KR20180113969A - 복합 재료, 도전성 재료, 도전성 입자 및 도전성 필름 - Google Patents

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KR20180113969A
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다쯔오 마루야마
히로끼 이구찌
아쯔노리 모리
아끼라 나까스가
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
고쿠리츠다이가쿠호진 고베다이가쿠
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Abstract

용매 중에서의 분산성이 우수하고, 또한 도전성이 높아진 복합 재료를 제공한다. 탄소 재료와, 상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하고, 상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있고, 상기 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하인 복합 재료.

Description

복합 재료, 도전성 재료, 도전성 입자 및 도전성 필름
본 발명은, 탄소 재료를 함유하는 복합 재료, 도전성 재료, 도전성 입자 및 도전성 필름에 관한 것이다.
그래핀, 흑연, 박편화 흑연 또는 카본 나노 튜브 등의 탄소 재료는 재료 공학, 의료 공학, 혹은 전기 전자 공학 등의 분야로의 응용이 기대되고 있다.
하기의 특허문헌 1에는 폴리(3,4-에틸렌디옥시)티오펜(PEDOT)과, 폴리스티렌술폰산(PSS)과, 산화그래핀을 포함하는 도전성 도료가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, PEDOT/PSS 성분과의 상호 작용이 강해지는 점에서, 산화그래핀이 충분히 산화되어 있는 것이 바람직하다는 취지가 기재되어 있다. 또한, 도전성이 높지 않은 산화그래핀에, PEDOT/PSS 성분을 흡착시킴으로써 도전성이 높아지는 것이 기재되어 있다.
하기의 특허문헌 2에는 도전성 중합체와, 도전성 중합체에 도핑된 불화그래핀을 포함하는, 도전성 고분자 재료가 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는, 상기 도전성 중합체로서, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 또는 이들의 유도체가 사용되는 것이 기재되어 있다.
또한, 하기의 비특허문헌 1에는 계면 활성제를 갖는 그래핀 분산액이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-35966호 공보 일본 특허 공표 제2014-502653호 공보
L. Guardia et al., Carbon, 49, 1653(2011)
그런데, 탄소 재료, 특히 그래핀이나, 박편화 흑연에 있어서는, 용매 중에서 응집해 버리는 경우가 있고, 물성이 저하되거나, 가공하기 어려워지거나 하는 경우가 있다. 비특허문헌 1에서는 그래핀에 계면 활성제를 흡착시키는 방법이 사용되어 있지만, 계면 활성제를 흡착시킨 그래핀에서는, 충분히 도전성이 높아지지 않는 경우가 있었다. 또한, 특허문헌 1의 도전성 도료나 특허문헌 2의 도전성 고분자에 있어서도, 도전성이 또한 충분하지 않았다.
본 발명의 목적은, 용매 중에서의 분산성이 우수하고, 또한 도전성이 높아진 복합 재료, 그리고 해당 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비하는 도전성 재료를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 도전성이 우수한 도전성 입자 및 도전성 필름을 제공하는 데 있다.
본 발명에 관한 복합 재료의 넓은 국면에서는, 탄소 재료와, 상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하고, 상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있고, 상기 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하이다.
본 발명에 관한 복합 재료의 다른 넓은 국면에서는, 탄소 재료와, 상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하고, 상기 탄소 재료의 C/O비가 4 이상, 20 이하이다.
본 발명에 관한 복합 재료의 어느 특정한 국면에서는, 상기 탄소 재료가 그래핀 또는 박편화 흑연이다.
본 발명에 관한 복합 재료의 다른 특정한 국면에서는, 상기 탄소 재료의 상기 도전성 분산제에 대한 중량비(탄소 재료/도전성 분산제)가 0.2 이상, 20 이하의 범위에 있다.
본 발명에 관한 복합 재료의 다른 특정한 국면에서는, 상기 도전성 분산제가 유기 고분자에 의해 구성되어 있다. 바람직하게는, 상기 유기 고분자가 티오펜 골격을 갖는 고분자이다.
본 발명에 관한 복합 재료의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 복합 재료에 도펀트가 도핑되어 있다.
본 발명에 관한 도전성 재료는, 기재와, 본 발명에 따라 구성되는 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비하고, 상기 기재의 표면의 적어도 일부가 상기 복합 재료층에 의해 피복되어 있다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 넓은 국면에서는, 기재 입자와, 본 발명에 따라 구성되는 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비하고, 상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부가 상기 복합 재료층에 의해 피복되어 있다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 다른 넓은 국면에서는, 기재 입자와, 도전성 분산제로 이루어지는 도전성 분산제층을 구비하고, 상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부가 상기 도전성 분산제층에 의해 피복되어 있고, 상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있고, 상기 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 기재 입자가 수지 입자와 금속층을 갖고, 상기 수지 입자의 적어도 일부가 상기 금속층에 의해 피복되어 있다.
본 발명의 도전성 필름은, 본 발명에 따라 구성되는 복합 재료로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 용매 중에서의 분산성이 우수하고, 또한 도전성이 높아진 복합 재료를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에서 제작한 분산액 1 내지 5에 있어서의 흡광 스펙트럼 측정의 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 2에 있어서, 여과지 위에 도전성 필름이 형성된 상태를 나타내는 배율 500배의 광학 현미경 사진이다.
도 3은 비교예 4에 있어서, 여과지 위에서 박편화 흑연이 응집(스크롤)하고 있는 상태를 나타내는 배율 500배의 광학 현미경 사진이다.
도 4는 실시예에서 제작한 분산액 3, 6 내지 8에 있어서의 흡광 스펙트럼 측정의 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 6에서 얻어진 도전성 입자의 관찰 사진을 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예 6에서 얻어진 도전성 입자의 라만 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
[복합 재료]
본원 발명에 관한 복합 재료는 탄소 재료와 도전성 분산제를 포함한다. 상기 도전성 분산제는 상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있다. 본원 발명에 관한 복합 재료는 탄소 재료와, 해당 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하므로, 예를 들어 톨루엔 등의 유기 용매 중에서의 분산성이 우수하고, 또한 도전성이 높아지고 있다.
제1 발명에서는, 상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있다. 또한, 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하이다. 제1 발명에서는, 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 상기 범위에 있으므로, 복합 재료의 용매 중에서의 분산성이 보다 한층 높아지고 있다. 또한, 이 이유는 이하와 같이 설명된다.
