기 쉽다. 단위질량당의 표면적이 매우 큰 나노미터 오더의 무기화합물의 미립자가 유기 폴리머의 미립자 표면에 존재함으로써, 더욱 넓은 표면에 의해 극성 용매에의 강한 친화성이 부여된다. 또한, 유기 폴리머 미립자 간에도 표면에 존재하는 초미립자의 무기화합물에 의해 공극이 생김으로써, 유기 폴리머 미립자에는 다량의 전해액의 함침특성이 발현된다고 생각한다.In addition, since the organic polymer also has a particulate form, ultrafine particles of the inorganic compound are likely to be present on the surface of the organic polymer fine particles, not inside the organic polymer. Since the fine particles of the inorganic compound of nanometer order having a very large surface area per unit mass exist on the surface of the fine particles of the organic polymer, a stronger affinity to the polar solvent is provided by the wider surface. In addition, it is considered that the voids are formed by the inorganic particles of the ultrafine particles existing on the surface among the organic polymer fine particles, so that the organic polymer fine particles exhibit the impregnation characteristics of a large amount of electrolyte solution.

이와 같이, 본 발명의 이온전도체는 물을 비롯한 극성 용매의 대부분을 함침 할 수 있으므로, 전해액의 극성 용매의 종류에 제한이 없다. 또한, 전해액 중의 지지전해질의 농도를 올려도 전해액 함침특성은 거의 영향을 받지 않는다.As described above, since the ion conductor of the present invention can impregnate most of the polar solvent including water, there is no limitation on the kind of the polar solvent of the electrolyte solution. Further, even if the concentration of the supporting electrolyte in the electrolyte is increased, the electrolyte impregnation characteristic is hardly affected.

비표면적을 크게 하여 전해액의 함침량을 많게 하기 위해서는, 무기화합물의 초미립자의 평균 입자지름은 바람직하게는 300nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이하이다. 또한, 무기화합물의 초미립자의 유기 폴리머 중의 함유율은 40질량% 이상이 바람직하고, 60질량% 이상이 보다 바람직하며, 본 발명의 폴리머 미립자는 80질량% 함유할 수 있다.In order to increase the specific surface area to increase the impregnation amount of the electrolyte, the average particle diameter of the ultrafine particles of the inorganic compound is preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less. Moreover, 40 mass% or more is preferable, as for the content rate in the ultrafine particle of the ultrafine particle of an inorganic compound, 60 mass% or more is more preferable, and the polymer fine particle of this invention can contain 80 mass%.

(비표면적)(Specific surface area)

유기 폴리머의 미립자가 함유하는 무기화합물의 초미립자의 함유율이 20질량%에서 80질량%로 증가함에 따라 BET 다점법(multi-point method)으로 측정한 비표면적이 30m2/g∼150m2/g으로 증가하는 것은 상기 함침기구를 지지하는 것이다.The BET multi-point method (multi-point method) a specific surface area of 30m 2 / g~150m 2 / g as measured as the content of the ultrafine particles of the inorganic fine particles containing the polymer of the organic compound increases from 20 mass% to 80 mass% To increase is to support the impregnation mechanism.

특히 무기화합물이 실리카 또는 산화알루미늄인 경우에는, 무기화합물의 초미립자의 입자지름이 약 10나노미터로 매우 미소하면서, 상기 무기화합물의 미립자끼리가 일부분 연결된 네트워크 구조를 형성하고 있는 것이 투과형 전자현미경(TEM) 관찰에 의해 밝혀졌다. 이 구조에 의해 상기 유기 폴리머 미립자는 50∼150m2/g의 높은 비표면적을 가지고 있어, 더욱 높은 전해액 함침성을 가질 수 있다.In particular, when the inorganic compound is silica or aluminum oxide, the ultrafine particles of the inorganic compound have a very small particle diameter of about 10 nanometers, and form a network structure in which the fine particles of the inorganic compound are partially connected to each other. ) Revealed by observation. By this structure, the organic polymer fine particles have a high specific surface area of 50 to 150 m 2 / g, and can have higher electrolyte solution impregnation.

유기 폴리머가 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소인 경우에는 폴리머가 갖는 아미드 결합, 우레탄 결합 및 요소결합이 무기화합물의 미립자 함유 및 극성 용매에의 친화성을 가짐으로써, 보다 많은 전해액을 함침할 수 있게 되어 바람직하다.When the organic polymers are polyamides, polyurethanes, and polyurea, the amide bonds, urethane bonds, and urea bonds possessed by the polymers have an affinity for containing fine particles of inorganic compounds and polar solvents, so that more electrolytes can be impregnated. Is preferred.

이와 같이 유기 폴리머 성분도 전해액 함침특성에 기여하고 있지만, 유기 폴리머의 친화성만으로는 많은 전해액을 함침할 수 없다. 상기한 유기 폴리머 미립자 합성공정에서 알칼리금속을 가진 금속화합물 대신에 가성소다를 사용하여 무기화합물을 함유하지 않는 유기 폴리머(폴리아미드) 미립자를 합성한 경우에는, 유기 폴리머의 미립자는 섬유 형상을 가짐에도 불구하고 1m2/g 미만의 BET 비표면적밖에 나타내지 않았고, 전해액의 함침량도 매우 낮은 값을 나타냈다. 이로부터도, 본 발명의 이온전도체는 미립자 상태의 유기 폴리머와 이것에 함유되는 초미립자 상태의 무기화합물의 조합이 중요하며, 30m2/g 이상의 BET 비표면적을 갖는 유기 폴리머가 본 발명의 목적을 충족시키는 이온전도체를 제공한다.In this way, the organic polymer component also contributes to the electrolyte solution impregnation characteristics, but many electrolyte solutions cannot be impregnated only by the affinity of the organic polymer. When the organic polymer (polyamide) fine particles containing no inorganic compound are synthesized by using caustic soda instead of the metal compound having alkali metal in the above-described organic polymer fine particle synthesis process, the fine particles of the organic polymer have a fibrous shape. Nevertheless, only the BET specific surface area of less than 1 m 2 / g was shown, and the amount of the electrolyte impregnation was also very low. From this, the combination of the organic polymer in the particulate state and the inorganic compound in the ultrafine state contained in the ion conductor of the present invention is important, and the organic polymer having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more satisfies the object of the present invention. It provides an ion conductor to make.

본 발명의 이온전도체의 이온전도도는 유기 폴리머에 함침되는 전해액의 양 및 그 이온전도도에 따라 크게 다르지만, 1×10-3S/cm 이상을 달성할 수 있고, 보다 바람직하게는 2×10-3S/cm 이상, 더욱 바람직하게는 5×10-3S/cm 이상을 달성할 수 있다.The ion conductivity of the ion conductor of the present invention varies greatly depending on the amount of the electrolyte solution impregnated with the organic polymer and its ion conductivity, but more than 1 × 10 −3 S / cm can be achieved, more preferably 2 × 10 −3 S / cm or more, more preferably 5 × 10 −3 S / cm or more can be achieved.

(기계적·열적 특성)(Mechanical and thermal characteristics)

종래의 폴리머 겔 전해질 등의 이온전도체는, 세퍼레이터로서 단락이 일어나지 않기 위한 내굴곡성, 내열성 등의 막특성과, 고이온전도성과의 양립이 충분하지 않았다.Conventional ion conductors such as polymer gel electrolytes are not sufficiently compatible with high ionic conductivity and membrane properties such as bending resistance and heat resistance for preventing short circuit as a separator.

본 발명에서 사용되는 유기 폴리머의 미립자는, 무기화합물의 미립자가 유기 폴리머에 대한 보강효과를 갖기 때문에, 높은 내열성을 가질 수 있다(예를 들면, 유기 폴리머가 폴리아미드, 무기화합물이 실리카이며, 실리카의 함유율이 60질량%인 유기 폴리머의 미립자는 300℃까지 물성변화가 일어나지 않는다). 이것에 극성 용매를 함침시킨 본 발명의 이온전도체도 또한 내열성이 우수하다.The fine particles of the organic polymer used in the present invention can have high heat resistance because the fine particles of the inorganic compound have a reinforcing effect on the organic polymer (for example, the organic polymer is polyamide, the inorganic compound is silica, and silica The microparticles | fine-particles of the organic polymer whose content rate of is 60 mass% do not change a physical property to 300 degreeC). The ion conductor of this invention which impregnated this with a polar solvent is also excellent in heat resistance.

(내용제성, 반복내구성)(Solvent resistance, repeated durability)

아울러, 본 발명에 있어서의 유기 폴리머의 미립자는 높은 내용매성을 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 폴리머가 폴리아미드이고, 무기화합물이 실리카인 유기 폴리머의 미립자를 사용한 경우에는 폴리아미드를 용해하는 크레졸류와, 실리카를 용해하는 강알칼리 용액 이외의 액체에는 매우 안정하다. 이 때문에, 염산이나 황산이나 질산이 용해된 강산 용액이라도 전해액으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 이온전도체를 이차전지나 전기이중층 커패시터 등의 전기화학장치나, 전기화학형 표시장치의 부재로 사용한 경우, 반복 충방전이나 소발색(消發色)을 실시해도 유기 폴리머 미립자의 열화는 거의 없다.In addition, the microparticles | fine-particles of the organic polymer in this invention can have high solvent resistance. For example, when microparticles of an organic polymer in which an organic polymer is polyamide and an inorganic compound is silica are used, they are very stable to liquids other than cresols in which polyamide is dissolved and strong alkali solution in which silica is dissolved. For this reason, even a strong acid solution in which hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid is dissolved can be used as the electrolyte solution. In addition, when the ion conductor of the present invention is used as a member of an electrochemical device such as a secondary battery, an electric double layer capacitor, or an electrochemical display device, deterioration of the organic polymer fine particles even after repeated charging and discharging or discoloration is performed. There is almost no.

본 발명의 이온전도체는 단독으로 이용할 수 있는 것이 특징의 하나이지만, 이온전도체의 제막(製膜) 시의 강도를 향상시키는 등을 목적으로, 결합재나 각종 수지 등의 결착재를, 필요로 하는 모든 특성을 손상하지 않는 범위에서 함유시켜도 된다.One of the features of the present invention is that the ion conductor of the present invention can be used alone, but for the purpose of improving the strength at the time of film formation of the ion conductor, all binders such as binders and various resins are required. You may contain in the range which does not impair a characteristic.

(전자절연성) (Electronic insulation)

본 발명의 이온전도체를 전지의 전해질이나 전기이중층 커패시터의 세퍼레이터로 사용할 수 있다. 이 경우, 이온전도체는 전자절연성을 가질 필요가 있기 때문에, 유기 폴리머 미립자를 구성하는 유기 폴리머 및 무기화합물에 전자전도성을 갖는 재료를 사용하지 않는 것이 바람직하다.The ion conductor of the present invention can be used as a separator for an electrolyte or an electric double layer capacitor of a battery. In this case, since the ion conductor needs to have electron insulating property, it is preferable not to use a material having electron conductivity for the organic polymer and the inorganic compound constituting the organic polymer fine particles.