도전성 고분자의 수 평균 분자량이 상기 하한 이상인 경우, 용매 중에서, 탄소 재료가 응집하는 힘보다도, 도전성 고분자가 탄소 재료의 응집을 억제하려고 하는 힘의 쪽이 강해지기 쉽다. 한편, 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 상기 상한 이하인 경우, 제조 공정에서 탄소 재료에 흡착된 도전성 고분자가, 탄소 재료에 아직 흡착되지 않은 다른 도전성 고분자의 탄소 재료로의 흡착을 저해하기 어려워진다. 그로 인해, 도전성 고분자의 탄소 재료로의 흡착량을 보다 한층 많게 할 수 있다. 이들 이유에 의해, 도전성 고분자의 수 평균 분자량을 상기 범위 내로 함으로써, 탄소 재료의 용매 중에서의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다. 즉, 복합 재료의 용매 중에서의 분산성이 보다 한층 높아진다.
제2 발명에서는, 탄소 재료의 C/O비가 4 이상, 20 이하이다. 또한, 본 발명에 있어서, C/O비란, 원소 분석에 의해 얻어지는 C/O비이다. 원소 분석에 의해 얻어지는 C/O비란, 원소 분석에 의해 얻어지는 탄소 원자와 산소 원자의 몰수의 비를 말한다. 제2 발명에서는, 탄소 재료의 C/O비가 상기 범위 내에 있으므로, 복합 재료의 도전성이 보다 한층 높아지고 있다.
제1 발명과 제2 발명은 조합하여 사용되어도 된다. 즉, 탄소 재료의 C/O비가 4 이상, 20 이하이고, 또한 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하여도 된다. 제1 발명과 제2 발명을 조합하여 사용하는 경우, 복합 재료의 분산성 및 도전성을 보다 한층 높일 수 있다.
이하, 본원의 제1 및 제2 발명을 총칭하여, 본 발명이라고 칭하는 경우가 있는 것으로 한다.
본 발명의 복합 재료에는 도펀트가 도핑되어 있어도 된다. 그 경우에는 복합 재료의 도전성을 보다 한층 높일 수 있다. 상기 도펀트로서는, 예를 들어 테트라시아노퀴노디메탄 등의 유기 시아노 화합물, 황산, 염산, 질산, 테트라클로로금산, 또는 니트로메탄 등을 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명에 관한 복합 재료를 구성하는 각 재료의 상세를 설명한다.
(탄소 재료)
탄소 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 그래핀, 카본 블랙, 카본 나노 튜브, 흑연 또는 박편화 흑연 등을 들 수 있다. 탄소 재료의 형상으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 가스 배리어성을 보다 한층 높이는 관점에서, 평판상인 것이 바람직하다. 그로 인해, 상기 탄소 재료로서는, 그래핀 또는 박편화 흑연인 것이 바람직하다.
주지한 바와 같이, 흑연은 복수의 그래핀 시트의 적층체이다. 흑연의 그래핀 시트의 적층수는 10만층 내지 100만층 정도이다. 흑연으로서는, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연 등을 사용할 수 있다. 팽창 흑연은 통상의 흑연보다도 그래핀층끼리의 층 사이가 크다.
박편화 흑연은, 원래의 흑연을 박리 처리하여 얻어지는 것이며, 원래의 흑연보다도 얇은 그래핀 시트 적층체를 말한다. 박편화 흑연에 있어서의 그래핀 시트의 적층수는 원래의 흑연보다 적으면 된다. 박편화 흑연에 있어서, 그래핀 시트의 적층수는 바람직하게는 2층 이상이고, 보다 바람직하게는 5층 이상이고, 바람직하게는 300층 이하이고, 보다 바람직하게는 200층 이하이고, 더욱 바람직하게는 100층 이하이다.
상기 박편화 흑연으로서는, 시판되고 있는 박편화 흑연을 사용해도 된다. 또한, 흑연을 박리하는 다양한 처리에 의해 박편화 흑연을 얻어도 된다.
또한, 그래핀이나 박편화 흑연은, 통상, 롤상이나 튜브상으로 스크롤된다. 그로 인해, 탄소 재료로서, 그래핀이나 박편화 흑연을 사용한 경우, 그래핀끼리 또는 박편화 흑연끼리, 혹은 다른 도전성 재료와의 접촉 면적이 작아진다. 따라서, 높은 도전성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 그래핀이나 박편화 흑연이 롤상이나 튜브상으로 스크롤되면, 가스 배리어성도 작아진다.
이에 비해, 본 발명에서는 탄소 재료가 그래핀 또는 박편화 흑연인 경우에 있어서도, 그래핀 또는 박편화 흑연에 도전성 분산제가 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있으므로, 그래핀 또는 박편화 흑연이 롤상이나 튜브상으로 스크롤되기 어렵다. 그로 인해, 그래핀끼리 또는 박편화 흑연끼리, 혹은 다른 도전성 재료와의 접촉 면적이 커져서, 도전성이 높아지게 된다. 또한, 그래핀 또는 박편화 흑연에는 도전성 분산제와의 물리적 또는 화학적인 결합이 이루어져 있으므로, 이 점으로부터도 도전성이 높아지게 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 도전성 분산제에 의해 그래핀 또는 박편화 흑연의 스크롤이 억제되어 있으므로, 본 발명의 복합 재료는 가스 배리어성도 우수하다.
이와 같이, 본 발명의 복합 재료에 있어서는, 그래핀 또는 박편화 흑연이 스크롤되기 어렵고, 도전성이나, 가스 배리어성이 우수하다. 그로 인해, 본 발명의 복합 재료는 도전성 잉크나, 도전성 필름 혹은 가스 배리어 필름 등에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 탄소 재료의 C/O비는 바람직하게는 4 이상이고, 보다 바람직하게는 5 이상이고, 바람직하게는 20 이하이고, 보다 바람직하게는 10 이하이다. 탄소 재료의 C/O비를, 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하로 함으로써, 복합 재료의 도전성을 보다 한층 높일 수 있다. 또한, C/O비가 상기 범위 내에 있는 탄소 재료는, 예를 들어 일본 특허 제5048873호 공보에 기재된 박편화 흑연의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다.
또한, 일본 특허 제5048873호 공보에 기재된 박편화 흑연의 제조 방법에서는, 예를 들어 이하의 공정 1 내지 4를 구비하는 제조 방법이 개시되어 있다.