무기화합물로서, 전자전도성을 갖는 산화주석 등을 사용하여, 60질량% 정도 이상의 고함유율로 하면, 전자전도성을 갖는 경우가 있다. 그러나 이 이외의 무기화합물의 원료는 전자전도성을 거의 갖지 않아서, 문제 없이 사용할 수 있다. 유기 폴리머가 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소의 어느 경우에도 전자전도성을 갖지 않기 때문에, 적합하게 전지의 전해질이나 전기이중층 커패시터의 세퍼레이터 로 사용할 수 있다.As an inorganic compound, when using tin oxide etc. which have electron conductivity, and having high content of about 60 mass% or more, it may have electron conductivity. However, raw materials for inorganic compounds other than these have little electron conductivity and can be used without problems. Since the organic polymer does not have electronic conductivity in any of polyamide, polyurethane, and polyurea, it can be suitably used as a separator for electrolytes or electric double layer capacitors in batteries.

(전기화학형 표시소자용 매체)(Medium for Electrochemical Display Devices)

본 발명의 이온전도체는 전기화학형 표시소자용의 매체로 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 이온전도체는 이온전도도, 전자절연성, 내굴곡성, 내열성이 우수한 재료로서 전기화학형 표시소자용 매체로 이용할 수 있다. 콘트라스트, 응답속도 등의 전기화학반응에 따른 소발색이 우수한 표시소자를 제작할 수 있다. 특히 이온전도체가, 외부 광원의 반사에 의해 백색을 나타내는 반사형 표시소자용 매체는, 주위의 밝기에 표시면이 따라가는, 지향성이 있는 수직광이 눈에 들어오지 않는 등의 이유 때문에, 눈이 쉽게 피로해지지 않아 장시간의 사용에 견딜 수 있다는 점이 최대의 장점으로 꼽히고 있다. 이러한 장점을 충분히 발휘하기 위해서는 광산란에 의한 자연스럽고 부드러운, 종이에 가까운 백색을 어떻게 낼 것인지가 중요하다.The ion conductor of the present invention can be suitably used as a medium for electrochemical display devices. The ion conductor of the present invention can be used as a medium for an electrochemical display device as a material excellent in ion conductivity, electron insulation, bending resistance, and heat resistance. It is possible to fabricate a display device having excellent color development due to electrochemical reactions such as contrast and response speed. In particular, the reflective display element medium in which the ion conductor exhibits white color by reflection of an external light source is easily fatigued for the reason that the directional vertical light, which the display surface follows with the brightness of the surroundings, does not enter the eye. The biggest advantage is that it can endure long time use without being damaged. In order to fully realize these advantages, it is important to know how to produce a natural, soft, paper-like white color by light scattering.

본 발명의 이온전도체는 종이의 질감을 갖는 백색 매체로서, 이른바 페이퍼 화이트형 표시소자용 매체로 사용할 수 있다. 예를 들면, 일본 특개평 14-258327호 공보에는 산화티탄 등의 백색착색제를 함유한 고분자 고체 전해질층과 전기화학적인 산화환원에 의해 변색되는 고분자 재료층을 갖는 일렉트로크로믹형 표시소자와, 백색 착색제로서 산화티탄 등과 발색제로서 금속이온을 함유한 고분자 고체 전해질층을 전극 간에 끼운 일렉트로디포지션형 표시소자가 기재되어 있다. 그러나 본 방법에서는 백색 안료를 사용하고 있기 때문에, 시인성(視認性, clarity) 및 질감은 종이와는 크게 다르다. 또한, 충분한 백발색을 얻기 위해서는 백색 안료를 다량으로 넣어야 한다. 그러나 한편으로, 백색 안료를 20질량% 이상 함유하면 응집을 일으키고, 백색 안료는 이온전도에는 관여하지 않아, 더욱 이온전도가 나빠진다. 그 때문에 표시의 응답속도가 지연되어, 구동전압이 상승하는 문제가 있었다.The ion conductor of the present invention is a white medium having a paper texture, and can be used as a medium for a so-called paper white display element. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 14-258327 discloses an electrochromic display device having a polymer solid electrolyte layer containing a white colorant such as titanium oxide and a polymer material layer discolored by electrochemical redox, and a white colorant. As an example, an electrodeposition type display device comprising a polymer solid electrolyte layer containing a metal ion as a colorant as a titanium oxide or the like is sandwiched between electrodes. However, since this method uses a white pigment, visibility and texture are significantly different from paper. In addition, a large amount of white pigment must be added to obtain sufficient white color. On the other hand, when 20 mass% or more of white pigments are contained, aggregation occurs, and the white pigments do not participate in ion conduction, and the ion conductance worsens. Therefore, there is a problem that the response speed of the display is delayed and the driving voltage is increased.

본 발명의 이온전도체는 섬유상을 가진 유기 폴리머 미립자를 이용함으로써 매우 백색도가 높으면서 종이에 가까운 시인성을 갖는 표시매체로 이용할 수 있어, 시인성, 질감이 매우 종이에 가까운 반사형의 전기화학형 표시소자를 제공할 수 있다.The ion conductor of the present invention can be used as a display medium having high whiteness and close visibility to paper by using fibrous organic polymer fine particles, thereby providing a reflective electrochemical display device having visibility and texture very close to paper. can do.

(유기 폴리머 성분종에 의한 백발색기구(機構))(White-colored mechanism by organic polymer component species)

표시소자용 매체로서 이용할 경우, 이온전도체의 유기 폴리머는 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소가 바람직하다. 또한, 백색도가 높으면 발색 시의 콘트라스트를 높게 함으로써 시인성을 양호하게 할 수 있기 때문에, 폴리머 사슬 내에 공액계(conjugated system)를 갖지 않는 것이 바람직하다. 그 때문에 지방족의 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소가 바람직하게 사용된다.When used as a medium for display elements, the organic polymer of the ion conductor is preferably polyamide, polyurethane and polyurea. In addition, when the whiteness is high, since the visibility can be improved by increasing the contrast at the time of color development, it is preferable not to have a conjugated system in the polymer chain. Therefore, aliphatic polyamides, polyurethanes and polyureas are preferably used.

이 중에서도 특히 짧은 지름이 20μm 이하로, 아스펙트비가 10 이상인 섬유 형상을 갖는 유기 폴리머 미립자는 전해액에 분산시켜 여과함으로써, 종이와 거의 동일한 외관으로 전해액의 함침용량이 큰 시트 모양의 이온전도체가 얻어진다. 상기 이온전도체는 표면이나 내부에 랜덤하게 미소한 요철이나 공극을 갖기 때문에, 입사된 광은 함침된 전해액과 폴리머 입자와의 계면에서 각 방향으로 산란된다. 이것은 종이와 유사한 백발색기구이기 때문에 종이에 가까운 백색을 낼 수 있으므로, 특히 바람직하게 사용된다. 이때에 유기 폴리머의 미립자에 함침시키는 전해 액이, 전기화학적인 산화환원반응에 의해 변색되는 발색제를 가짐으로써, 종이와 유사한 배경에 발색제에 의한 표시를 할 수 있다. 특히 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 발색제를 사용함으로써, 본 발명의 이온전도체를 전기화학형 표시소자용의 매체로서 적합하게 이용할 수 있다.Among these, organic polymer fine particles having a fiber diameter having a short diameter of 20 μm or less and having an aspect ratio of 10 or more are dispersed and filtered in an electrolyte solution, whereby a sheet-shaped ion conductor having a large impregnation capacity of the electrolyte solution is obtained with almost the same appearance as paper. . Since the ion conductor has random minute irregularities or voids on the surface or inside, the incident light is scattered in each direction at the interface between the impregnated electrolyte and the polymer particles. Since it is a white color mechanism similar to paper, it can produce white close to paper, and therefore it is particularly preferably used. At this time, the electrolytic solution impregnated with the fine particles of the organic polymer has a colorant which is discolored by an electrochemical redox reaction, so that the colorant can be displayed on a background similar to paper. In particular, by using a colorant which is reversibly discolored by an electrochemical redox reaction, the ion conductor of the present invention can be suitably used as a medium for an electrochemical display device.

(무기성분종에 의한 백발색기구)(White color mechanism by inorganic species)

유기 폴리머 미립자가 함유하는 무기화합물의 초미립자는, 무색 또는 백색을 나타내는 재료가 표시매체의 백색도를 높일 수 있기 때문에 바람직하게 사용된다. 이러한 재료로는 실리카, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연 및 산화주석 등을 예시할 수 있다.The ultrafine particles of the inorganic compound contained in the organic polymer fine particles are preferably used because a material exhibiting colorless or white color can increase the whiteness of the display medium. Such materials include silica, aluminum oxide, zirconium oxide, zinc oxide, tin oxide and the like.

산화지르코늄, 산화아연, 산화주석은, 본 발명의 이온전도체에서는 평균 입자지름이 100nm∼500nm인 초미립자 형상으로 할 수 있기 때문에, 전해액 함침에도 기여함과 동시에, 굴절률이 2 이상으로 높기 때문에 유기 폴리머나 주위의 전해액과의 사이에서 광산란을 양호하게 일으켜 높은 백색도를 부여할 수 있다.Since zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide can be made into ultrafine particles having an average particle diameter of 100 nm to 500 nm in the ion conductor of the present invention, they contribute to electrolyte impregnation and have a high refractive index of 2 or more. The light scattering can be satisfactorily generated between the electrolyte solution and the high whiteness can be imparted.

한편, 상기의 유기 폴리머 미립자 합성공정에 의해 얻어지는 무기화합물이 실리카 및 산화알루미늄인 유기 폴리머 미립자는, 무기화합물의 입자지름이 약 10nm로 매우 미소하여, 무기화합물의 초미립자끼리가 네트워크 구조를 형성시킬 수 있다는 것이 투과형 전자현미경(TEM) 관찰에 의해 밝혀졌다. 이때, 무기화합물의 초미립자로 이루어지는 네트워크 전체의 크기가 가시광선의 파장 이상의 크기로 되면, 가시광선의 산란이 유기 폴리머 미립자의 매우 넓은 계면에서 고효율로 발생하므로, 매우 높은 백색도를 유기 폴리머 미립자에 부여할 수 있기 때문에 특히 바람 직하게 사용된다.On the other hand, the organic polymer fine particles in which the inorganic compound obtained by the above-described organic polymer fine particle synthesis process is silica and aluminum oxide have a very small particle diameter of about 10 nm, and ultrafine particles of the inorganic compound can form a network structure. It was revealed by transmission electron microscopy (TEM) observation. At this time, when the size of the entire network composed of the ultrafine particles of the inorganic compound is larger than the wavelength of the visible light, scattering of the visible light occurs at high efficiency at a very wide interface of the organic polymer fine particles, thereby providing very high whiteness to the organic polymer fine particles. Because it is used particularly preferably.

(표시매체용 전해액)(Electrolyte for display media)

본 발명의 이온전도체에 사용되는 전해액에 전기화학적인 산화환원반응에 의해 변색되는 발색제를 넣어서 표시소자용 매체로 이용할 수 있다. 발색제는 유기화합물이라도 금속화합물이라도 된다.In the electrolytic solution used in the ion conductor of the present invention, a coloring agent discolored by an electrochemical redox reaction can be added and used as a medium for a display device. The coloring agent may be an organic compound or a metal compound.