공정 1: 시트상의 흑연 또는 시트상의 팽창 흑연을 준비하는 공정.
공정 2: 흑연 또는 팽창 흑연의 각 그래핀면을 관통하도록 금속으로 이루어지는 전극의 일부를 흑연 또는 팽창 흑연에 삽입하고, 흑연을 구성하고 있는 복수의 그래핀층에 해당 전극을 접촉시키는 공정.
공정 3: 전극의 일부가 삽입된 흑연 또는 팽창 흑연의 적어도 일부를 전해질 수용액 중에 침지하고, 해당 흑연을 작용극으로 하고, 대향 전극과의 사이에 직류 전압을 인가하는 전기 화학적 처리를 행하고, 적어도 일부가 팽창화 흑연인 탄소질 재료를 얻는 공정.
공정 4: 탄소질 재료를 얻는 공정 후에, 탄소질 재료에 박리력을 가함으로써 박편화 흑연을 얻는 공정.
본 발명에 있어서, 탄소 재료의 BET 비표면적은, 바람직하게는 50㎡/g 이상이고, 보다 바람직하게는 200㎡/g 이상이고, 더욱 바람직하게는 300㎡/g 이상이고, 바람직하게는 2500㎡/g 이하이고, 보다 바람직하게는 2000㎡/g 이하이고, 더욱 바람직하게는 1500㎡/g 이하이다. BET 비표면적이 상기 하한 이상인 경우, 복합 재료의 가스 배리어성을 보다 한층 높일 수 있다. BET 비표면적이 상기 상한 이하인 경우, 탄소 재료가 보다 한층 응집하기 어려워지고, 복합 재료의 분산성이 보다 한층 높아진다.
(도전성 분산제)
도전성 분산제는 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 물리적으로 결합되어 있다는 것은, 반데르발스힘 등에 의해 결합 또는 흡착되어 있는 상태를 말한다. 또한, 화학적으로 결합되어 있다는 것은, 공유 결합이나 이온 결합 등의 화학 결합에 의해 결합 또는 흡착되어 있는 상태를 말한다.
도전성 분산제는 도전성 고분자에 의해 구성할 수 있다. 도전성 고분자로서는, 도전성을 갖는 유기 고분자를 사용할 수 있다. 또한, 도전성을 갖는 유기 고분자로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 티오펜 골격을 갖는 고분자나, 폴리 이온 액체 등을 사용할 수 있다. 도전성을 보다 한층 높이는 관점에서, 티오펜 골격을 갖는 고분자인 것이 바람직하다. 티오펜 골격을 갖는 고분자로서는, 예를 들어 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시)티오펜, 또는 폴리(3-부틸티오펜) 등을 들 수 있다. 안정성이나 도전성의 관점에서, 티오펜 골격을 갖는 고분자는 폴리(3-헥실티오펜)인 것이 바람직하다. 폴리(3-헥실티오펜)은 비특허문헌: S. Tamba, et al., J. Am. Chem. Sci., 133, 9700(2011)에 기재된 합성 방법에 따라 합성할 수 있다.
또한, 폴리(3-헥실티오펜)은 하기 식 (1)로 표시된다.
Figure pct00001
또한, 티오펜 골격을 갖는 고분자로서, 폴리(3-헥실티오펜) 이외의 다른 폴리(3-알킬티오펜)을 사용해도 된다. 다른 폴리(3-알킬티오펜)으로서는, 예를 들어 하기 식 (2)로 표시되는 폴리(3-옥틸티오펜)을 들 수 있다. 또한, 하기 식 (3)으로 표시되는 폴리(3-(헥실옥시))메틸티오펜을 사용해도 된다.
Figure pct00002
Figure pct00003
티오펜 골격을 갖는 고분자로서는, 하기 식 (4)로 표시되는 바와 같이, 티오펜의 3 위치에, 실록산 결합을 갖는 알킬기를 구비하는 고분자 (폴리-(3-(4-펜타메틸디실록시부탄-1-일)티오펜-2,5-디일))을 사용해도 된다.
Figure pct00004
본 발명에 있어서, 티오펜 골격을 갖는 고분자의 헤드-테일(Head to Tail, 이하 H-T라고도 함) 레지오레귤래러티(regioregularity)는 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또한, H-T 레지오레귤래러티란, 그 반복 단위가 헤드-테일에서 위치규칙적으로 배열한 비율을 말한다.
H-T 레지오레귤래러티가 상기 하한 이상인 경우, 복합 재료의 용매 중으로의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
도전성 고분자의 수 평균 분자량(Mn)은 바람직하게는 2000 이상, 보다 바람직하게는 3000 이상, 더욱 바람직하게는 5000 이상이고, 바람직하게는 100000 이하, 보다 바람직하게는 80000 이하, 더욱 바람직하게는 50000 이하이다. 수 평균 분자량(Mn)이 상기 범위 내에 있는 경우, 복합 재료의 용매 중으로의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 중량 평균 분자량(Mw)의 수 평균 분자량(Mn)에 대한 비, 즉 분자량 분포(Mw/Mn)는 바람직하게는 1.1 이상, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 바람직하게는 1.5 이하, 보다 바람직하게는 1.3 이하이다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 상기 범위 내에 있는 경우, 복합 재료의 용매 중으로의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정되는 폴리스티렌 환산에서의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)을 나타낸다.
상기 수 평균 분자량(Mn) 및 상기 분자량 분포(Mw/Mn)를 상기 범위로 조정하기 위해서는, 중합 개시제, 중합 온도 등의 중합 조건을 조정하면 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 탄소 재료의 도전성 분산제에 대한 중량비(탄소 재료/도전성 분산제)는 바람직하게는 0.2 이상, 보다 바람직하게는 0.5 이상, 더욱 바람직하게는 1.0 이상이고, 바람직하게는 20 이하, 보다 바람직하게는 10 이하, 더욱 바람직하게는 5 이하, 특히 바람직하게는 2 이하이다. 중량비(탄소 재료/도전성 분산제)가 상기 범위 내에 있는 경우, 복합 재료의 도전성을 보다 한층 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 복합 재료의 제조 방법의 일례를 설명한다.
(복합 재료의 제조 방법)
본 발명에 관한 복합 재료는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다.