(유기화합물계 발색제)Organic Compound Coloring Agent

발색제로 사용되는 유기화합물로는 퀴논계 화합물과 로이코 염료를 대표적인 예로 들 수 있다. 퀴논계 화합물로는 안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, tert-부틸안트라퀴논(이상 적색), 디히드록시안트라퀴논, 1,5-디클로로안트라퀴논(이상 자색), 2-술폰산안트라퀴논(황색), 벤즈안트라퀴논(녹색) 등이나 이들의 유도체인 유기 퀴논류를 예시할 수 있다. 이들 유기 퀴논류는 전극에 구동전압을 인가함에 따라, 각 화합물 특유의 착색 상태를 만들어낸다. 또한, 로이코 염료로는 2-아미노-6-디에틸아미노-3-메틸플루오란 등의 흑색 로이코 염료, 3,3-비스(4-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈라이드 등의 청색 로이코 염료, 9-디에틸아미노벤조플루오란 등의 적색 로이코 염료 이외에, 3-시클로헥실아미노-6-클로르플루오란(오렌지색), 3-디에틸아미노-7,8-벤조플루오란(분홍색), 2-아닐리노-6-디에틸아미노플루오란(녹색)을 예시할 수 있다.Organic compounds used as colorants include quinone compounds and leuco dyes. As the quinone compound, anthraquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, tert-butylanthraquinone (above red), dihydroxyanthraquinone, 1,5-dichloroanthraquinone (above violet), 2- Sulfonic acid anthraquinone (yellow), benzanthraquinone (green), etc., and organic quinones which are derivatives thereof can be illustrated. These organic quinones produce a coloring state peculiar to each compound by applying a driving voltage to the electrodes. Moreover, as a leuco dye, blue, such as black leuco dyes, such as 2-amino-6-diethylamino-3-methylfluoran, 3, 3-bis (4-dimethylaminophenyl) -6-dimethylaminophthalide, etc. 3-cyclohexylamino-6-chlorofluorane (orange), 3-diethylamino-7,8-benzofluoran (pink), in addition to red leuco dyes such as leuco dye, 9-diethylaminobenzofluoran, 2-anilino-6-diethylaminofluorane (green) can be illustrated.

(금속화합물계 발색제)(Metal Compound Coloring Agent)

금속이온은 전해액 중에서 환원되면, 전극 위에 석출되어 발색하는 것이 알려져 있다. 이러한 금속이온으로는 은, 비스무트, 구리, 철, 크롬, 니켈 등의 이 온을 예시할 수 있고, 이들 금속의 할로겐화물, 황화물, 황산염, 질산염, 과할로겐산염 등을 전해액 중에 용해시킴으로써 이온화시켜, 상기 전해액을 발색제로 이용할 수 있다. 예를 들면, 은화합물을 용해시킨 전해액을 이용한 경우에는 전극에 구동전압을 인가하면 Ag+ e→ Ag의 환원반응이 음극 쪽에서 일어나고, 이 Ag 석출물에 의해 전극 위가 흑색으로 변화된다. 상기 금속 중 비스무트, 은이 전해액에 용해시킨 상태에서 거의 투명하면서, 석출물의 색이 짙고, 소착색(消着色)의 가역반응이 양호하므로 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 이들 금속이온은 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.When metal ion is reduced in electrolyte solution, it is known to precipitate and color on an electrode. Examples of such metal ions include ions such as silver, bismuth, copper, iron, chromium and nickel, which are ionized by dissolving halides, sulfides, sulfates, nitrates and perhalogenates of these metals in an electrolyte solution, The electrolyte solution can be used as a color developer. For example, when using an electrolyte solution obtained by dissolving the compound, by applying a driving voltage to the electrode Ag + + e - → Ag on the reduction reaction taking place cathode side, and a change in black above the electrode by the Ag precipitates. Since bismuth and silver in the said metal are almost transparent in the state which melt | dissolved in electrolyte solution, since the color of precipitate is dark and the reversible reaction of a small coloration is favorable, it is especially used preferably. In addition, you may use these metal ions in combination of 2 or more type.

금속이온원이 되는 금속화합물 중 은화합물로는 염화은, 브롬화은, 요오드화은 등의 할로겐화은 이외에, 과염소산은, 염소산은, 아세트산은, 브롬산은, 요오드산은, 탄산은, 산화은, 황산은, 황화은, 질산은, 아질산은 등을 예시할 수 있다. 또 비스무트 화합물로는 염화 비스무트, 브롬화 비스무트 등의 할로겐화 비스무트 이외에, 산화 비스무트, 수산화 비스무트, 옥시 염화 비스무트, 옥시 과염소산 비스무트, 옥시 황산 비스무트, 황산 비스무트, 황화 비스무트, 질산 비스무트, 인산 비스무트 등을 예시할 수 있다. Among the metal compounds used as metal ion sources, silver compounds include silver halides such as silver chloride, silver bromide, and silver iodide. May be exemplified. Examples of the bismuth compounds include bismuth oxide, bismuth hydroxide, bismuth oxychloride, bismuth oxy perchlorate, bismuth oxy sulfate, bismuth sulfate, bismuth sulfide, bismuth nitrate, bismuth phosphate, and the like, in addition to bismuth chloride such as bismuth chloride and bismuth bromide. have.

이상의 소발색 화합물을 이용할 때에는, 각 발색제에 적합한 용매나, 지지전해질을 적합한 재료로 선정하는 것이 필요하다. 본 발명의 이온전도체에서는, 유기 폴리머의 굴절률은 통상 약 1.5이지만, 이 굴절률과 차이가 큰 전해액을 사용함으로써 광산란 유래의 백색도가 보다 높아, 종이에 가까운 시인성 및 질감을 가지 는 표시매체로 할 수 있다. 그 때문에 바람직하게는 1.40 이하의 굴절률의 용매, 더욱 바람직하게는 1.38 이하의 용매를 사용한다. 이러한 용매로는 물 이외에, 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴류, 메탄올, 에탄올, 2-에톡시 에탄올, 2-메톡시 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 알코올류, 아세트산 에틸, 아세트산 이소프로필 등의 아세트산 알킬류나 이들 혼합물을 예시할 수 있다.When using the above-mentioned small color development compound, it is necessary to select the solvent suitable for each coloring agent, or a support electrolyte as a suitable material. In the ion conductor of the present invention, the refractive index of the organic polymer is usually about 1.5, but by using an electrolyte solution having a large difference from the refractive index, the whiteness derived from light scattering is higher, and thus a display medium having visibility and texture close to paper can be obtained. . Therefore, the solvent of refractive index of 1.40 or less preferably, More preferably, the solvent of 1.38 or less is used. Examples of such solvents include nitriles such as acetonitrile and propionitrile, alcohols such as methanol, ethanol, 2-ethoxy ethanol, 2-methoxy methanol and isopropyl alcohol, ethyl acetate and isopropyl acetate. Alkyl acetates and these mixtures can be illustrated.

또한, 소발색의 가역성을 향상시키기 위해서 산화환원촉진제, 완충재, pH 조정제, 광택제 등의 각종 첨가물을 사용해도 된다.Moreover, in order to improve the reversibility of small color development, you may use various additives, such as a redox promoter, a buffer, a pH adjuster, and a brightening agent.

본 발명의 표시소자용 매체의 제조방법은, 이온전도체 제작의 전해액 함침공정에서, 이용하는 전해액에 미리 유기계 또는 무기계의 발색제를 용해시켜 두면 된다. 그 이외에 관해서는 이온전도체의 제작의 실시 형태와 같다.The manufacturing method of the medium for display elements of this invention should just dissolve the organic or inorganic coloring agent in the electrolyte solution used previously at the electrolyte solution impregnation process of preparation of an ion conductor. Other than that is the same as that of embodiment of preparation of an ion conductor.

(표시소자)(Display element)

2장의 전극판과, 상기 2장의 전극판 간에 유지된 본 발명의 이온전도체와, 이온전도체 내의 이온전도에 의해 일어나는 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료로부터 전기화학형 표시소자를 제작할 수 있다.An electrochemical display device can be fabricated from two electrode plates, an ion conductor of the present invention held between the two electrode plates, and a material reversibly discolored by an electrochemical redox reaction caused by ion conduction in the ion conductor. Can be.

본 발명의 이온전도체를 이용한 표시소자로는 두 가지 방식을 들 수 있다.There are two types of display elements using the ion conductor of the present invention.

첫 번째 방식의 전기화학형 표시소자는, 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료가, 이온전도체 내에 함유되는 구성의 전기화학형 표시소자이다.The first type of electrochemical display device is an electrochemical display device having a structure in which a material reversibly discolored by an electrochemical redox reaction is contained in an ion conductor.

이 전기화학형 표시소자의 구성을 도 1에 나타낸다. 도 1의 상부측을 보는 면으로 하면, 1은 본 발명의 이온전도체(발색제 함유 전해액 사용), 2는 유리나 플 라스틱 등의 투명기재, 3은 ITO 등의 투명전극, 4는 대향전극, 5는 밀봉제, 6은 대향기재이다.The structure of this electrochemical display element is shown in FIG. When the upper side of FIG. 1 is viewed, 1 is an ion conductor (using a colorant-containing electrolyte solution) of the present invention, 2 is a transparent substrate such as glass or plastic, 3 is a transparent electrode such as ITO, 4 is a counter electrode, and 5 is a Sealing agent 6 is an opposing base material.

두 번째 방식의 전기화학형 표시소자는, 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료가, 전극판 위에 마련된 발색층을 구성하는 상기의 전기화학형 표시소자이다.The second type electrochemical display device is the above electrochemical display device in which a material which is reversibly discolored by an electrochemical redox reaction forms a color layer provided on an electrode plate.

이 경우에는 이온전도체가 함침하는 전해액에는 전기화학적인 산화환원에 의해 변색되는 발색제를 함유할 필요가 없다. 이 전기화학형 표시소자의 구성을 도 2에 나타낸다. 도 2의 상부측을 보는 면으로 하면, 2는 유리나 플라스틱 등의 투명기재, 3은 ITO 등의 투명전극, 4는 대향전극, 5는 밀봉제, 6은 대향기재, 7은 전기화학적인 산화환원에 의해 변색되는 발색층, 8은 본 발명의 이온전도체 (발색제를 함유하지 않는 전해액 사용)이다.In this case, the electrolyte solution impregnated with the ion conductor does not need to contain a coloring agent discolored by electrochemical redox. The structure of this electrochemical display element is shown in FIG. 2 is a transparent substrate such as glass or plastic, 3 is a transparent electrode such as ITO, 4 is a counter electrode, 5 is a sealant, 6 is a counter substrate, and 7 is an electrochemical redox. The coloring layer discolored by 8 is an ion conductor of the present invention (using an electrolyte solution containing no coloring agent).

(전극)(electrode)

본 발명에서 사용되는 전극판은 보는 면 쪽에 위치하는 것은 투명할 필요가 있다. 이들로는 현재 가장 널리 이용되고 있는 ITO(인듐주석 산화물) 이외에 ATO(안티몬주석 산화물), TO(산화주석), ZO(산화아연), IZO(인듐아연 산화물), FTO(불소 도핑 주석 산화물) 등을 기판 위에 형성한 것을 예시할 수 있다. 한편, 투명전극과 대향하는 전극판은 반드시 투명할 필요는 없으며, 그 때문에 상기 금속산화물 이외에, 전기화학적으로 안정한 금속류, 예를 들면 백금, 금, 은, 구리, 비스무트, 코발트, 팔라듐 등이나 탄소재료를 이용할 수도 있다.It is necessary for the electrode plate used in the present invention to be located on the viewing side. These include ATO (antimony tin oxide), TO (tin oxide), ZO (zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), etc. The thing formed on the board | substrate can be illustrated. On the other hand, the electrode plate facing the transparent electrode does not necessarily need to be transparent, and therefore, in addition to the metal oxide, electrochemically stable metals such as platinum, gold, silver, copper, bismuth, cobalt, palladium, and the like or carbon material Can also be used.

(기재)(materials)

본 발명에서 사용되는 기재로는, 보는 면 쪽에 사용되는 재료에 대해서는 표면이 평활하며 광의 투과율이 높고, 상기 전극을 마련할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 등의 플라스틱 시트나 유리판 등을 들 수 있다. 보는 면의 반대쪽에 사용되는 기재의 경우에는 광투과율이 높을 필요도 없다.The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as the surface is smooth, the light transmittance is high, and the electrode can be provided. Specifically, plastic sheets, such as polyethylene terephthalate, polyester, polycarbonate, a glass plate, etc. are mentioned. In the case of the substrate used on the opposite side of the viewing face, the light transmittance does not need to be high.

(밀봉제)(Sealing agent)

밀봉제(5)는 전극 간의 갭을 유지함과 동시에 전기화학형 표시소자용 매체 1에 공기 중의 수분, 산소나 이산화탄소가 혼입되는 것을 방지하기 위해서 마련하는 것으로, 예를 들면 에폭시 수지, 아크릴 수지라는 열이나 자외선으로 압착 경화 가능하며, 가스 배리어성을 가진 수지 등을 들 수 있다.The sealant 5 is provided to maintain the gap between the electrodes and to prevent the incorporation of moisture, oxygen or carbon dioxide in the air into the medium 1 for the electrochemical display device. And pressure-curable curing by ultraviolet rays, and resins having gas barrier properties.

(전기화학적인 산화 또는 환원반응에 의해 변색되는 발색층)(Chromic layer discolored by electrochemical oxidation or reduction)

본 발명에서는 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 전극과 접한 전기화학적인 산화 또는 환원반응에 의해 변색되는 발색층을 마련한 표시소자를 제공할 수도 있다. 이러한 발색층으로 유기화합물 및 금속화합물을 이용할 수 있다. 발색층을 구성하는 유기화합물로는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아줄렌, 폴리티오펜, 폴리인돌 및 폴리카르바졸 등의 고분자화합물을 예시할 수 있지만, 특히 폴리피롤이 석출물의 색이 짙고, 소착색의 가역반응이 양호하므로 바람직하게 사용된다. 또한, 발색층을 구성하는 무기화합물로는 WO3, MoO3, V2O5, Nb2O5, TiO2, NiO, Cr2O3, MnO2, CoO 및 IrO2 등을 예시할 수 있다. 본 방식에서는 이들 소착색이 발생하는 발색층이 상기 기판의 한쪽 투명전극 위에 형성되어 있을 필요가 있다. 발색층으로서 유기화합물을 사용할 경우에는 상기 고분자화합물의 원료 모노머를 전해중합 또는 화학적 중합함으로써, 상기 층을 투명전극 위에 제막할 수 있다. 금속화합물을 이용할 경우에는 진공증착법, 전자빔 진공증착법, 스퍼터링법 등의 공지된 방법으로 제막할 수 있다.In the present invention, as shown in Figure 2, it is possible to provide a display device provided with a color layer which is discolored by the electrochemical oxidation or reduction reaction in contact with the electrode. An organic compound and a metal compound can be used as such a coloring layer. Examples of the organic compound constituting the chromophoric layer include high molecular compounds such as polypyrrole, polyaniline, polyazulene, polythiophene, polyindole and polycarbazole. In particular, polypyrrole has a dark colored precipitate and a reversible color reaction. Since it is favorable, it is used preferably. In addition, examples of the inorganic compound constituting the coloring layer include WO 3 , MoO 3 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , NiO, Cr 2 O 3 , MnO 2 , CoO, IrO 2 , and the like. . In this system, it is necessary to form the coloring layer in which these quenching color arises on one transparent electrode of the said board | substrate. In the case of using an organic compound as the color developing layer, the layer can be formed on the transparent electrode by electropolymerization or chemical polymerization of the raw material monomer of the polymer compound. When using a metal compound, it can form into a film by well-known methods, such as the vacuum deposition method, the electron beam vacuum deposition method, and the sputtering method.

또한, 상기 첫 번째 방법에서 예시한 유기계 또는 무기계의 발색재를 지지전해질이나 용매와 함께, 각종 결착수지에 혼합한 발색제 함유 도공액이나 겔상태 물질을 투명전극 위에 도포하는 것에 의해서도, 도 2와 동일한 표시소자를 제작할 수 있다. 이 경우에는 도공법, 스핀코팅법 등에 의해 발색층을 마련할 수 있다.In addition, by applying a coloring agent-containing coating solution or a gel-like substance mixed with various binder resins together with the supporting electrolyte or solvent to the organic or inorganic coloring material illustrated in the first method, the same as in FIG. A display element can be manufactured. In this case, a coloring layer can be provided by a coating method, a spin coating method, or the like.

(전기화학장치)(Electrochemical device)

본 발명에서는 도 1 또는 도 2에 나타낸 표시소자에 전원부, 회로부나 필요에 따라 밀봉층, 광체(筐體) 등을 만듦으로써 전기화학형 표시장치로 할 수 있다.In the present invention, an electrochemical display device can be obtained by forming a power supply portion, a circuit portion, or a sealing layer, a housing, or the like, in the display element shown in FIG. 1 or 2.

또한, 본 발명의 이온전도체의 용도는 표시소자에 한정되지 않고, 이차전지나 전기이중층 커패시터, 태양전지 등의 전기화학장치의 부재로도 적합하게 이용할 수 있다.In addition, the use of the ion conductor of the present invention is not limited to the display element, and can be suitably used as a member of an electrochemical device such as a secondary battery, an electric double layer capacitor, a solar cell, and the like.

이하에, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 특별한 언급이 없는 한, 「부」는 「질량부」를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. Unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass".

(합성예 1) (유기 폴리머 미립자의 합성; 유기 폴리머 : 폴리아미드, 무기화합물 : 실리카)Synthesis Example 1 Synthesis of Organic Polymer Fine Particles; Organic Polymer: Polyamide, Inorganic Compound: Silica

이온교환수 81.1부에 1,6-디아미노헥산 1.58부, 물유리 3호 9.18부를 넣어, 25℃에서 15분간 교반하여 균질 투명한 수용액(B)을 얻었다. 실온하에서 이 수용액(B)을 오스터라이저 사 제품 블렌더 병 속에 넣고, 매분 10000회전으로 교반하면서, 아디포일 클로라이드 2.49부를 톨루엔 44.4부에 용해시킨 유기용액(A)을 20초 걸려서 적하했다. 생성된 겔상태 물질을 스패출러(spatula)로 부수고, 또한 매분 10000회전으로 40초간 교반했다. 이 조작으로 얻어진 섬유상의 생성물이 분산된 액을, 지름 90mm의 누체(nutsche)를 사용하여 구멍크기 4μm의 여과지 위에서 감압 여과했다. 누체 위의 생성물을 메탄올 100부에 분산시켜 교반기로 30분간 교반 감압 여과함으로써 세정처리를 실시했다. 계속하여 동일한 세정조작을 증류수 100부를 사용하여 실시하고 감압 여과함으로써 순백색의 유기 폴리머 미립자(실리카/폴리아미드)의 물을 포함하는 웨트 케이크(웨트 케이크(1))를 얻었다.1.58 parts of 1,6-diaminohexane and 9.18 parts of water glass No. 3 were added to 81.1 parts of ion-exchanged water, and it stirred at 25 degreeC for 15 minutes, and obtained the homogeneous transparent aqueous solution (B). This aqueous solution (B) was put into the blender bottle made from Osterizer company at room temperature, and the organic solution (A) which melt | dissolved 2.49 parts of adipoyl chlorides in 44.4 parts of toluene was dripped over 20 second, stirring at 10000 rotations every minute. The resulting gelled material was broken with a spatula and stirred for 40 seconds at 10000 revolutions per minute. The liquid in which the fibrous product obtained by this operation was dispersed was filtered under reduced pressure on a filter paper having a pore size of 4 µm using a nutche of 90 mm in diameter. The product on the lacquer was dispersed in 100 parts of methanol, and washed with stirring under reduced pressure for 30 minutes. Subsequently, the same washing operation was carried out using 100 parts of distilled water and filtered under reduced pressure to obtain a wet cake (wet cake (1)) containing water of pure white organic polymer fine particles (silica / polyamide).

(합성예 2) (유기 폴리머 미립자의 합성; 유기 폴리머 : 폴리아미드, 무기화합물 : 산화알루미늄)Synthesis Example 2 Synthesis of Organic Polymer Fine Particles; Organic Polymer: Polyamide, Inorganic Compound: Aluminum Oxide

수용액(B)으로서 이온교환수 81.1부에 1,6-디아미노헥산 1.58부, 알루민산 나트륨(Na2O/A12O3 몰비=1.13) 2.26부를 넣고, 실온에서 15분간 교반하여 얻어진 균질 투명한 수용액(B)을 사용한 이외에는 합성예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로, 순백색의 유기 폴리머 미립자(산화알루미늄/폴리아미드)의 물을 포함하는 웨트 케이크(웨트 케이크(2))를 얻었다. Aqueous solution of (B) a put in ion-exchanged water 81.1 parts 1,6-diaminohexane 1.58 parts of sodium aluminate (Na 2 O / A1 2 O 3 molar ratio = 1.13), 2.26 parts of the resulting homogeneous transparent and stirred for 15 minutes at room temperature A wet cake (wet cake (2)) containing water of pure white organic polymer fine particles (aluminum oxide / polyamide) was obtained in the same manner as in the method described in Synthesis Example 1 except that the aqueous solution (B) was used.