먼저, 용매 중에 도전성 분산제를 용해시켜, 도전성 분산제 용액을 제작한다. 계속해서, 도전성 분산제 용액에 탄소 재료를 첨가하고, 초음파 처리를 행한다. 그것에 의해, 도전성 분산제를 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합시켜, 본 발명의 복합 재료를 얻을 수 있다. 얻어진 복합 재료는 용매 중에 분산시킨 상태에서 분산액으로서 사용해도 되고, 건조시켜 사용해도 된다. 또한, 분산액은 초음파 처리에 의해 얻어진 용액을 원심 분리하여 상청액을 분산액으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 복합 재료의 제조 방법에서 사용되는 용매로서는, 예를 들어 톨루엔 또는 클로로포름 등을 들 수 있다.
[도전성 재료]
본 발명에 관한 도전성 재료는 기재와, 상술한 본 발명의 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비한다. 상기 기재의 표면의 적어도 일부는 복합 재료층에 의해 피복되어 있다. 또한, 상기 기재의 표면의 일부가 복합 재료층에 의해 피복되어 있어도 되고, 기재의 표면의 전부가 복합 재료층에 의해 피복되어 있어도 된다.
본 발명에 관한 도전성 재료는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 기재를 상술한 본 발명의 복합 재료를 포함하는 분산액에 침지시킨다. 계속해서, 침지시킨 기재를 취출하여 분산액을 건조시킴으로써, 기재의 표면이 복합 재료층으로 피복된 도전성 재료를 얻을 수 있다.
본 발명의 도전성 재료에서는 상술한 본 발명의 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층에 의해 기재의 표면의 적어도 일부가 피복되어 있으므로, 도전성이 높아지고 있다. 또한, 상기 복합 재료층은 가스 배리어성이 우수하므로, 본 발명의 도전성 재료에서는 가령 산화되어도 도전성이 저하되기 어렵다는 특징을 갖고 있다.
상기 기재로서는, 예를 들어 금속박, 도전성 수지재, 금속이 증착 또는 스퍼터링된 필름을 들 수 있다. 도전성 재료의 도전성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 기재는 금속박인 것이 바람직하다.
금속박을 구성하는 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 팔라듐, 구리, 백금, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 텅스텐, 몰리브덴, 규소 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 도전성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 구리 또는 금이 바람직하고, 구리가 보다 바람직하다.
[도전성 입자]
본 발명에 관한 도전성 입자의 넓은 국면에서는, 기재 입자와, 상술한 본 발명의 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비한다. 상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부는 복합 재료층에 의해 피복되어 있다. 또한, 상기 기재 입자의 표면의 일부가 복합 재료층에 의해 피복되어 있어도 되고, 기재 입자의 표면의 전부가 복합 재료층에 의해 피복되어 있어도 된다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 다른 넓은 국면에서는, 기재 입자와, 도전성 분산제로 이루어지는 도전성 분산제층을 구비한다. 상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부는 도전성 분산제층에 의해 피복되어 있다. 또한, 상기 기재 입자의 표면의 일부가 도전성 분산제층에 의해 피복되어 있어도 되고, 기재 입자의 표면의 전부가 도전성 분산제층에 의해 피복되어 있어도 된다.
상기 도전성 분산제층은, 예를 들어 기재 입자와 도전성 분산제가 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 형태를 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 물리적으로 결합되어 있다는 것은, 반데르발스힘 등에 의해 결합 또는 흡착되어 있는 상태를 말한다. 또한, 화학적으로 결합되어 있다는 것은, 공유 결합이나 이온 결합 등의 화학 결합에 의해 결합 또는 흡착되어 있는 상태를 말한다.
상기 도전성 분산제는 도전성 고분자에 의해 구성할 수 있다. 도전성 고분자로서는, 도전성을 갖는 유기 고분자를 사용할 수 있다. 또한, 도전성을 갖는 유기 고분자로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 티오펜 골격을 갖는 고분자나, 폴리 이온 액체 등을 사용할 수 있다. 도전성을 보다 한층 높이는 관점에서, 티오펜 골격을 갖는 고분자인 것이 바람직하다. 티오펜 골격을 갖는 고분자로서는, 예를 들어 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시)티오펜, 또는 폴리(3-부틸티오펜) 등을 들 수 있다. 안정성이나 도전성의 관점에서, 티오펜 골격을 갖는 고분자는 폴리(3-헥실티오펜)인 것이 바람직하다. 폴리(3-헥실티오펜)은 비특허문헌: S. Tamba, et al., J. Am. Chem. Sci., 133, 9700(2011)에 기재된 합성 방법에 따라 합성할 수 있다.
도전성 고분자의 수 평균 분자량(Mn)은 바람직하게는 2000 이상, 보다 바람직하게는 3000 이상, 더욱 바람직하게는 5000 이상이고, 바람직하게는 100000 이하, 보다 바람직하게는 80000 이하, 더욱 바람직하게는 50000 이하이다. 수 평균 분자량(Mn)이 상기 범위 내에 있는 경우, 도전성 고분자의 용매 중으로의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 중량 평균 분자량(Mw)의 수 평균 분자량(Mn)에 대한 비, 즉 분자량 분포(Mw/Mn)는 바람직하게는 1.1 이상, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 바람직하게는 1.5 이하, 보다 바람직하게는 1.3 이하이다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 상기 범위 내에 있는 경우, 도전성 고분자의 용매 중으로의 분산성을 보다 한층 높일 수 있다.
중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정되는 폴리스티렌 환산에서의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)을 나타낸다.
상기 수 평균 분자량(Mn) 및 상기 분자량 분포(Mw/Mn)를 상기 범위로 조정하기 위해서는, 중합 개시제, 중합 온도 등의 중합 조건을 조정하면 된다.
본 발명에 관한 도전성 입자는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 기재 입자를 상술한 본 발명의 복합 재료 또는 도전성 분산제를 포함하는 분산액에 침지시킨다. 계속해서, 침지시킨 기재 입자를 취출하여 분산액을 건조시킴으로써, 기재 입자의 표면이 복합 재료층 또는 도전성 분산제층으로 피복된 도전성 입자를 얻을 수 있다.
본 발명의 도전성 입자에서는, 상술한 복합 재료층 또는 도전성 분산제층에 의해 기재 입자의 표면의 적어도 일부가 피복되어 있으므로, 도전성이 높아지고 있다. 또한, 상기 복합 재료층은 가스 배리어성이 우수하므로, 가령 산화되어도 도전성이 저하되기 어렵다는 특징을 갖고 있다.