(합성예 3) (유기 폴리머 미립자의 합성; 유기 폴리머 : 폴리아미드, 무기화합물 : 산화지르코늄)Synthesis Example 3 Synthesis of Organic Polymer Fine Particles; Organic Polymer: Polyamide, Inorganic Compound: Zirconium Oxide

수용액(B)으로서 이온교환수 38.5부에 1,6-디아미노헥산 1.58부와 탄산지르코늄 칼륨(K2[Zr(OH)2(CO3)2]) 3.79부를 넣고, 교반하여 얻어진 균질한 수용액(B)를 사용한 이외에는 합성예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로, 순백색의 유기 폴리머 미립자(산화지르코늄/폴리아미드)의 물을 포함하는 웨트 케이크(웨트 케이크(3))를 얻었다. A homogeneous aqueous solution obtained by adding 1,6-diaminohexane 1.58 parts and 1.79 parts of potassium zirconium carbonate (K 2 [Zr (OH) 2 (CO 3 ) 2 )) to 38.5 parts of ion-exchanged water as an aqueous solution (B). A wet cake (wet cake (3)) containing water of pure white organic polymer fine particles (zirconium oxide / polyamide) was obtained in the same manner as in the method described in Synthesis Example 1 except that (B) was used.

(합성예 4) (무기화합물을 포함하지 않는 폴리아미드의 합성)Synthesis Example 4 Synthesis of Polyamide without Inorganic Compound

수용액(B)으로서 물유리 3호 대신에 수산화나트륨 1.18부를 넣은 것을 사용한 이외에는 합성예 1에 기재한 방법과 동일한 방법으로, 무기화합물의 초미립자를 포함하지 않는 담황색의 폴리아미드의, 물을 포함하는 웨트 케이크(웨크 케이크(4))를 얻었다. Wet cake containing water of pale yellow polyamide containing no ultrafine particles of an inorganic compound in the same manner as described in Synthesis Example 1, except that 1.18 parts of sodium hydroxide was used instead of water glass 3 as the aqueous solution (B). (Wake cake (4)) was obtained.

얻어진 각종 유기 폴리머 미립자를 이하의 방법에 따라서 분석했다.The obtained various organic polymer fine particles were analyzed in accordance with the following method.

(무기화합물 함유율(회분)의 측정법)(Measurement method of inorganic compound content (ash))

각 유기 폴리머 미립자의 웨트 케이크를 완전히 건조한 후에 정확히 무게를 측정(유기 폴리머 미립자 질량)하고, 이것을 공기 중 600℃에서 3시간 소성(燒成)하여, 유기 폴리머 성분을 완전히 태워 없애고, 소성 후의 질량을 측정하여 회분 질량(=무기화합물 질량)으로 했다. 하기식에 의해 무기화합물 함유율을 산출했다.After drying the wet cake of each organic polymer microparticles completely, it weighs correctly (mass of organic polymer microparticles | fine-particles), and calcinates this at 600 degreeC in air for 3 hours, burns away an organic polymer component completely, and removes the mass after baking It measured and it was set as the ash mass (= inorganic compound mass). The inorganic compound content rate was computed by the following formula.

무기화합물 함유율(질량%) = (회분 질량 / 유기 폴리머 미립자 질량)×100Inorganic compound content (mass%) = (mass of ash / mass of organic polymer fine particles) x 100

(유기 폴리머 미립자 중의 무기화합물의 초미립자의 입자지름 측정 및 분산상태의 관찰)(Measurement of particle size and observation of dispersed state of ultrafine particles of inorganic compound in organic polymer fine particles)

유기 폴리머 미립자를 170℃, 20MPa/cm2의 조건에서 2시간 열 프레스를 실시하여, 두께 약 1mm의 유기 폴리머 미립자의 박편을 얻었다. 이것을 마이크로톰(microtome)을 사용하여 두께 75nm의 초박 절편으로 했다. 얻어진 절편을 니혼덴시(日本電子) 사(JEOL Ltd.) 제품 투과형 전자현미경 「JEM-200CX」로 관찰했다. 무기화합물은 암색의 상으로서, 밝은 유기 폴리머 중에 미분산(微分散)되어 있는 것이 관찰되었다. 도 3은 유기 폴리머 미립자(실리카/폴리아미드)의 투과형 전자현미경 사진이다.The organic polymer microparticles | fine-particles were heat-pressed at 170 degreeC and the conditions of 20 MPa / cm <2> for 2 hours, and the flakes of the organic polymer microparticles of about 1 mm in thickness were obtained. This was made into an ultrathin slice having a thickness of 75 nm using a microtome. The obtained section was observed with a transmission electron microscope "JEM-200CX" manufactured by JEOL Ltd. (JEOL Ltd.). It was observed that the inorganic compound was a dark phase and was finely dispersed in a bright organic polymer. 3 is a transmission electron microscope photograph of organic polymer fine particles (silica / polyamide).

계속하여, 투과형 전자현미경 사진을 이용하여 100개의 무기화합물 입자의 짧은 지름 및 긴 지름을 측정하고, 그 산술평균값을 무기화합물의 평균 입자지름으로 했다. 본 관찰에서는, 유기 폴리머 미립자(실리카/폴리아미드)에서는 약 10nm의 구상으로 추정되는 실리카가 망목상(網目狀), 즉 3차원적으로 네트워크를 형성하여 폴리아미드 중에 미분산되어 있는 것이 관찰되었다. 유기 폴리머 미립자(산화알루미늄/폴리아미드)에서는 판상(板狀)을 가지고 있다고 추정되는 약 10nm의 산화알루미늄이 층상, 즉 2차원적으로 네트워크를 형성하여 폴리아미드의 미립자 중에 미분산되어 있는 것이 관찰되었다. 한편, 유기 폴리머 미립자(산화지르코늄/폴리아미드)에서는, 약 150nm의 산화지르코늄 입자의 각각의 입자가 독립하여 분산되어 있는 것이 관찰되었다.Subsequently, the short and long diameters of 100 inorganic compound particles were measured using a transmission electron microscope photograph, and the arithmetic mean value was made into the average particle diameter of an inorganic compound. In this observation, it was observed that in the organic polymer fine particles (silica / polyamide), silica, which is estimated to be about 10 nm spherical, was network-shaped, that is, three-dimensionally networked and undispersed in the polyamide. In the organic polymer fine particles (aluminum oxide / polyamide), it was observed that about 10 nm of aluminum oxide, which is assumed to have a plate shape, was undispersed in the fine particles of polyamide by forming a network in layers, that is, two-dimensionally. . On the other hand, in organic polymer microparticles | fine-particles (zirconium oxide / polyamide), it was observed that each particle | grain of about 150 nm zirconium oxide particle is disperse | distributed independently.

(발색제와 지지전해질을 가진 전해액의 제조)Preparation of Electrolyte with Coloring Agent and Supporting Electrolyte

이하의 방법에 따라, 수계 전해액과 유기계 전해액을 제조했다.According to the following method, the aqueous electrolyte solution and the organic electrolyte solution were manufactured.

(제조예 1) 수계 전해액(발색제 : 비스무트)Preparation Example 1 Aqueous Electrolyte (Coloring Agent: Bismuth)

용매로서 물 20.0g, 발색제로서 옥시 과염소산 비스무트를 0.54g, 지지전해질로서 과염소산의 60질량% 용액 0.42g, 환원촉진제로서 히드로퀴논 0.28g으로 이루어진 전해액(1)을 제조했다. 이 전해액은 물에 각 성분이 완전히 용해되어 투명 균일하였다. 물의 굴절률은 실온에서 1.33이다.An electrolytic solution (1) consisting of 20.0 g of water as a solvent, 0.54 g of bismuth oxy perchlorate as a colorant, 0.42 g of a 60% by mass solution of perchloric acid as a supporting electrolyte, and 0.28 g of hydroquinone as a reducing accelerator were prepared. Each electrolyte was completely dissolved in water, and the electrolyte solution was transparent and uniform. The refractive index of water is 1.33 at room temperature.

(제조예 2) 유기계 전해액(발색제 : 은)Preparation Example 2 Organic Electrolyte (Coloring Agent: Silver)

용매로서 아세토니트릴 20.0g, 발색제로서 브롬화은을 0.71g, 지지전해질로서 브롬화리튬 2.30g으로 이루어진 전해액(2)을 제조했다. 이 전해액은 아세토니트릴에 각 성분이 완전히 용해되어 균일 투명하였다. 아세토니트릴의 굴절률은 실온에서 1.34이다.An electrolyte solution (2) consisting of 20.0 g of acetonitrile as a solvent, 0.71 g of silver bromide as a color developer and 2.30 g of lithium bromide as a supporting electrolyte was prepared. This electrolyte solution was completely transparent by dissolving each component in acetonitrile. The refractive index of acetonitrile is 1.34 at room temperature.

(실시예 1)(Example 1)

합성예 1에서 얻어진 웨트 케이크(1) 약 10g을 100g의 초순수(ultrapure water) 중에 분산하고, 감압 여과를 하는 공정을 3회 반복함으로써 세정처리를 실시하여, 초순수를 가진 웨트 케이크를 약 10g 얻었다. 얻어진 웨트 케이크의 질량 측정 후(습윤질량), 150℃에서 2시간 건조시켜 질량을 측정했다(건조질량). 이들 수치로부터, 웨트 케이크(1)의 고형분율을 하기식에 의해 산출했다.About 10 g of the wet cake (1) obtained in Synthesis Example 1 was dispersed in 100 g of ultrapure water, and the process of filtration under reduced pressure was repeated three times to give a washing process to obtain about 10 g of a wet cake having ultrapure water. After mass measurement of the obtained wet cake (wet mass), it dried at 150 degreeC for 2 hours, and measured the mass (dry mass). From these numerical values, the solid content fraction of the wet cake 1 was calculated by the following equation.

고형분율(질량%) = (건조질량 / 습윤질량) × 100Solid fraction (mass%) = (dry mass / wet mass) × 100

이 고형분율로부터, 시료고형분이 0.3g이 되도록 산출한 웨트 케이크를, 미 리 제조예 1에서 제조한 수계 전해액(1) 속에서 실온하에서 10분간 교반하여 분산시킨 후, 4μm의 여과지 위에서 5분간, 0.02MPa로 감압 여과함으로써 수계 전해액을 가진 약 700μm 두께의 본 발명의 이온전도체(la)를 제작했다.From this solid fraction, the wet cake calculated so that the sample solid content was 0.3 g was dispersed in the aqueous electrolytic solution 1 prepared in Preparation Example 1 at room temperature for 10 minutes, and then dispersed, and then mixed on a 4 μm filter paper for 5 minutes. By filtration under reduced pressure at 0.02 MPa, the ion conductor la of the present invention having a thickness of about 700 μm with an aqueous electrolyte solution was prepared.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 2에서 얻어진 웨트 케이크(2)를 사용한 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 이온전도체 (2a)를 제작했다.The ion conductor 2a of this invention was produced by the method similar to Example 1 except having used the wet cake 2 obtained by the synthesis example 2 instead of the wet cake 1 in Example 1.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 1에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 3에서 얻어진 웨트 케이크(3)를 사용한 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 이온전도체 (3a)를 제작했다.The ion conductor 3a of the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the wet cake 3 obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the wet cake 1 in Example 1.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 4에서 얻어진 웨트 케이크(4)를 사용한 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 무기화합물의 초미립자를 포함하지 않는 이온전도체(4a)를 제작했다.An ion conductor 4a containing no ultrafine particles of an inorganic compound was produced in the same manner as in Example 1 except that the wet cake 4 obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the wet cake 1 in Example 1. did.

(실시예 4)(Example 4)

실시예 1과 동일한 방법으로 웨트 케이크(1)의 초순수 세정을 실시한 후, 얻어진 각 웨트 케이크를 아세토니트릴 100g 중에 분산하고, 감압 여과를 하는 공정을 3회 반복함으로써 액체 성분이 거의 아세토니트릴인 웨트 케이크를 약 10g 얻었다. 수계 전해액 대신에 제조예 2에서 미리 제조한 아세토니트릴을 용매로 하는 전해액(2)을 사용한 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 상기 웨트 케이크로부터, 유기계 전해액을 가진 약 700μm 두께의 본 발명의 이온전도체(1b)를 제작했다.Ultrapure water washing of the wet cake 1 was carried out in the same manner as in Example 1, and then each obtained wet cake was dispersed in 100 g of acetonitrile, and the process of performing filtration under reduced pressure was repeated three times, whereby the liquid component was almost acetonitrile. About 10 g was obtained. An ion of the present invention having a thickness of about 700 μm having an organic electrolyte solution from the wet cake by the same method as in Example 1, except that the electrolyte solution 2 containing acetonitrile prepared in Preparation Example 2 as a solvent was used instead of the aqueous electrolyte solution. The conductor 1b was produced.

(실시예 5)(Example 5)

실시예 4에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 2에서 얻어진 웨트 케이크(2)를 사용한 이외에는 실시예 4와 동일한 방법으로, 본 발명의 이온전도체 (2b)를 제작했다.An ion conductor (2b) of the present invention was produced in the same manner as in Example 4 except that the wet cake (2) obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the wet cake (1) in Example 4.

(실시예 6)(Example 6)

실시예 4에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 3에서 얻어진 웨트 케이크(3)를 사용한 이외에는 실시예 4와 동일한 방법으로, 본 발명의 이온전도체 (3b)를 제작했다.The ion conductor 3b of this invention was produced by the method similar to Example 4 except having used the wet cake 3 obtained by the synthesis example 3 instead of the wet cake 1 in Example 4.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

실시예 4에 있어서의 웨트 케이크(1) 대신에, 합성예 4에서 얻어진 웨트 케이크(4)를 사용한 이외에는 실시예 4와 동일한 방법으로, 무기화합물의 미립자를 포함하지 않는 이온전도체(4b)를 제작했다.An ion conductor 4b containing no fine particles of an inorganic compound was produced in the same manner as in Example 4 except that the wet cake 4 obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the wet cake 1 in Example 4. did.

이온전도체 (1a)∼(4a)의 질량 측정 후(케이크 질량), 케이크 질량의 15배의 초순수를 넣고, 상온하 30분간의 분산 세정, 감압 여과를 3회 반복함으로써 지지전해질 등을 완전히 제거하여, 초순수만을 가진 웨트 케이크를 얻었다. 이 웨트 케이크를 150℃에서 2시간 감압 건조시켜 질량을 측정했다(건조질량). 이들 수치로부터, 유기 폴리머 미립자에 대한 전해액의 함침률(전해액 함침량)을 하기식에 의 해 산출했다. 또한, 마찬가지로 이온전도체 (1b)∼(4b)에 대해서도 아세토니트릴로 동일한 세정처리를 실시한 후, 유기 폴리머 미립자에 대한 전해액의 함침률을 산출했다.After the mass measurement of the ion conductors (1a) to (4a) (cake mass), 15 times of ultrapure water of the cake mass was added, and the support electrolyte and the like were completely removed by repeating the dispersion washing and the filtration under reduced pressure three times at room temperature for 30 minutes. , Wet cake with only ultrapure water was obtained. This wet cake was dried under reduced pressure at 150 degreeC for 2 hours, and the mass was measured (dry mass). From these numerical values, the impregnation rate (electrolyte solution impregnation amount) of the electrolyte solution with respect to the organic polymer fine particles was calculated by the following equation. Similarly, after the same washing treatment was performed with acetonitrile on the ion conductors 1b to 4b, the impregnation rate of the electrolyte solution with respect to the organic polymer fine particles was calculated.

전해액 함침률(질량%) = {(케이크 질량 - 건조질량) / 건조질량} × 100Electrolytic solution impregnation rate (mass%) = {(cake mass-dry mass) / dry mass} × 100

각 이온전도체의 25℃에서의 이온전도도를 토요 테크니카 제품 임피던스 애널라이저 1260형, 액체 측정용 샘플 홀더를 사용하여 교류 임피던스법에 의해 측정했다.The ion conductivity at 25 degrees C of each ion conductor was measured by the alternating current impedance method using the Toyo Technica Impedance Analyzer type 1260 and the sample holder for liquid measurement.

이온전도체를 표준 흑색판 위에 설치하고, 표시장치평가 시스템 DMS-5000(오트로닉 사 제품)을 사용하여 확산 광원하에서의 이온전도체의 수직방향에 대한 반사율(%)(표준 백색판 기준)을 측정했다.The ion conductor was mounted on a standard black plate, and the reflectance (%) (based on the standard white plate) in the vertical direction of the ion conductor under the diffused light source was measured using the display evaluation system DMS-5000 (manufactured by Otronic).

합성예 1∼4에서 얻어진 유기 폴리머 미립자에 대하여, 유기 폴리머 미립자의 물성을 표 1에 나타냈다. 표 1에는 또한 하기의 방법에 의해 측정한 유기 폴리머 미립자의 비표면적도 나타냈다.Table 1 shows the physical properties of the organic polymer fine particles with respect to the organic polymer fine particles obtained in Synthesis Examples 1 to 4. Table 1 also shows the specific surface area of the organic polymer fine particles measured by the following method.

(비표면적의 측정)(Measurement of specific surface area)

얻어진 각 웨트 케이크를 열풍 건조기 속에서 170℃로 2시간 건조시킴으로써 완전히 건조시킨 상기 건조시료 약 0.2g을 JIS Z8830의 비표면적 측정방법에 준하여, 유아사 아이오닉스 주식회사 제품 전자동 가스 흡착장치 오토소브 1C에 세트하여 질소가스를 흡착가스로 이용하여 상대압력(P/P0) 0.05∼0.3의 범위에서 가스흡착량을 5점 측정하고, 그 수치로부터 BET 다점법에 의해 각 시료의 비표면적(m2/g)을 측정했다.Approximately 0.2 g of the dried sample obtained by completely drying each obtained wet cake by drying at 170 ° C. for 2 hours in a hot air dryer is set on a fully automatic gas adsorption apparatus Auto Soap 1C manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd. according to the specific surface area measurement method of JIS Z8830. Using the nitrogen gas as the adsorption gas, the gas adsorption amount was measured at five points in the range of 0.05 to 0.3 relative pressure (P / P 0 ), and the specific surface area (m 2 / g) of each sample was determined by the BET multipoint method. ) Was measured.

[표 1]TABLE 1

합성예 1Synthesis Example 1 합성예 2Synthesis Example 2 합성예 3Synthesis Example 3 합성예 4Synthesis Example 4 웨트 케이크(1)Wet Cake (1) 웨트 케이크(2)Wet Cake (2) 웨크 케이크(3)Wake Cake (3) 웨트 케이크(4)Wet Cake (4) 함유 무기성분Contains inorganic ingredients SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 ZrO2 ZrO 2 -- 무기물 함유율 (질량%)Mineral content (mass%) 6060 4040 4545 00 무기물 입자지름 (nm)Inorganic particle diameter (nm) 1010 1010 150150 -- 비표면적 (m2/g) Specific surface area (m 2 / g) 123123 7474 3838 <1<1 무기물 분산구조Inorganic dispersion structure 3차원 네트워크3D network 2차원 네트워크2D network 독립 입자Independent particles --

수계의 전해액(1)을 함침시킨 이온전도체 (la)∼(4a)의 물성을 표 2에, 유기계의 전해액(2)을 함침시킨 이온전도체 (1b)∼(4b)의 물성을 표 3에 나타냈다.The physical properties of the ion conductors (la) to (4a) impregnated with the aqueous electrolyte solution (1) are shown in Table 2, and the physical properties of the ion conductors (1b) to (4b) impregnated with the organic electrolyte solution (2) are shown in Table 3. .

[표 2]TABLE 2

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 이온전도체 (1a)Ion Conductor (1a) 이온전도체 (2a)Ion Conductor (2a) 이온전도체 (3a)Ion Conductor (3a) 이온전도체 (4a)Ion Conductor (4a) 함유 무기성분Contains inorganic ingredients SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 ZrO2 ZrO 2 -- 전해액 함침률 (질량%)Electrolytic solution impregnation rate (mass%) 810810 720720 640640 250250 이온전도도 (S/cm)Ion Conductivity (S / cm) 1.6×10-1 1.6 × 10 -1 1.1×10-1 1.1 × 10 -1 9.8×10-2 9.8 × 10 -2 8.9×10-4 8.9 x 10 -4 표시매체 반사율(%)Display medium reflectance (%) 9696 9292 9595 7979

[표 3] TABLE 3

실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 비교예 2Comparative Example 2 이온전도체 (1b)Ion Conductor (1b) 이온전도체 (2b)Ion Conductor (2b) 이온전도체 (3b)Ionic Conductor (3b) 이온전도체 (4b)Ion Conductor (4b) 함유 무기성분Contains inorganic ingredients SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 ZrO2 ZrO 2 -- 전해액 함침률 (질량%)Electrolytic solution impregnation rate (mass%) 790790 630630 610610 240240 이온전도도 (S/cm)Ion Conductivity (S / cm) 3.0×10-3 3.0 × 10-3 2.4×10-3 2.4 x 10 -3 2.2×10-3 2.2 x 10 -3 1.2×10-4 1.2 × 10 -4 표시매체 반사율(%)Display medium reflectance (%) 9595 9090 9494 7373

본 발명의 이온전도체는 매우 많은 전해액을 함침할 수 있어, 압력을 가해도 전해액이 이온전도체에서 누설되지 않았다. 한편, 유기 폴리머 미립자가 무기화합물의 초미립자를 함유하지 않는 비교예 1 및 2의 이온전도체 (4a), (4b)는 전해액 함침량이 낮고, 압력을 가하면 전해액이 누설되었다.The ion conductor of the present invention can impregnate a very large amount of electrolyte solution, and the electrolyte solution does not leak from the ion conductor even when pressure is applied. On the other hand, the ion conductors 4a and 4b of Comparative Examples 1 and 2, in which the organic polymer fine particles did not contain ultrafine particles of the inorganic compound, had a low electrolyte impregnation amount and leaked when the pressure was applied.

표 2 및 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 이온전도체 (1a)∼(3a) 및 (lb)∼(3b)는 수계 전해액, 유기계 전해액의 구별 없이, 유기 폴리머 미립자에 대하여 전해액 600질량% 이상을 누설시키지 않고 함침시킬 수 있었다. 또한, 어느 것의 이온전도도도 2×10-3S/cm 이상의 높은 값을 나타냈다. 한편, 무기화합물의 초미립자를 함유하지 않는 이온전도체 (4a) 및 (4b)에서는 전해액을 함침할 수 있는 양이 적고 이온전도도도 낮았다.As shown in Tables 2 and 3, the ion conductors (1a) to (3a) and (lb) to (3b) of the present invention contained 600% by mass or more of the electrolyte solution with respect to the organic polymer fine particles without distinguishing between the aqueous electrolyte solution and the organic electrolyte solution. It could be impregnated without leaking. Moreover, the ion conductivity of all showed the high value of 2x10 <-3> S / cm or more. On the other hand, in the ion conductors 4a and 4b which do not contain the ultrafine particles of the inorganic compound, the amount of the electrolyte solution to be impregnated was small and the ion conductivity was also low.