상기 기재 입자로서는, 금속 입자 또는 수지 입자의 표면이 금속층에 의해 피복된 입자, 즉 코어 셸 구조를 갖는 입자를 사용할 수 있다. 또한, 코어 셸 구조를 갖는 입자에서는, 코어가 수지 입자이고, 셸이 금속층이다.
금속 입자 또는 상기 수지 입자의 표면을 피복하고 있는 금속층을 구성하는 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 팔라듐, 구리, 백금, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 텅스텐, 몰리브덴, 규소 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 도전성을 보다 한층 효과적으로 높이는 관점에서는, 구리 또는 금이 바람직하고, 구리가 보다 바람직하다.
상기 수지 입자를 구성하는 수지로서는, 다양한 유기물이 적합하게 사용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌텔레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 혹은 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 스티렌과 디비닐벤젠의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
[도전성 필름]
본 발명의 도전성 필름은 상술한 본 발명에 따라 구성되는 복합 재료로 이루어진다. 따라서, 본 발명의 도전성 필름은 도전성이나 가스 배리어성이 높아지고 있다. 또한, 상기 복합 재료는 가스 배리어성이 우수하므로, 본 발명의 도전성 필름에서는, 가령 산화되어도 도전성이 저하되기 어렵다는 특징을 갖고 있다. 이와 같은 도전성 필름은, 예를 들어 상기 복합 재료를 용매 중에 분산시킨 분산액을, 흡인 여과함으로써 얻을 수 있다.
또한, 상기 복합 재료를 구성하는 탄소 재료에 그래핀이나 박편화 흑연을 사용한 경우, 상술한 바와 같이 롤상이나 튜브상으로 스크롤되기 쉽기 때문에, 흡인 여과법으로는 용이하게 제막할 수 없는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 복합 재료를 구성하는 탄소 재료에는 도전성 분산제가 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있으므로, 탄소 재료가 그래핀이나 박편화 흑연인 경우에 있어서도, 스크롤이 억제되게 된다. 그로 인해, 본 발명의 복합 재료는 흡인 여과법에 의해 용이하게 제막할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이 그래핀이나 박편화 흑연 등의 탄소 재료가 롤상이나 튜브상으로 스크롤되어 있지 않으므로, 도전성 필름 중에서의 그래핀끼리 또는 박편화 흑연끼리, 혹은 다른 도전성 재료와의 접촉 면적이 커져서, 도전성이 높아지게 된다. 또한, 도전성 필름 중에서, 탄소 재료가 롤상이나 튜브상으로 스크롤되어 있지 않으므로, 본 발명의 도전성 필름은 가스 배리어성도 우수하다.
이어서, 본 발명의 구체적인 실시예 및 비교예를 드는 것에 의해 본 발명을 명확하게 한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(분산액 1 내지 5의 제조)
비특허문헌: S. Tamba, et al., J. Am. Chem. Sci., 133, 9700(2011)에 기재된 합성 방법에 따라, 하기의 수 평균 분자량(Mn) 및 다분산도(Mw/Mn)의 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)을 중합했다.
P3HT-1…Mn＝6000, Mw/Mn＝1.10
P3HT-2…Mn＝10000, Mw/Mn＝1.10
P3HT-3…Mn＝20000, Mw/Mn＝1.12
P3HT-4…Mn＝45000, Mw/Mn＝1.04
P3HT-5…Mn＝75000, Mw/Mn＝1.21
박편화 흑연은 웰더법에 의한 열분해에 의해 제작했다. 얻어진 박편화 흑연의 BET 비표면적은 562㎡/g이고, 그래핀 시트의 적층수는 5층이었다. 또한, 박편화 흑연의 C/O비는 14.5였다. 여기서, C/O비는 주사형 X선 광전자 분광 분석 장치(ULVAC-PHI. Inc.제, 형번: PHI5000 VersaProbe II)를 사용하여 측정했다.
얻어진 P3HT-1 내지 5를 각각 1.0㎎ 채취하고, 각각 톨루엔 3ml에 용해시키고, 이어서 제작한 박편화 흑연 1.0㎎을 첨가했다. 얻어진 용액에, 초음파 처리 장치(애즈원사제)를 사용하고, 110W, 발신 주파수 31㎑, 80℃ 및 30분간의 조건에서 초음파 처리를 행하였다. 계속해서, 30℃의 수욕에서 15분간 냉각했다. 이어서, 원심 분리를 가속도 1000×G로 20분간 행하고, 상청을 시린지로 채취하여, 분산액 1 내지 5를 채취했다. 또한, 분산액 1 내지 5는 각각 하기의 P3HT를 사용한 것이다.
분산액 1…P3HT-1
분산액 2…P3HT-2
분산액 3…P3HT-3
분산액 4…P3HT-4
분산액 5…P3HT-5
채취한 분산액에 대하여, 분광 광도계(JASCO사제, 상품명: V-770)를 사용하여, 흡광 스펙트럼 측정을 행하였다. 또한, 설정 온도는 80도로 하고, 660㎚에서의 흡광도를 구했다. 결과를, 도 1에 나타낸다. 도 1로부터, P3HT의 수 평균 분자량(Mn)이 작을수록, 흡광도가 높아지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 박편화 흑연의 분산성이 높아지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 1)
상기와 같이 하여 제조한 분산액 1 중에, 기재 입자(세키스이 가가쿠 고교사제, 상품명: 마이크로펄 AU, CuMPs)를, 40℃의 수욕 중에서 90분간 침지시켰다. 분산액 1 중으로부터, 복합 재료층에 의해 피복된 기재 입자를 취출하고, 건조시킴으로써, 도전성 입자를 얻었다.
(비교예 1)
기재 입자(세키스이 가가쿠 고교사제, 상품명: 마이크로펄 AU, CuMPs)를, 그대로 도전성 입자로서 사용했다.
(평가 방법)
전기 저항률의 측정;
실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 도전성 입자의 전기 저항률을 이하와 같이 하여 측정했다.
먼저, 2매의 알루미늄판에 도전성 입자를 끼우고, 도전성 입자를 끼운 2매의 알루미늄판을 마이크로미터(신와사제, 상품명: 마이크로미터 0-25㎜)로 끼워 넣음으로써 지지하고, 저항계(커스텀사제, 상품명: 디지털 멀티미터)를 사용하여 전기 저항값을 측정했다.
또한, 전기 저항률은 이하의 식을 사용하여 구했다.
전기 저항률(Ωㆍ㎝)＝전기 저항값(Ω)×도전 거리(㎝)
[도전 거리는 원주의 절반의 거리이기 때문에, 1/2π×(도전성 입자의 직경)에 의해 구했다.]
또한, 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 도전성 입자를 200℃의 오븐에서 30분간 가열함으로써 산화시켜 상기와 동일한 방법으로 전기 저항률을 구했다.
결과를 하기의 표 1에 나타낸다.
Figure pct00005
표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에서는 산화 시험 후의 전기 저항률이 대폭으로 상승한 것에 비해, 실시예 1에서는 산화 시험 후에서도 전기 저항률의 상승은 인정되지 않았다.
(실시예 2)
상기와 같이 하여 제조한 분산액 1을 2.5ml 준비했다. 계속해서, 준비한 분산액 1을 여과지(No.5B, 8㎜)를 사용하여 흡인 여과했다. 흡인 여과 후, 여과지에 100℃에서, 5분간의 열처리를 실시했다. 그것에 의해, 여과지 위에 도전성 박막(도전성 필름)을 형성했다.
도 2는 실시예 2에 있어서, 여과지 위에 도전성 필름이 형성된 상태를 나타내는 배율 500배의 광학 현미경 사진이다. 또한, 광학 현미경으로서는, 키엔스사제, 품번 「VH-5000C」를 사용했다. 도 2로부터, 실시예 2에서는, 여과지 위에 도전성 필름이 펼쳐져 있고, 도전성 필름이 여과지를 덮은 연속 구조가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 얻어진 도전성 필름에 대하여, 간이형 저저항률계(미츠비시 가가쿠 아날리테크사제, 품번 「로레스타 AX MCP T370(MCP-TFP 프로브)」)를 사용하여, 시트 저항값을 측정했다. 결과를 하기의 표 2에 나타낸다.
(비교예 2)
P3HT-1 대신에 Brij계 계면 활성제(ADEKA사제, 상품명 「아데카톨TN-100」)를 사용하여 제조한 용액을, 분산액 1 대신에 준비한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 필름을 제작했다. 또한, 얻어진 필름의 시트 저항값을 실시예 2와 마찬가지로 하여 측정했다. 결과를 하기의 표 2에 나타낸다.
(비교예 3)
P3HT-1 대신에 Pluronic계 계면 활성제(ADEKA사제, 상품명 「아데카플루로닉L-44」)를 사용하여 제조한 용액을, 분산액 1 대신에 준비한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 필름을 제작했다. 또한, 얻어진 필름의 시트 저항값을 실시예 2와 마찬가지로 하여 측정했다. 결과를 하기의 표 2에 나타낸다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 3의 필름의 시트 저항값은 매우 높아, 측정할 수 없었다.
(비교예 4)
P3HT-1을 사용하지 않고, 톨루엔 3ml에 박편화 흑연 1.0㎎만을 첨가하여 제조한 용액을, 분산액 1 대신에 준비한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 필름의 제작을 시도했다. 그러나, 도 3에 광학 현미경 사진으로 나타낸 바와 같이, 비교예 4에서는, 여과지 위에서 박편화 흑연이 응집(스크롤)하고 있고, 여과지가 노출되어 있는 부분이 많이 관찰되었다. 이와 같이, 비교예 4에서는 박편화 흑연이 응집하고 있고, 필름(박막)을 얻을 수 없었다.
Figure pct00006
(분산액 6의 제조)
드라이 업 및 질소 치환을 행한 쉬링크관에, 2-브로모-3-옥틸티오펜 1.0mmol(1.0eq.)과, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐마그네슘클로라이드리튬클로라이드(K-H 염기) 1.0mmol(1.0eq.)을 가하고, 실온에서 3시간 반응시켰다. 이어서, 테트라히드로푸란 및 NiCl2(PPh3)IPr 촉매 3.9㎎(0.005mmol)을 가하고, 실온에서 1시간 반응시켰다. 반응 후, 0.1M 염산 4ml 및 메탄올 10ml를 가하여, 충분히 교반했다. 교반 후, 기리야마 로트를 사용하여 여과하고, 헥산을 사용하여 세정했다. 여과물을 밤새 진공 건조하고, 상기 식 (2)로 표시되는 폴리(3-옥틸티오펜)(P3OT)을 얻었다. 얻어진 P3OT의 분자량은 Mn＝23000이고, 다분산도는 Mw/Mn＝1.29였다.
얻어진 P3OT를 1.0㎎ 채취하고, 톨루엔 3ml에 용해시키고, 이어서 분산액 1 내지 5의 제조 시와 동일한 방법으로 제작한 박편화 흑연 1.0㎎을 첨가했다. 얻어진 용액에, 초음파 처리 장치(애즈원사제)를 사용하여, 110W, 발신 주파수 31㎑, 80℃ 및 30분간의 조건에서 초음파 처리를 행하였다. 계속해서, 30℃의 수욕에서 15분간 냉각했다. 이어서, 원심 분리를 가속도 1000×G로 20분간 행하고, 상청을 시린지로 채취하여, 분산액 6을 얻었다.
(분산액 7의 제조)
드라이 업 및 질소 치환을 행한 쉬링크관에, 2-브로모-3-(헥실록시)메틸티오펜 1.0mmol(1.0eq.)과, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐마그네슘클로라이드리튬클로라이드(K-H 염기) 1.0mmol(1.0eq.)을 가하고, 실온에서 3시간 반응시켰다. 이어서, 테트라히드로푸란 9.0ml 및 NiCl2(PPh3)IPr 촉매 3.9㎎(0.005mmol)을 가하고, 실온에서 1시간 반응시켰다. 반응 후, 0.1M 염산 4ml 및 메탄올 10ml를 가하여, 충분히 교반했다. 교반 후, 기리야마 로트를 사용하여 여과하고, 헥산을 사용하여 세정했다. 여과물을 밤새 진공 건조하고, 상기 식 (3)으로 표시되는 폴리(3-((헥실록시)메틸)티오펜)(P3HOT)을 얻었다. 얻어진 P3HOT의 분자량은 Mn＝17000이고, 다분산도는 Mw/Mn＝1.31이었다.
이어서, 분산액 6의 제조 방법에서 사용한 P3OT 대신에 얻어진 P3HOT를 사용한 것 이외는 분산액 6의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 분산액 7을 얻었다.
(분산액 8의 제조)
드라이 업 및 질소 치환을 행한 쉬링크관에 2-브로모-3-(4-펜타메틸디실록시부탄-1-일)티오펜 0.18g(0.50mmol(1.0eq.))과, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐마그네슘클로라이드리튬클로라이드(K-H 염기) 0.55mL(0.55mmol(1.1eq.))를 가하고, 60℃에서 1시간 반응시켰다. 이어서, 테트라히드로푸란 5.0ml 및 NiCl2(PPh3)IPr 촉매 3.9㎎(0.005mmol)을 가하고, 60℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후, 0.1M 염산 2.0ml 및 메탄올 10ml를 가하여, 충분히 교반했다. 교반 후, 기리야마 로트를 사용하여 여과하고, 헥산을 사용하여 세정했다. 여과물을 밤새 진공 건조하고, 상기 식 (4)로 표시되는 티오펜의 3 위치에, 실록산 결합을 갖는 알킬기를 구비하는 고분자 (폴리-(3-(4-펜타메틸디실록시부탄-1-일)티오펜-2,5-디일))(P3SiT)을 얻었다. 얻어진 P3SiT의 분자량은 Mn＝21000이고, 다분산도는 Mw/Mn＝1.19였다.
이어서, 분산액 6의 제조 방법에서 사용한 P3OT 대신에 얻어진 P3SiT를 사용한 것 이외는 분산액 6의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 분산액 8을 얻었다.
채취한 분산액 3(P3HT), 분산액 6(P3OT), 분산액 7(P3HOT) 및 분산액 8(P3SiT)에 대하여, 분광 광도계(JASCO사제, 상품명: V-770)를 사용하여, 흡광 스펙트럼 측정을 행하였다. 또한, 설정 온도는 80도로 하고, 파장 범위 200 내지 900㎚에서의 흡광도를 구했다. 파장 600㎚의 결과를, 도 4에 나타낸다.
도 4로부터, 얻어진 분산액 3, 6 내지 8에서는 흡광도가 높아지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 박편화 흑연의 분산성이 높아지고 있는 것을 알 수 있다. 특히, P3HOT를 사용한 분산액 7에서는, 보다 분산성이 높아지고 있는 것을 알 수 있다. P3HOT에서는 긴 공액쇄의 영향에 의해, π-π 상호 작용이 강하게 작용했기 때문이라고 생각된다. 이에 비해, P3SiT를 사용한 분산액 8에서는, 충분히 분산성이 높아지고 있지만, 측쇄에 부피가 큰 실록산 부위를 갖기 때문에, 박편화 흑연과의 물리 흡착이 방해된다는 점에서, 다른 분산액에 비하면 박편화 흑연의 분산성이 약간 저하된 것이라고 생각된다.
(실시예 3)
테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ) 5.104㎎을 디메틸술폭시드(DMSO) 0.25ml에 용해시켜, TCNQ 용액(100mM)을 제조했다. 이와 같이 하여 제조된 TCNQ 용액 250μL를 가한 샘플병 중에, 실시예 2와 마찬가지로 하여 제작한 도전성 필름 0.67㎎을 실온에서 2시간 침지시켰다. 그 후, 도전성 필름을 취출하고, 진공 오븐에서 60℃에서 30분간 건조시켰다. 그것에 의해, TCNQ가 도핑된 복합 재료(박편화 흑연과 P3HT-1의 복합 재료)로 이루어지는 도전성 필름을 얻었다. 얻어진 도전성 필름에 대하여, 실시예 2와 동일한 방법에 의해, 전기 저항률계를 사용하여 시트 저항값을 측정했다. 결과를 하기의 표 3에 나타낸다.
Figure pct00007
표 3에 나타낸 바와 같이, TCNQ가 도핑된 복합 재료를 사용함으로써 시트 저항값이 한층 더 낮아지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 4)
실시예 3과 마찬가지로 하여 제조한 TCNQ 용액(75mM, 0.1ml) 중에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제작한 도전성 입자 1.0㎎을, 30℃에서 2시간 침지시켰다. 그 후, 도전성 입자를 취출하여 진공 오븐에서 60℃에서 30분간 건조시켰다. 그것에 의해, TCNQ가 도핑된 복합 재료(박편화 흑연과 P3HT-1의 복합 재료)로 이루어지는 도전성 입자를 얻었다.
도 5는 얻어진 도전성 입자의 관찰 사진이다. 얻어진 도전성 입자의 외관은 흑색이었다.
도 6은 얻어진 도전성 입자의 라만 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 라만 스펙트럼에서, 2200㎝-1의 위치에 니트릴기 유래의 피크가 관찰되었다. 이것으로부터 얻어진 도전성 입자에서는 TCNQ가 흡착되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 얻어진 도전성 입자에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 저항계(커스텀사제, 상품명: 디지털 멀티미터)를 사용하여 전기 저항률을 측정했다. 결과를 하기의 표 4에 나타낸다.
Figure pct00008
표 4에 나타낸 바와 같이, TCNQ가 도핑된 복합 재료를 사용함으로써 전기 저항률이 한층 더 낮아지고 있는 것을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 탄소 재료와,
    상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하고,
    상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있고,
    상기 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하인, 복합 재료.
  2. 탄소 재료와,
    상기 탄소 재료에 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있는 도전성 분산제를 포함하고,
    상기 탄소 재료의 C/O비가 4 이상, 20 이하인, 복합 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄소 재료가 그래핀 또는 박편화 흑연인, 복합 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 재료의 상기 도전성 분산제에 대한 중량비가 0.2 이상, 20 이하의 범위에 있는, 복합 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 분산제가 유기 고분자에 의해 구성되어 있는, 복합 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기 고분자가 티오펜 골격을 갖는 고분자인, 복합 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 재료에 도펀트가 도핑되어 있는, 복합 재료.
  8. 기재와,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비하고,
    상기 기재의 표면의 적어도 일부가 상기 복합 재료층에 의해 피복되어 있는, 도전성 재료.
  9. 기재 입자와,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 복합 재료로 이루어지는 복합 재료층을 구비하고,
    상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부가 상기 복합 재료층에 의해 피복되어 있는, 도전성 입자.
  10. 기재 입자와,
    도전성 분산제로 이루어지는 도전성 분산제층을 구비하고,
    상기 기재 입자의 표면의 적어도 일부가 상기 도전성 분산제층에 의해 피복되어 있고,
    상기 도전성 분산제가 도전성 고분자에 의해 구성되어 있고,
    상기 도전성 고분자의 수 평균 분자량이 2000 이상, 100000 이하인, 도전성 입자.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 기재 입자가 수지 입자와 금속층을 갖고, 상기 수지 입자의 적어도 일부가 상기 금속층에 의해 피복되어 있는, 도전성 입자.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 복합 재료로 이루어지는, 도전성 필름.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3591009A4 (en) 2017-02-28 2020-12-23 Sekisui Chemical Co., Ltd. GAS PROTECTION MATERIAL AND THERMOSETTING RESIN COMPOSITION
US11530909B2 (en) 2018-09-03 2022-12-20 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Fiber composite and preparing method of the same
CN109535819B (zh) * 2019-01-21 2021-10-29 深圳埃法智能科技有限公司 一种自限温发热油墨及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02307867A (ja) * 1989-05-20 1990-12-21 Kurosaki Refract Co Ltd 炭素質粉体の表面親水化処理方法
US6132645A (en) * 1992-08-14 2000-10-17 Eeonyx Corporation Electrically conductive compositions of carbon particles and methods for their production
JPH11241021A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Toyobo Co Ltd 導電性高分子複合微粒子およびその製造方法
JP2004296126A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Shin Etsu Polymer Co Ltd 半導電性樹脂成形体
EP1740655A1 (en) * 2004-04-13 2007-01-10 Zyvex Corporation Methods for the synthesis of modular poly(phenyleneethynylenes) and fine tuning the electronic properties thereof for the functionalization of nanomaterials
KR100790216B1 (ko) * 2006-10-17 2008-01-02 삼성전자주식회사 전도성 분산제를 이용한 ｃｎｔ 투명전극 및 그의 제조방법
JP2009238394A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Fujifilm Corp 導電性ポリマー組成物、導電性ポリマー材料及び電極材料
JP5293398B2 (ja) * 2009-05-20 2013-09-18 株式会社カネカ カーボンナノチューブ含有組成物および塗膜
CN102474023A (zh) * 2009-07-01 2012-05-23 日立化成工业株式会社 包覆导电粒子及其制造方法
EP2647600A4 (en) 2010-11-29 2015-10-28 Sekisui Chemical Co Ltd CARBON MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING CARBON MATERIAL, METHOD FOR PRODUCING GRAPHITE IN SEWERS, AND GRAPHITE IN FLAKES
US9142330B2 (en) 2010-12-30 2015-09-22 Ocean's King Lighting Science And Technology Co., Ltd. Conductive polymer materials and preparing method and uses thereof
JP5689435B2 (ja) * 2011-03-28 2015-03-25 富士フイルム株式会社 導電性組成物、当該組成物を用いた導電性膜及びその製造方法
US8167190B1 (en) * 2011-05-06 2012-05-01 Lockheed Martin Corporation Electrically conductive polymer compositions containing metal particles and a graphene and methods for production and use thereof
JP5748606B2 (ja) 2011-08-09 2015-07-15 三菱瓦斯化学株式会社 導電性塗料
FR2989091B1 (fr) * 2012-04-06 2015-07-03 Arkema France Copolymeres a bloc dispersants de nanocharges dans l'eau
KR101423118B1 (ko) * 2012-10-15 2014-07-25 한국원자력연구원 수용성고분자 - 그라핀옥사이드 복합체의 제조방법 및 이에 의하여 생산되는 유기전자소자
JP6102678B2 (ja) * 2013-10-24 2017-03-29 横浜ゴム株式会社 黒鉛材料およびそれを用いた電極材料
KR101578995B1 (ko) * 2014-02-20 2015-12-21 연세대학교 산학협력단 전도성 고분자/탄소구조체 복합 소재 및 이의 제조방법
JP2015160792A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 国立大学法人東北大学 導電性ポリマー被覆フラーレン粒子及びその製造方法、並びに、導電性ポリマー被覆フラーレン粒子を用いた有機薄膜太陽電池
CN103903818B (zh) * 2014-04-08 2016-08-17 国家纳米科学中心 一种大面积石墨烯透明导电膜的制备方法
WO2016088753A1 (ja) * 2014-12-02 2016-06-09 大日本印刷株式会社 薄片状黒鉛、黒鉛材料、及び薄片状黒鉛分散液

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Liu et al. Enhancements in conductivity and thermal and conductive stabilities of electropolymerized polypyrrole with caprolactam-modified clay
Lee et al. Pen lithography for flexible microsupercapacitors with layer-by-layer assembled graphene flake/PEDOT nanocomposite electrodes
Ryu et al. Polyaniline doped with dimethyl sulfate as a nucleophilic dopant and its electrochemical properties as an electrode in a lithium secondary battery and a redox supercapacitor
Li et al. Electropolymerized polythiophenes bearing pendant nitroxide radicals
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Cao et al. Highly conductive and highly dispersed polythiophene nanoparticles for fabricating high-performance conductive adhesives
Abouelsayed et al. Terahertz, infrared, and UV–vis spectroscopy study on silver@ polyaniline core@ shell nanocomposites: optical and electronic properties
Wysocka-Zolopa et al. Polypyrrole nanoparticles doped with fullerene uniformly distributed in the polymeric phase: synthesis, morphology, and electrochemical properties
Firda et al. Recovery of electrochemical properties of polyaniline-based multilayer films with improved electrochemical stability
Moyseowicz et al. Conductive polymer/graphene‐based composites for next generation energy storage and sensing applications
Yiğit et al. Substituent effect on supercapacitive performances of conducting polymer‐based redox electrodes: Poly (3′, 4′‐bis (alkyloxy) 2, 2′: 5′, 2 ″‐terthiophene) derivatives
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Sahoo et al. Graphene/poly (aniline-co-pyrrole) nanocomposite: potential candidate for supercapacitor and microwave absorbing applications
Sarac et al. Morphological and impedance studies on electropolymerized 3, 4-(2, 2-dibenzylpropylenedioxy) thiophene nanostructures on micron sized single carbon fiber
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