웨트 케이크(4)의 합성 시에, 평균 입자지름이 약 2μm인 ZnO 분말을 50질량% 혼합함으로써 제작한 웨트 케이크(4')의 전해액 함침량은 유기 폴리머의 미립자에 대하여 230질량%이며, 무기화합물을 포함하지 않는 웨트 케이크(4)와 거의 같 았다. 이로부터, 미크론 오더의 무기화합물 입자의 함유는, 전해액 함침량의 증대에는 거의 기여하지 않고, 500nm 이하의 무기화합물의 초미립자를 유기 폴리머 미립자가 함유하는 것이 중요하다는 것이 밝혀졌다.In the synthesis of the wet cake 4, the electrolyte solution impregnation amount of the wet cake 4 'produced by mixing 50% by mass of ZnO powder having an average particle diameter of about 2 µm was 230% by mass with respect to the fine particles of the organic polymer. It was almost the same as the wet cake (4) containing no compound. From this, it was found that the inclusion of the inorganic compound particles of the micron order contributes little to the increase in the amount of the electrolyte solution impregnation, and it is important that the organic polymer fine particles contain the ultrafine particles of the inorganic compound of 500 nm or less.

(전기화학형 표시소자 및 표시장치의 제작) (Manufacture of Electrochemical Display Device and Display Device)

(실시예 7)(Example 7)

실시예 1에서 얻어진 이온전도체(1a)의 양면을 700μm 두께의 유리기판을 갖는 ITO 전극(주식회사 이에치씨(EHC Co., Ltd.) 제품, 표면저항 10Ω/□)에서 전극면이 안쪽이 되도록 600μm 두께로 끼우고, 주위를 에폭시 수지에 의해 밀봉함으로써 표시소자를 제작했다. 상기 표시소자의 ITO 전극을 펑션 제너레이터가 부착된 전원에 접속함으로써 표시장치를 제작했다. 이 표시장치를 이용하여 상기의 각종 표시특성의 평가를 실시했다.On both sides of the ion conductor 1a obtained in Example 1, the electrode surface was inward on an ITO electrode (EHC Co., Ltd. product, surface resistance 10Ω / □) having a glass substrate having a thickness of 700 μm. The display element was produced by inserting in 600 micrometer thickness, and sealing the surroundings with an epoxy resin. The display device was produced by connecting the ITO electrode of the said display element to the power supply with a function generator. The various display characteristics described above were evaluated using this display device.

(실시예 8)(Example 8)

이온전도체(1a) 대신에, 실시예 2에서 얻어진 이온전도체(2a)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다.A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 2a obtained in Example 2 was used instead of the ion conductor 1a, and various display characteristics were evaluated.

(실시예 9)(Example 9)

이온전도체(1a) 대신에, 실시예 3에서 얻어진 이온전도체(3a)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다.A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 3a obtained in Example 3 was used instead of the ion conductor 1a, and various display characteristics were evaluated.

(실시예 10)(Example 10)

이온전도체(1a) 대신에, 실시예 4에서 얻어진 이온전도체(1b)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다. A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 1b obtained in Example 4 was used instead of the ion conductor 1a, and various display characteristics were evaluated.

(실시예 11)(Example 11)

이온전도체(1a) 대신에, 실시예 5에서 얻어진 이온전도체(2b)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다. A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 2b obtained in Example 5 was used instead of the ion conductor 1a, and various display characteristics were evaluated.

(실시예 12) (Example 12)

이온전도체(1a) 대신에, 실시예 6에서 얻어진 이온전도체(3b)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다. A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 3b obtained in Example 6 was used instead of the ion conductor 1a, and various display characteristics were evaluated.

(비교예 3) (수계 전해액)Comparative Example 3 (Aqueous Electrolyte)

이온전도체(la) 대신에, 비교예 1에서 얻어진 무기화합물의 초미립자를 가지지 않는 이온전도체(4a)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다.A display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7 except that the ion conductor 4a having no ultrafine particles of the inorganic compound obtained in Comparative Example 1 was used instead of the ion conductor la, and evaluation of various display characteristics was carried out. Carried out.

(비교예 4) (유기계 전해액)(Comparative Example 4) (Organic Electrolyte)

이온전도체(1a) 대신에, 비교예 2에서 얻어진 무기화합물의 초미립자를 가지지 않는 이온전도체(4b)를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 표시소자 및 표시장치를 제작하여, 각종 표시특성의 평가를 실시했다.In place of the ion conductor 1a, a display element and a display device were fabricated in the same manner as in Example 7, except that the ion conductor 4b having no ultrafine particles of the inorganic compound obtained in Comparative Example 2 was used to evaluate various display characteristics. Carried out.

(비교예 5) (상질지)(Comparative Example 5) (Good quality paper)

이온전도체로서, 유기 폴리머의 미립자 대신에, 물을 용매로 하는 전해액(1)을 함침시킨 상질지를 600μm 두께가 되도록 겹쳐서 사용한 이외에는 실시예 7과 동일한 수계 전해액을 갖는 표시장치를 제작했다.As the ion conductor, a display device having the same aqueous electrolyte solution as in Example 7 was fabricated except that the supernatant paper impregnated with the electrolyte solution 1 using water as a solvent was used instead of the organic polymer fine particles so as to have a thickness of 600 µm.

(비교예 6)(Comparative Example 6)

2장의 전극을 수지 스페이서에 의해 2장의 전극 간의 간격이 600μm가 되도록, 에폭시 수지에 의해 2개의 구멍 부분을 남기고 주위를 밀봉하고, 2개의 구멍 중 한쪽 구멍으로 전해액(1)을 주입한 후에 2개의 구멍을 에폭시 수지에 의해 밀봉함으로써 전해액만을 봉입하고, 도 1 중의 대향기재(6)의 아래쪽(보는 면과는 반대쪽)에 합성예 1에서 얻어진 웨트 케이크(1)의 시트를 설치한 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 수계 전해액이 액체 상태로 봉입된 표시장치를 제작했다.The two electrodes are sealed with a resin spacer so that the distance between the two electrodes is 600 μm, leaving two hole portions with an epoxy resin and sealing the surroundings, and after injecting the electrolyte solution 1 into one of the two holes, Example 7 Except having filled the electrolyte solution by sealing a hole with an epoxy resin, and installing the sheet | seat of the wet cake 1 obtained by the synthesis example 1 in the lower side (opposite side of a viewing surface) of the opposing base material 6 in FIG. In the same manner as described above, a display device in which an aqueous electrolyte was encapsulated in a liquid state was manufactured.

(비교예 7)(Comparative Example 7)

특허문헌 3의 실시예 4에 따라, 고분자 고체 전해질로서 폴리불화 비닐리덴 클로라이드, LiBF4, AgClO4의 혼합물을 이용하여, 일렉트로디포지션형 표시장치를 제작했다.According to Example 4 of Patent Document 3, by using a mixture of polyvinylidene chloride, LiBF 4, AgClO 4 as a high molecular solid electrolyte, to prepare an electro deposition type display device.

상기의 각 실시예 및 비교예에서 제작한 전기화학형 표시소자에 대하여, 하기의 항목의 평가를 실시했다.The following items were evaluated about the electrochemical display element produced by each said Example and the comparative example.

(표시소자의 백(白)반사율의 측정, 산출)(Measurement and calculation of white reflectance of display element)

각 표시소자를 표준 흑색판 위에 설치하고, 전압을 인가하지 않은 상태에서의 반사율(백반사율)을 표시장치평가 시스템 DMS-5000(오트로닉 사 제품)에 의해 측정했다.Each display element was installed on a standard black plate, and the reflectance (white reflectance) without a voltage was measured by the display device evaluation system DMS-5000 (manufactured by Otronic).

(질감의 관찰)(Observation of the texture)

각 표시소자의 백반사율을 측정한 상태에서의 표시부의 질감을 상질지에 얼마나 가까운가 하는 관점에서 육안으로 3단계로 판정을 실시했다. A는 상질지에 가깝고, B는 약간 상질지에 가까우며, C는 상질지와는 분명히 다르다는 것을 의미한다.From the viewpoint of how close the texture of the display portion was to the good quality paper in the state where the white reflectance of each display element was measured, it was visually judged in three steps. A is close to good quality, B is slightly closer to good quality, and C is clearly different from good quality.

(콘트라스트의 측정, 산출)(Measurement, calculation of contrast)

각 표시소자에 ―1.5V/mm의 전계를 2초간 연속 인가했다. 이에 따라 표시소자의 보는 면 쪽은 금속이 석출됨에 따라 흑색으로 변화되었다. 이 상태에서 전계의 인가를 정지하고, 얻어진 흑색 표시의 반사율(흑반사율)을 상기 백반사율과 동일한 방법으로 측정, 산출했다. 얻어진 흑반사율과 백반사율을 비로 나타내고, 이 비를 콘트라스트로 했다. 콘트라스트가 10 : 1 이상이면 충분한 표시특성이라고 말할 수 있다. 또한, 흑착색 상태의 표시장치에 +1.5V/mm의 전계를 2초간 연속 인가했더니 실시예 7∼12 모두에서 흑색이 사라져 초기의 반사율 상태로 되돌아갔다.An electric field of -1.5 V / mm was continuously applied to each display element for 2 seconds. As a result, the viewing side of the display device changed to black as the metal precipitated. Application of the electric field was stopped in this state, and the reflectance (black reflectance) of the obtained black display was measured and calculated in the same manner as the white reflectance. The obtained black reflectivity and white reflectance were shown by ratio, and this ratio was made into contrast. If the contrast is 10: 1 or more, it can be said that it is sufficient display characteristics. Further, when an electric field of +1.5 V / mm was continuously applied to the black colored display device for 2 seconds, black disappeared in all of Examples 7 to 12 and returned to the initial reflectance state.

(내전해액 누설성의 판정)(Judgment of electrolyte leakage)

표시소자를 파괴하여 안에 있는 전해액이 누설되는가 여부의 관점에서 내전해액 누설성으로서 3단계로 판정을 실시했다. A는 전해액이 누설되지 않음, B는 약간 누설됨, C는 누설됨.Determination was made in three stages as the electrolyte leakage property from the viewpoint of whether the display element was destroyed and the electrolyte solution leaked out. A will not leak electrolyte, B will leak slightly, C will leak.

얻어진 표시장치의 표시특성의 평가결과를 표 4에 정리했다.Table 4 summarizes the evaluation results of the display characteristics of the obtained display device.

[표 4]TABLE 4

이온전도체Ion conductor 백반사율 (%)Reflectance (%) 질감Texture 콘트라스트Contrast 내전해액 누설성Electrolyte Leakage 실시예 7Example 7 이온전도체(1a)Ion Conductor (1a) 6464 AA 12 : 112: 1 AA 실시예 8Example 8 이온전도체(2a)Ion Conductor (2a) 6363 AA 11 : 111: 1 AA 실시예 9Example 9 이온전도체(3a)Ion Conductor (3a) 6363 AA 12 : 112: 1 AA 실시예 10Example 10 이온전도체(1b)Ion Conductor (1b) 6262 AA 12 : 112: 1 AA 실시예 11Example 11 이온전도체(2b)Ion Conductor (2b) 6262 AA 11 : 111: 1 AA 실시예 12Example 12 이온전도체(3b)Ion Conductor (3b) 6161 AA 12 : 112: 1 AA 비교예 3Comparative Example 3 이온전도체(4a)Ion Conductor (4a) 3838 BB 3 : 13: 1 BB 비교예 4Comparative Example 4 이온전도체(4b)Ion Conductor (4b) 3636 BB 3 : 13: 1 BB 비교예 5Comparative Example 5 전해액 함침지Electrolyte Impregnated Paper 3838 BB 2 : 12: 1 CC 비교예 6Comparative Example 6 전해액Electrolyte 3131 CC 3 : 13: 1 CC 비교예 7Comparative Example 7 고분자 전해질Polyelectrolyte 6767 CC 5 : 15: 1 AA

또한, 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 이온전도체를 이용하여 제작한 표시장치는 백반사율이 60% 이상으로 높으면서, 종이의 질감에 가깝고, 이온전도체가 높은 이온전도도를 갖기 때문에 높은 콘트라스트를 나타내는 것이 밝혀졌다. 표시소자용 매체로서 고분자 고체 전해질을 이용하고 있는 비교예 7에 비하여, 소착색 속도(응답성)나 착색 시의 흑색도도 우수했다. 비교예 7은 백반사율은 비교적 높지만, 질감이 종이와는 크게 달랐다. 한편, 비교예 5에서는 소자 내부의 부재가 충분한 전해액 함침력을 갖지 않기 때문에, 전해액 내의 이온 이동이 충분히 발생하지 않음에 기인하여 장치표시면 전면(全面)에 걸쳐 균일한 소착색이 원만하게 발생하지 않아, 콘트라스트비가 매우 낮았다. 또한, 비교예 6에서는 배면측에 있는 웨트 케이크가 원래 가진 높은 반사율은, 앞면의 2장의 유리기재, 2층의 ITO 전극 및 전해액을, 입사광이 왕복으로 통과함으로써 크게 감쇠되었다In addition, as shown in Table 4, the display device fabricated using the ion conductor according to the present invention has a high contrast of 60% or more, close to the texture of paper, and high contrast because the ion conductor has high ion conductivity. It turned out to be. Compared with the comparative example 7 which uses the polymer solid electrolyte as a medium for display elements, the small-coloration speed (responsiveness) and the blackness at the time of coloring were also excellent. In Comparative Example 7, the reflectance was relatively high, but the texture was significantly different from that of paper. On the other hand, in Comparative Example 5, since the member inside the element does not have sufficient electrolyte impregnation force, since uniform ion migration in the electrolyte does not occur sufficiently, uniform uneven coloration does not occur smoothly over the entire surface of the device display surface. The contrast ratio was very low. In Comparative Example 6, the high reflectance of the wet cake on the back side was largely attenuated by the incident light passing through the two glass substrates, the two-layer ITO electrode, and the electrolyte solution on the front side in a reciprocating manner.

이상과 같이, 표 1∼표 4의 결과에 의하여 본 발명의 이온전도체는 이온전도체로서도, 전기화학형 표시소자용의 매체로서도 우수한 특성을 가지고 있다는 것이 밝혀졌다.As mentioned above, it turned out that the ion conductor of this invention has the outstanding characteristic also as an ion conductor and the medium for electrochemical display elements by the result of Tables 1-4.

본 발명의 이온전도체는 이온전도도가 매우 높아, 이차전지나 전기이중층 커패시터, 태양전지 등의 전기화학장치의 부재로 이용할 수 있다. The ion conductor of the present invention has a very high ion conductivity and can be used as a member of an electrochemical device such as a secondary battery, an electric double layer capacitor, or a solar cell.

또한, 시인성, 질감이 매우 종이와 가깝기 때문에, 반사형의 전기화학형 표시소자용의 이온전도체로서 적합하게 이용할 수 있다.In addition, since visibility and texture are very close to paper, it can be suitably used as an ion conductor for a reflective electrochemical display element.

Claims (10)

20∼80질량%의 무기화합물의 초미립자를 함유하는 유기 폴리머의 미립자와 상기 유기 폴리머의 미립자 중에 함침(含浸)된 전해액으로 이루어지며, 상기 무기화합물의 초미립자가 500nm 이하의 평균 입자지름을 갖고, 상기 유기 폴리머의 미립자가 30m2/g 이상의 BET법에 의한 비표면적을 가지는 것을 특징으로 하는 이온전도체.It consists of the microparticles of the organic polymer containing the ultrafine particle of 20-80 mass% of inorganic compounds, and the electrolyte solution impregnated in the microparticles of the said organic polymer, The ultrafine particle of the said inorganic compound has an average particle diameter of 500 nm or less, The fine particle of an organic polymer has a specific surface area by BET method of 30 m <2> / g or more, The ion conductor characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 폴리머의 미립자에 대한 상기 전해액의 함침률이 500∼2000질량%인 이온전도체.The ion conductor whose impregnation rate of the said electrolyte solution with respect to the microparticles | fine-particles of the said organic polymer is 500-2000 mass%. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 폴리머의 미립자가 1∼1000μm의 평균 입자지름을 가지는 이온전도체.The ion conductor in which the microparticles | fine-particles of the said organic polymer have an average particle diameter of 1-1000 micrometers. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 폴리머의 미립자가 20μm 이하의 평균 짧은 지름과 5∼20의 평균 아스펙트비(aspect ratio)를 가지는 이온전도체.An ion conductor having fine particles of the organic polymer having an average short diameter of 20 μm or less and an average aspect ratio of 5-20. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 무기화합물이 금속산화물, 금속수산화물 및 금속탄산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 무기화합물인 이온전도체.An ion conductor, wherein the inorganic compound is at least one inorganic compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides and metal carbonates. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 폴리머가 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리요소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 유기 폴리머인 이온전도체.An ion conductor, wherein the organic polymer is at least one organic polymer selected from the group consisting of polyamide, polyurethane, and polyurea. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유기 폴리머의 미립자가, 디카르복시산 디할라이드, 디할로포르메이트 및 포스겐으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과 유기용제를 함유하는 유기용액(A)과,The organic solution (A) in which the fine particles of the organic polymer contain at least one compound selected from the group consisting of dicarboxylic acid dihalide, dihaloformate and phosgene and an organic solvent, 적어도 1종의 알칼리금속 원소와 다른 금속원소와의 금속화합물, 디아민 및 물을 함유하는 수용액(B)Aqueous solution containing metal compound, diamine, and water of at least one alkali metal element and other metal elements (B) 과의 접촉에 의해 일어나는 계면중축합에 의해 얻어지는 이온전도체.Ion conductor obtained by interfacial polycondensation caused by contact with 2장의 전극판과, 상기 2장의 전극판 간에 유지된 상기 제1항에 기재된 이온전도체와, 상기 이온전도체 내의 이온전도에 의해 일어나는 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료로 이루어지는 전기화학형 표시소자.Electrochemistry consisting of two electrode plates, the ion conductor of claim 1 held between the two electrode plates, and a material reversibly discolored by an electrochemical redox reaction caused by ion conduction in the ion conductor. Type display element. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료가, 상기 이온전도체 내에 함유되는 발색제인 전기화학형 표시소자.An electrochemical display device, wherein the material reversibly discolored by the electrochemical redox reaction is a colorant contained in the ion conductor. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 전기화학적인 산화환원반응에 의해 가역적으로 변색되는 재료가, 상기전극판 위에 마련된 발색층을 구성하는 전기화학형 표시소자.An electrochemical display device, wherein a material reversibly discolored by the electrochemical redox reaction constitutes a chromophore layer provided on the electrode plate.
KR1020067014460A 2004-01-21 2005-01-21 Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same KR20070032274A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020067014460A KR20070032274A (en) 2004-01-21 2005-01-21 Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00012981 2004-01-21
JPJP-P-2004-00060600 2004-03-04
JPJP-P-2004-00086684 2004-03-24
KR1020067014460A KR20070032274A (en) 2004-01-21 2005-01-21 Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070032274A true KR20070032274A (en) 2007-03-21

Family

ID=43656289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067014460A KR20070032274A (en) 2004-01-21 2005-01-21 Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070032274A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110064746A (en) * 2009-12-08 2011-06-15 엘지디스플레이 주식회사 Display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110064746A (en) * 2009-12-08 2011-06-15 엘지디스플레이 주식회사 Display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7630116B2 (en) Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same
Thakur et al. Hybrid materials and polymer electrolytes for electrochromic device applications
Kraft Electrochromism: a fascinating branch of electrochemistry
Rosseinsky et al. Electrochromic systems and the prospects for devices
CN103582844B (en) Stable electrochromic module
WO2008133737A2 (en) Electrochromic device
JP2011180469A (en) Electrochemical element having prussian blue type metal complex nanoparticle, electrochromic element and secondary battery using the same
Chen et al. High cycling stability and well printability poly (3, 4‐ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate)/multi‐walled carbon nanotube nanocomposites via in situ polymerization applied on electrochromic display
CN100555472C (en) Ion conductor and the electrochemical display device that uses it
Jeong et al. All-solid-state electrochromic device using polymer electrolytes with a wet-coated electrochromic layer
JP2001501322A (en) Electrochromic metal oxide
KR20070032274A (en) Ion conductor and electrochemical display device utilizing the same
JP4244569B2 (en) ELECTROCHROMIC DISPLAY ELEMENT, ITS MANUFACTURING METHOD, ELECTROCHROMIC DISPLAY DEVICE
JP2005128470A (en) Electrochemistry table type medium, and display element and display apparatus using the same
JP2006235484A (en) Method for manufacturing electrochemical display device, and electrochemical display apparatus using the display device
US6538792B1 (en) Electrochromic device
JP6968394B2 (en) Electrochromic material, color variable electrode and element using this, manufacturing method of color variable electrode
JP2000502398A (en) Electrochromic tin oxide
JP2005345594A (en) Electrochemical display element and display device
JP2006145669A (en) Electrochemical display element and electrochemical display device using the same
Somani Organic and organic–inorganic hybrid electrochromic materials and devices
Dulgerbaki et al. Recent Advances in Tungsten Oxide/Conducting Polymer Hybrid Assemblies for Electrochromic Applications
JP2005338725A (en) Reflective display medium, display element and display device using same
Sun et al. Cellulose-based KV3O8· 0· 75H2O composite films and self-healing Li+ gel electrolyte for multifunctional flexible electrochromic device
JP2007052109A (en) Electrochemical display element and method for manufacturing electrochemical display element

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination