WO2014189036A1 - 導電性高分子分散液及び導電性塗膜 - Google Patents

導電性高分子分散液及び導電性塗膜 Download PDF

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WO2014189036A1
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conductive polymer
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poly
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俊秀 作田
吉田 一義
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信越ポリマー株式会社
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    • H01B1/128Intrinsically conductive polymers comprising six-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polyanilines, polyphenylenes

Definitions

  • the present invention relates to a conductive polymer dispersion containing a ⁇ -conjugated conductive polymer and a conductive coating film.
  • the present invention claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-106981 filed in Japan on May 21, 2013, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • ⁇ -conjugated conductive polymers such as polypyrrole, polythiophene, and polyaniline as antistatic agents, transparent conductive films, or capacitor electrodes
  • a ⁇ -conjugated conductive polymer whose main chain is composed of a conjugated system containing ⁇ electrons is a solid powder that is insoluble even when doped with a dopant. Therefore, it was difficult to uniformly form a coating film containing a ⁇ -conjugated conductive polymer on the surface of the base material by coating.
  • Patent Document 1 discloses that 3,4-dithiol is used by using an oxidizing agent in the presence of polystyrene sulfonic acid having a molecular weight in the range of 2,000 to 500,000 in order to improve dispersibility in water.
  • a method has been proposed in which a dispersion of poly (3,4-dialkoxythiophene) is obtained by chemical oxidative polymerization of alkoxythiophene.
  • Patent Document 2 the conductive coating film formed from the dispersion described in Patent Document 1 has a problem that the performance such as conductivity, heat resistance, moist heat resistance, and substrate adhesion is insufficient.
  • Patent Document 2 a specific crosslinking point forming compound is present in the dispersion.
  • An object of the present invention is to provide a conductive polymer dispersion capable of easily forming a conductive coating film excellent in any of conductivity, heat resistance, moist heat resistance and substrate adhesion. Moreover, it aims at providing the electroconductive coating film excellent in all of electroconductivity, heat resistance, heat-and-moisture resistance, and base-material adhesiveness.
  • a conductive polymer dispersion characterized by containing a ⁇ -conjugated conductive polymer, a polyanion, a compound represented by the following chemical formula (1), and a dispersion medium.
  • R 1 is hydrogen or a methyl group
  • R 2 and R 3 are arbitrary substituents
  • R 4 is a methyl group or an ethyl group.
  • the present invention has the following aspects.
  • ⁇ 1> a conductive polymer dispersion comprising a ⁇ -conjugated conductive polymer, a polyanion, a compound represented by the chemical formula (1), and a dispersion medium;
  • ⁇ 2> The conductive polymer dispersion according to ⁇ 1>, wherein the ⁇ -conjugated conductive polymer and a polyanion form a complex;
  • ⁇ 3> The conductive polymer dispersion according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, further including a binder resin;
  • ⁇ 4> A conductive coating film formed from the conductive polymer dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>.
  • the conductive polymer dispersion of the present invention it is possible to easily form a conductive coating film having excellent conductivity, heat resistance, moist heat resistance and substrate adhesion.
  • the conductive coating film of the present invention is excellent in all of conductivity, heat resistance, moist heat resistance and substrate adhesion.
  • a conductive polymer dispersion includes a ⁇ -conjugated conductive polymer, a polyanion, and a compound represented by the above chemical formula (1) (hereinafter referred to as “compound 1”). Containing a dispersion medium.
  • the “conductive polymer dispersion” refers to a liquid in which at least a part of each of the above-described components is suspended or suspended in the dispersion medium.
  • excellent in heat resistance means that the performance of the coating film does not change even under high temperature conditions, or the rate of change does not substantially affect the performance of the coating film. It means that.
  • the high temperature condition means a temperature range of 60 to 90 ° C.
  • the “coating performance” refers to surface resistivity, adhesion to a substrate, total light transmittance, and the like. Further, “a range that does not substantially affect” means that the rate of change in performance is in the range of ⁇ 20 to + 20%. Specifically, it can be evaluated by a heat resistance test described later. Further, in one aspect of the present invention, “excellent in heat and moisture resistance” is a range in which the performance of the coating film does not change even under wet heat conditions, or the rate of change does not substantially affect the performance of the coating film. Means that.
  • under conditions of heat and humidity resistance means that the temperature is in the range of 40 to 90 ° C.
  • “excellent conductivity” indicates that the surface resistivity of the conductive coating film is 600 ⁇ / sq or less.
  • excellent in substrate adhesion means that a coating film laminated on a substrate described later does not peel or is slightly peeled off.
  • lightly peel means that the peeled portion is 10/100 or less when the adhesive surface is divided into 100 grids. Specifically, it can be evaluated by an adhesion test described later.
  • the ⁇ -conjugated conductive polymer is an organic polymer having a main chain composed of a ⁇ -conjugated system, for example, polypyrroles, polythiophenes, polyacetylenes, polyphenylenes, polyphenylene vinylenes, polyanilines, polyacenes, Examples thereof include polythiophene vinylenes and copolymers thereof.
  • polythiophenes, polypyrroles and polyanilines are preferred from the viewpoint of ease of polymerization and stability in air.
  • polythiophenes are preferable from the viewpoint of solubility in solvents and transparency.
  • Polythiophenes include polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene), poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3 -Heptylthiophene), poly (3-octylthiophene), poly (3-decylthiophene), poly (3-dodecylthiophene), poly (3-octadecylthiophene), poly (3-bromothiophene), poly (3-chloro Thiophene), poly (3-iodothiophene), poly (3-cyanothiophene), poly (3-phenylthiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3,4-dibutylthiophene), poly (3 -Hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly (3-ethoxy Offene),
  • Polypyrroles include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole), poly (3-butylpyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3-carboxypyrrole) , Poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole), poly (3 -Methoxypyrrole), poly (3-ethoxypyrrole), poly (3-butoxypyrrole), poly (3-hexyloxypyrrole) Le), poly (3-methyl-4-hexyloxy-pyrrole), poly (3-methyl-4
  • polyanilines examples include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-aniline sulfonic acid), and poly (3-aniline sulfonic acid).
  • polyaniline examples include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-aniline sulfonic acid), and poly (3-aniline sulfonic acid).
  • polyaniline examples include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-aniline sulfonic acid), and poly (3-aniline sulfonic acid).
  • poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is preferable from the viewpoint of conductivity, transparency, and heat resistance.
  • a polyanion is a polymer having a structural unit having an anion group.
  • the anion group of the polyanion functions as a dopant for the ⁇ -conjugated conductive polymer and improves the conductivity of the ⁇ -conjugated conductive polymer.
  • the polyanion is preferably a polymer having two or more anionic groups in the molecule.
  • As the anionic group a sulfo group or a carboxy group is preferable.
  • polyanions include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacryl sulfonic acid, polymethacryl sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene sulfonic acid, poly Sulfoethyl methacrylate, poly (4-sulfobutyl methacrylate), polymethallyloxybenzene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly (2-acrylamide- 2-methylpropanecarboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid and the like. These homopolymers may be used, or two or more kinds of copolymers may be used, but the most preferred polyanion is a sulfonic
  • the degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of dispersibility and conductivity. More preferred.
  • the degree of polymerization refers to the number average degree of polymerization and is defined by (number average molecular weight / molecular weight of structural unit (theoretical value)), and the number average molecular weight can be determined by GPC (Gel Permeation Chromatography).
  • the polyanion content in the conductive polymer dispersion is preferably in the range of 0.1 to 10 mol with respect to 1 mol of the ⁇ -conjugated conductive polymer. A range of 7 moles is more preferred.
  • the polyanion content is less than the lower limit, the doping effect on the ⁇ -conjugated conductive polymer tends to be weakened, and the conductivity may be insufficient. In addition, dispersibility and solubility are lowered, making it difficult to obtain a uniform dispersion.
  • the polyanion content exceeds the upper limit, the content of the ⁇ -conjugated conductive polymer decreases, and it is difficult to obtain sufficient conductivity.
  • the polyanion content in the conductive polymer dispersion is 0.1 to 10 moles per mole of the ⁇ -conjugated conductive polymer, the doping effect on the ⁇ -conjugated conductive polymer is reduced. Therefore, it is preferable because a uniform dispersion can be obtained.
  • the polyanion is coordinated to the ⁇ -conjugated conductive polymer. Therefore, the ⁇ -conjugated conductive polymer and the polyanion form a conductive complex in the conductive polymer dispersion.
  • all the anion groups are not doped into the ⁇ -conjugated conductive polymer and have an excess anion group. Since this surplus anion group is a hydrophilic group, it plays a role in improving the water dispersibility of the composite. That is, in one aspect of the present invention, it is preferable that at least a part of the anion group in the polyanion is coordinated with the ⁇ -conjugated conductive polymer.
  • the content of the conductive composite ( ⁇ -conjugated conductive polymer and polyanion) in the conductive polymer dispersion is 0.05 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion. Is more preferable, 0.1 to 4.0% by mass is more preferable, and 1.0 to 2.0% by mass is particularly preferable. When the content of the conductive composite is less than 0.05% by mass, sufficient conductivity may not be obtained, and when it exceeds 5.0% by mass, a uniform conductive film may not be obtained. .
  • the content of the conductive composite can be calculated from the amount of raw material charged.
  • the average particle size of the conductive composite contained in the conductive polymer dispersion is preferably 10 to 1000 nm, and more preferably 10 to 500 nm. Moreover, the said average particle diameter points out the value measured using the dynamic light-scattering method (For example, FPAR1000 made from Otsuka Electronics as a measuring apparatus).
  • R 1 in chemical formula (1) representing Compound 1 is hydrogen or a methyl group.
  • R 2 and R 3 are optional substituents.
  • the optional substituent is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention as long as it is a divalent substituent.
  • an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms for example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group) Or propylene group
  • arylene groups having 6 to 10 carbon atoms for example, phenylene group, tolylene group, xylene group, naphthylene group, etc.
  • aralkylene groups having 7 to 10 carbon atoms, etc.
  • R 4 is a methyl group or an ethyl group.
  • R 2 is a divalent group and is a group bonded to N and O in the chemical formula (1).
  • R 3 is a divalent group and is a group bonded to N and Si in the chemical formula (1).
  • the molecular weight of Compound 1 is preferably 100 to 500, and more preferably 247 to 391. If the molecular weight of the compound 1 is below the upper limit, the solubility in the dispersion medium will be high.
  • R 1 is hydrogen or a methyl group
  • R 2 is a methylene group, ethylene group, or trimethylene group
  • R 3 is a trimethylene group
  • R 4 is methyl.
  • Compounds that are groups are preferred.
  • the compound 1 is preferably a compound in which R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 are phenylene groups, and R 4 is a methyl group or an ethyl group. .
  • the content of Compound 1 in the conductive polymer dispersion is preferably 0.01 to 300 parts by weight, more preferably 1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive composite. It is particularly preferably 10 to 100 parts by mass.
  • the content of Compound 1 is less than the lower limit, the effects of increasing conductivity, improving heat resistance, improving wet heat resistance, and improving adhesion to the substrate due to the addition of Compound 1 are less likely to be exhibited. Since the concentration of the ⁇ -conjugated conductive polymer is low, the conductivity tends to be low.
  • Examples of the production method for easily obtaining the compound 1 include a method in which a (meth) acrylamide compound having a hydroxy group, or an acrylamide compound having a hydroxy group and an alkoxysilane compound having an isocyanate group are reacted.
  • the hydroxy group and the isocyanate group react to produce compound 1.
  • Examples of the (meth) acrylamide compound having a hydroxy group include N-hydroxymethylacrylamide, N-hydroxymethylmethacrylamide, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) methacrylamide, 2- And hydroxypropylacrylamide, N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide and the like.
  • the isocyanate group-containing silane coupling agent that is, the alkoxysilane compound having an isocyanate group is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention.
  • Examples of such commercially available isocyanate group-containing silane coupling agents include KBE-9007 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • Compound 1 can be easily obtained by reacting the (meth) acrylamide compound having a hydroxy group and an alkoxysilane compound having an isocyanate group in an organic solvent or without using an organic solvent.
  • “reacting without using an organic solvent” means reacting the compound without solvent.
  • the reaction is preferably carried out at a reaction temperature of 20 to 80 ° C. for 1 to 8 hours. If necessary, a known urethanization catalyst may be added to accelerate the reaction.
  • urethanization catalyst examples include lead octylate; tin catalysts such as dioctyltin dilaurate, dibutyltin laurate, tin octylate; trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triamylamine, trihexylamine, trioctylamine , Trilaurylamine, dimethylethylamine, dimethylpropylamine, dimethylbutylamine, dimethylamylamine, dimethylhexylamine, dimethylcyclohexylamine, dimethyloctylamine, dimethyllaurylamine, triallylamine, tetramethylethylenediamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine 4,4 ′-(oxydi-2,1-ethanediyl) bis-morpholine, N, N-dimethylbenzylamine, pyridine , Picoline, dimethylaminomethylphenol,
  • Dispersion medium examples of the dispersion medium contained in the conductive polymer dispersion include water, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylene phosphortriamide, acetonitrile.
  • Polar solvents such as benzonitrile, phenols such as cresol, phenol and xylenol, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, hydrocarbons such as hexane, benzene and toluene, formic acid , Carboxylic acids such as acetic acid, carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ether compounds such as dioxane and diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether , Chain ethers such as polyethylene glycol dialkyl ether and polypropylene glycol dialkyl ether, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, nitrile compounds such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile and benzonitrile Etc.
  • the dispersion medium is preferably water, alcohols, or a polar solvent, and more preferably a mixture of water, alcohols, and a polar solvent.
  • the conductive polymer dispersion preferably contains a binder resin for the purpose of improving the durability and transparency of the resulting conductive coating film and improving the adhesion to the substrate.
  • the binder resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, polyamideimide, polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12, polyamide 11, etc., polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polychlorinated
  • vinyl resins such as vinyl, epoxy resins, oxetane resins, xylene resins, aramid resins, polyimide silicones, polyurethanes, polyureas, melamine resins, phenol resins, polyethers, acrylic resins, and copolymers thereof.
  • binder resins oxetane resins, epoxy resins, and acrylic resins are preferred because of their high adhesion to the substrate. These binder resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the oxetane resin and the epoxy resin include an epoxy compound and an oxetane compound described in JP 2010-168445 A, for example.
  • the epoxy compound includes one or both of a water-soluble epoxy resin and an epoxy emulsion.
  • Water-soluble epoxy resin is a resin having an epoxy group and soluble in 1 g or more in 100 g of water at 25 ° C., and includes neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane.
  • the epoxy emulsion is an oil-soluble epoxy resin having two or more epoxy groups that is emulsified and dispersed in a dispersion medium such as water or an organic solvent by a surfactant.
  • the epoxy resin include bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, polyalkylene glycol type, alkylene Difunctional glycidyl ether type epoxy resin such as glycol type, phenol novolak type, orthocresol novolak type, DPP novolak type, trifunctional type, tris-hydroxyphenylmethane type, tetraphenylolethane type, etc.
  • Glycidides such as ether type epoxy resin, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl isocyanurate, hydantoin type, TRAD-D type, aminophenol type, aniline type, toluidine type Amine epoxy resins, alicyclic epoxy resins, urethane-modified epoxy resins having urethane bond, polybutadiene or acrylonitrile - such as rubber-modified epoxy resin containing butadiene and the like.
  • the surfactant in the epoxy emulsion may be, for example, any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant.
  • the surfactants polyoxyethylene alkylphenol ether and polyoxypropylene block polyether are preferable.
  • oxetane compounds include, for example, xylylene bisoxetane, 3-ethyl-3 ⁇ [((3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl ⁇ oxetane, 4,4 ′-(3-ethyloxetane-3 -Ylmethyloxymethyl) biphenyl, 1,4-bis ⁇ [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl ⁇ benzene, di ⁇ 1-ethyl (3-oxetanyl) ⁇ methyl ether, 1,6-bis ⁇ (3-Ethyl-3-oxetanyl) methoxy ⁇ hexane, 9,9-bis ⁇ 2-methyl-4- [2- (3-oxetanyl)] butoxyphenyl ⁇ fluorene, 9,9-bis ⁇ 4- ⁇ 2- A compound having a bifunctional oxetane ring such as [2- (3-e
  • Polyfunctional oxetane compounds 3-ethyl-3- (hydroxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3-phenoxymethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl)
  • compounds having a monofunctional oxetane ring such as oxetane and 3- (methacryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane.
  • acrylic resin examples include, for example, a monofunctional acrylic compound or a polyfunctional acrylic compound described in JP2012-97227A.
  • the content (total amount) of the oxetane compound and the epoxy compound in the conductive polymer dispersion is ⁇ -conjugated conductive polymer 1 to 300% by mass, preferably 1 to 200% by mass, and more preferably 10 to 100% by mass with respect to the total mass of 100% by mass of the solids and the polyanion.
  • the content (total amount) of the oxetane compound and the epoxy compound is less than 1% by mass, the water resistance of the conductive coating film may be insufficient, and when it exceeds 200% by mass, the ⁇ conjugate in the conductive coating film
  • the content of the system conductive polymer is decreased, and sufficient conductivity may not be obtained. That is, in one embodiment of the present invention, the total amount of ox-conjugated conductive polymer and polyanion (conductive complex) in the total amount of oxetane compound and epoxy compound in the conductive polymer dispersion is 100.
  • the content of 1 to 200% by mass with respect to mass% is preferable because the water resistance of the conductive coating film is improved and sufficient conductivity is obtained.
  • the “solid content of the ⁇ -conjugated conductive polymer and the polyanion” refers to the conductive composite described above. Further, the solid content of the ⁇ -conjugated conductive polymer and the polyanion can be calculated based on the charged amount. In one aspect of the present invention, the content of the binder resin is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass with respect to the total mass of the conductive dispersion.
  • the conductive polymer dispersion contains an oxetane compound or an epoxy compound
  • a cation generating compound is a compound that generates a Lewis acid.
  • a photo cation initiator, a thermal cation initiator, etc. are mentioned.
  • the photocation initiator include diazonium salts of Lewis acids, iodonium salts of Lewis acids, sulfonium salts of Lewis acids, and the like.
  • the cation portion is aromatic diazonium, aromatic iodonium, aromatic sulfonium, etc.
  • the anion portion is (boron tetrafluoride (BF 4 ⁇ ), phosphorus hexafluoride (PF 6 ⁇ ), hexafluoride).
  • thermal cation initiator examples include cationic or protonic acid catalysts such as aromatic onium salts, trifluorosulfonates, boron trifluoride ether complex compounds, boron trifluoride and the like. Of these, aromatic onium salts are preferred.
  • the photo cation initiator and the thermal cation initiator may be used in combination.
  • the content thereof is preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the oxetane compound or the epoxy compound, and 0.5% More preferable is 5% by mass.
  • the content of the acrylic resin is preferably 0.05 to 50% by mass with respect to the total mass of the ⁇ -conjugated conductive polymer and the polyanion. More preferably, the content is 0.3 to 30% by mass. If the content of the acrylic resin is not less than the lower limit, the film formability of the conductive coating is sufficiently high, and if it is not more than the upper limit, the ⁇ -conjugated conductive polymer is present in the conductive coating. Since a sufficient amount is contained, sufficient conductivity can be obtained.
  • the total mass of the ⁇ -conjugated conductive polymer and the polyanion can be calculated from the charged amount.
  • Other dopants may be added to the conductive polymer dispersion in addition to the polyanion.
  • Other dopants may be donor or acceptor as long as the ⁇ -conjugated conductive polymer can be oxidized and reduced. Examples of other dopants include those described in JP-A-2008-133415.
  • Lewis acids such as PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , and BF 5
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, borofluoric acid, hydrofluoric acid, perchloric acid, formic acid, Acetic acid, oxalic acid, benzoic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, malonic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, nitroacetic acid, triphenylacetic acid, etc.
  • Organic carboxylic acid methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid, 1-heptanesulfonic acid, 1-octanesulfonic acid, 1-nonanesulfonic acid, 1 -Decanesulfonic acid, 1-dodecanesulfonic acid, 1-tetradecanesulfonic acid, 1-pentadecanesulfonic acid, 2-bromoethanesulfonic acid 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroethanesulfonic acid, colistin methanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, aminomethanesulfonic acid, 1-amino-2- Naphthol-4-sulfonic acid, 2-amino-5-naphthol-7
  • the conductive polymer dispersion may contain a conductivity improver.
  • the conductivity improver is a component that improves the conductivity of the conductive coating film formed from the conductive polymer dispersion.
  • the conductivity improver includes the acrylic compound, a nitrogen-containing aromatic cyclic compound, a compound having two or more hydroxyl groups, a compound having two or more carboxyl groups, one or more hydroxyl groups, and It is at least one compound selected from the group consisting of a compound having one or more carboxy groups, a compound having an amide group, a compound having an imide group, a lactam compound, a compound having a glycidyl group, and a water-soluble organic solvent.
  • a compound having one or more carboxy groups a compound having an amide group, a compound having an imide group, a lactam compound, a compound having a glycidyl group, and a water-soluble organic solvent.
  • Specific examples of these compounds are described in, for example, JP-A No. 2010-87401.
  • pyridine 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 4-ethylpyridine, N-vinylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, 2,4,6-trimethylpyridine, 3- Cyano-5-methylpyridine, 2-pyridinecarboxylic acid, 6-methyl-2-pyridinecarboxylic acid, 4-pyridinecarboxaldehyde, 4-aminopyridine, 2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 2, 6-diamino-4-methylpyridine, 4-hydroxypyridine, 4-pyridinemethanol, 2,6-dihydroxypyridine, 2,6-pyridinedimethanol, methyl 6-hydroxynicotinate, 2-hydroxy-5-pyridinemethanol, Ethyl 6-hydroxynicotinate, 4-pyridinemethanol, 4-pyridineethane 2-phenylpyridine, 3-methylquinoline, 3-ethylquinoline, quinolinol, 2,3-cyclopentenopyridine, 2,3-cyclohexano
  • Aromatic carboxylic acid compounds compounds having two or more carboxy groups such as diglycolic acid, oxydibutyric acid, thiodiacetic acid (thiodiacetic acid), thiodibutyric acid, iminodiacetic acid, iminobutyric acid, tartaric acid, glyceric acid , Compounds having one or more hydroxy groups and one or more carboxy groups such as dimethylolbutanoic acid, dimethylolpropanoic acid, D-glucaric acid, glutaconic acid, acetamide, malonamide, succinamide, maleamide, fumaramide, benzamide, naphthamide , Phthalamide, isophthalamide, terephthalamide, nicotinamide, isonicotinamide, 2-fluamide, formamide, N-methylformamide, propionamide, propioluamide, butyramide, isobutylamide, methacrylamide, palmitoami
  • the conductive polymer dispersion may contain additives as necessary.
  • the additive is not particularly limited as long as it can be mixed with a ⁇ -conjugated conductive polymer and a polyanion.
  • the inorganic conductive agent include metal ions and conductive carbon.
  • Surfactants include anionic surfactants such as carboxylates, sulfonates, sulfates and phosphates; cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts; carboxybetaines and aminocarboxylics Examples include amphoteric surfactants such as acid salts and imidazolium betaines; nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, ethylene glycol fatty acid esters, and polyoxyethylene fatty acid amides.
  • the conductive polymer dispersion of the present invention is a dispersion medium in which a ⁇ -conjugated conductive polymer, a polyanion, and at least a part of the compound 1 are dispersed.
  • the content of components other than the dispersion medium of the conductive polymer dispersion is preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion. 5 to 20% by mass is more preferable. The content can be calculated from the charged amount.
  • Method for producing conductive polymer dispersion examples include chemical oxidation polymerization of a precursor monomer of a ⁇ -conjugated conductive polymer in the presence of a polyanion and a dispersion medium to form a ⁇ -conjugated conductive polymer.
  • An example is a method of obtaining a dispersion of a conductive complex doped with a polyanion and then adding the compound 1 to the dispersion.
  • the amide group and the urethane group in the compound 1 act between the ⁇ -conjugated conductive polymers to reduce the hopping energy in the conductive mechanism. Therefore, the conductivity of the conductive coating can be increased. Moreover, since the alkoxysilane group in the compound 1 functions as a coupling agent between the conductive composite and the substrate on which the conductive polymer dispersion is applied, the substrate adhesion of the conductive coating film Can be improved. Furthermore, it is considered that the alkoxysilane group acts as an inorganic crosslinkable functional group and improves the heat resistance and heat and humidity resistance of the conductive coating film.
  • the (meth) acrylamide group in the compound 1 acts as an organic crosslinkable functional group and improves the heat resistance and wet heat resistance of the conductive coating film. Therefore, according to the said conductive polymer dispersion liquid, the conductive coating film excellent in all of electroconductivity, heat resistance, heat-and-moisture resistance, and base-material adhesiveness can be formed easily.
  • One aspect of the conductive coating film of the present invention is obtained by curing the above-described conductive polymer dispersion as a thin film.
  • Another aspect of the present invention can be formed by applying the above-described conductive polymer dispersion to a substrate and curing. Examples of the method for applying the conductive polymer dispersion include immersion, comma coating, spray coating, roll coating, and gravure printing.
  • the conductive coating film is formed by curing the coating solution by heat treatment or ultraviolet irradiation treatment.
  • the film thickness of the coating film is preferably 1 to 1000 nm, and more preferably 10 to 800 nm.
  • As the heat treatment for example, a normal method such as hot air heating or infrared heating can be employed.
  • the ultraviolet irradiation treatment for example, a method of irradiating ultraviolet rays from a light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, or a metal halide lamp can be employed.
  • the heating temperature is preferably 60 to 180 ° C.
  • the ultraviolet irradiation amount is preferably 100 to 2000 mJ / cm 2 .
  • Examples of the substrate on which the conductive polymer dispersion is applied include a resin film and paper.
  • Examples of the resin material constituting the resin film include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacryl, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyarylate, and styrene.
  • Examples include elastomers, polyester-based elastomers, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, cellulose triacetate, and cellulose acetate propionate.
  • the substrate preferably has a film thickness of 10 to 1000 ⁇ m, more preferably 50 to 500 ⁇ m.
  • the conductive coating film of the present invention is formed from the above conductive polymer dispersion, all of the conductivity, heat resistance, moist heat resistance and substrate adhesion are excellent.
  • a conductive material comprising a conductive complex of a ⁇ -conjugated conductive polymer and a polyanion, a compound 1 represented by the following chemical formula (1), a binder resin, and a dispersion medium.
  • a polymer dispersion A conductive polymer dispersion in which the content of the conductive composite is 0.05 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion;
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a methylene group, an ethylene group, or a trimethylene group
  • R 3 represents a trimethylene group
  • R 4 represents a methyl group.
  • PEDOT-PSS dispersion a blue polystyrenesulfonic acid-doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) dispersion (hereinafter referred to as “PEDOT-PSS dispersion”).
  • Example 1 To 100 g of the PEDOT-PSS dispersion obtained in Production Example 2, 133 g of ethanol, 1.2 g of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1, and polyglycerin polyglycidyl ether (SR manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) as the binder resin -4GLS) 3g, Sun Aid SI-110L (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) 0.03g, and dimethyl sulfoxide 3.3g as cation generating compounds were added and stirred to obtain a conductive polymer dispersion A.
  • polyglycerin polyglycidyl ether SR manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.
  • Sun Aid SI-110L manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.
  • the conductive polymer dispersion A was applied to a polyethylene terephthalate film (A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 188 ⁇ m) with a bar coater, and dried by infrared heating at 130 ° C. for 2 minutes to form a conductive coating film.
  • the surface resistance, total light transmittance, haze, and adhesion before and after the heat resistance test and before and after the heat and humidity resistance test of the conductive coating film were measured by the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Total light transmittance and haze The total light transmittance and haze were measured according to JIS K7136 using a Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. haze meter measuring device (NDH5000).
  • Example 2 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 1.08 g (90 parts by mass) of the compound (1a), and polyglycerin polyglycidyl ether (SR-manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) 4GLS) was changed to 2.532 g, and the addition amount of Sun-Aid SI-110L (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) was changed to 0.02532 g. B was obtained. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion B was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 3 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.96 g (80 parts by mass) of the compound (1b) obtained in Production Example 3-2, and polyglycerin polyglycidyl ether. (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. SR-4GLS) was added to 2.132 g and Sun-Aid SI-110L (Sanshin Chemical Co., Ltd.) was added to 0.02132 g. Thus, a conductive polymer dispersion C was obtained. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion C was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 4 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.84 g (70 parts by mass) of the compound (1b) obtained in Production Example 3-2, and polyglycerin polyglycidyl ether. (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. SR-4GLS) was added to 2.935 g, and Sun Aid SI-110L (Sanshin Chemical Co., Ltd.) was added to 0.02935 g. Thus, a conductive polymer dispersion D was obtained. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion D was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 5 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.72 g (60 parts by mass) of the compound (1c) obtained in Production Example 3-3, and polyglycerin polyglycidyl ether. (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. SR-4GLS) 3g was changed to Toagosei Co., Ltd. xylylene bisoxetane 1.125g, and the addition amount of Sun-Aid SI-110L (Sanshin Chemical Co., Ltd.) was changed to 0.01125g
  • a conductive polymer dispersion E was obtained.
  • a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion E was used instead of the conductive polymer dispersion A.
  • Example 6 To 100 g of the PEDOT-PSS dispersion obtained in Production Example 2, 133 g of ethanol, 0.6 g (50 parts by mass) of the compound (1c) obtained in Production Example 3-3, 0.52 g of pentaerythritol triacrylate, photoinitiator Irgacure 184 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 0.0052 g, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 3.3 g, 2,3,3 ′, 4,4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone 0.36 g Mixing and stirring were performed to obtain a conductive polymer dispersion F.
  • a conductive polymer dispersion F To 100 g of the PEDOT-PSS dispersion obtained in Production Example 2, 133 g of ethanol, 0.6 g (50 parts by mass) of the compound (1c) obtained in Production Example 3-3, 0.52 g of pentaerythritol triacrylate, photoinitiator I
  • the conductive polymer dispersion F was applied to a polyethylene terephthalate film (Toyobo A4300, thickness; 188 ⁇ m) with a bar coater, and dried by infrared irradiation at 100 ° C. for 2 minutes. After that, ultraviolet rays (high pressure mercury lamp 120W, 360 mJ / cm 2 , 178 mW / cm 2 ) were irradiated and cured to form a conductive coating film.
  • the conductive coating film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 7 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.48 g (40 parts by mass) of the compound (1d) obtained in Production Example 3-4, and polyglycerin polyglycidyl ether was obtained. (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. SR-4GLS) was added to 2.25 g, and Sun Aid SI-110L (Sanshin Chemical Co., Ltd.) was added to 0.0225 g. Thus, a conductive polymer dispersion G was obtained. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion G was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 8 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.36 g (30 parts by mass) of the compound (1d) obtained in Production Example 3-4, and polyglycerin polyglycidyl ether was obtained. (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. SR-4GLS) was added to 2.58 g, and Sun Aid SI-110L (Sanshin Chemical Co., Ltd.) was added to 0.0258 g. Thus, a conductive polymer dispersion H was obtained. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion H was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 9 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.24 g (20 parts by mass) of the compound (1e) obtained in Production Example 3-5, and polyglycerin polyglycidyl ether.
  • polyglycerin polyglycidyl ether (SR-4GLS made by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was changed to 2.63 g diglycerin polyglycidyl ether (SR-DGE made by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.), and the amount of Sun-Aid SI-110L (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) was changed.
  • a conductive polymer dispersion I was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0.0263 g. Then, a conductive coating film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the conductive polymer dispersion I was used instead of the conductive polymer dispersion A. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 10 1.2 g (100 parts by mass) of the compound (1a) obtained in Production Example 3-1 was changed to 0.12 g (10 parts by mass) of the compound (1e) obtained in Production Example 3-5, and polyglycerin polyglycidyl ether.
  • Example 1 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 1 except that the compound (1a) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 2 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 2 except that the compound (1a) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 3 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 3 except that the compound (1b) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 4 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 4 except that the compound (1b) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 5 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 5 except that the compound (1c) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 6 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 6 except that the compound (1c) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 7 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 7 except that the compound (1d) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 8 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 8 except that the compound (1d) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 9 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 9 except that the compound (1e) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 10 A conductive coating film was formed in the same manner as in Example 10 except that the compound (1e) was not added. And the conductive coating film was formed similarly to Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
  • the conductive coating films of Examples 1 to 10 formed from the conductive polymer dispersion containing Compound 1 have low surface resistance, high total light transmittance, and low haze even after the heat resistance test and after the moist heat resistance test. Excellent adhesion.
  • the conductive coating films of Comparative Examples 1 to 10 formed from a conductive polymer dispersion containing no compound 1 have a high surface resistance, a low total light transmittance, and a haze by heat resistance test and moist heat resistance test. Increased and decreased adhesion.

Abstract

 本発明は、π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、下記化学式(1)で表される化合物と、分散媒とを含有することを特徴とする導電性高分子分散液に関する。本発明によれば、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜を容易に形成できる導電性高分子分散液を提供することができる。【化1】CH=C(R)-CO-NH-R-O-CO-NH-R-Si(OR・・・(1)(化学式(1)中、Rは水素又はメチル基を表し、R、Rはそれぞれ独立して任意の置換基を表し、Rはメチル基又はエチル基を表す。)

Description

導電性高分子分散液及び導電性塗膜
 本発明は、π共役系導電性高分子を含む導電性高分子分散液及び導電性塗膜に関する。本発明は、2013年5月21日に日本国に出願された特願2013-106981号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどのπ共役系導電性高分子を、帯電防止剤、透明導電膜あるいはキャパシタの電極に利用した製品が開発されている。
 一般に、主鎖がπ電子を含む共役系で構成されているπ共役系導電性高分子は、ドーパントがドープした状態でも不溶の固形粉体である。そのため、基材の表面に、塗布によってπ共役系導電性高分子を含む塗膜を均一に形成することが困難であった。
 そこで、π共役系導電性高分子にポリアニオンを配位させることにより溶媒への分散を可能にし、それにより基材への塗布を可能にする方法が提案されている。
 例えば、特許文献1には、水への分散性を向上させるために、分子量が2,000~500,000の範囲のポリスチレンスルホン酸の存在下で、酸化剤を用いて、3,4-ジアルコキシチオフェンを化学酸化重合して、ポリ(3,4-ジアルコキシチオフェン)の分散液を得る方法が提案されている。
 しかしながら、特許文献1に記載の分散液から形成した導電性塗膜は、導電性、耐熱性、耐湿熱性、基材密着性などの性能が不充分であるという問題を有していた。
 その問題を解決するために、本発明者らは、特定の架橋点形成化合物を分散液の中に存在させることを提案している(特許文献2)。
日本国特許第2636968号公報 日本国特許第4689222号公報
 近年、π共役系導電性高分子及びこれを含む導電性塗膜に求められる性能が高くなってきており、特許文献2に記載の導電性高分子分散液でも要求性能を満たすことが困難になってきている。例えば、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜が求められているが、そのような導電性塗膜を形成できる導電性高分子分散液は知られていない。
 本発明は、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜を容易に形成できる導電性高分子分散液を提供することを目的とする。また、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の態様を有する。
[1] π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、下記化学式(1)で表される化合物と、分散媒とを含有することを特徴とする導電性高分子分散液。
(化学式(1)中、Rは水素又はメチル基、R、Rは任意の置換基、Rはメチル基又はエチル基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
[2] バインダをさらに含有する、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[3] [1]又は[2]に記載の導電性高分子分散液が塗布されて形成されたことを特徴とする導電性塗膜。
 すなわち、本発明は以下の側面を有する。
<1>π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、前記化学式(1)で表される化合物と、分散媒とを含有することを特徴とする導電性高分子分散液;
<2>前記π共役系導電性高分子と、ポリアニオンとが複合体を形成していることを特徴とする<1>に記載の導電性高分子分散液;
<3>更にバインダ樹脂を含む、<1>又は<2>に記載の導電性高分子分散液;
<4><1>~<3>のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液より形成された、導電性塗膜。
 本発明の導電性高分子分散液によれば、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜を容易に形成できる。
 本発明の導電性塗膜は、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れている。
<導電性高分子分散液>
 本発明の1つの側面において、導電性高分子分散液は、π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、上記化学式(1)で表される化合物(以下、「化合物1」という。)と、分散媒とを含有する。
 本発明の1つの側面において、「導電性高分子分散液」とは、前述の各成分の少なくとも一部が分散媒中に浮遊している、あるいは懸濁しているものを指す。
 また、本発明の1つの側面において、「耐熱性に優れる」とは、高温条件下、でも塗膜の性能が変化しない、あるいはその変化率が塗膜の性能に実質的に影響を与えない範囲であることを意味する。ここで、高温条件下とは、60~90℃の温度範囲のことを指す。また、「塗膜の性能」とは、表面抵抗率、基材への密着性、全光線透過率等のことを指す。また「実質的に影響を与えない範囲」とは、前述の性能の変化率が、-20~+20%の範囲であることを意味する。具体的には、後述する耐熱試験によって評価することができる。
 また本発明の1つの側面において、「耐湿熱性に優れる」とは、湿熱条件下でも塗膜の性能が変化しない、又はその変化率が塗膜の性能に実質的に影響を与えない範囲であることを意味する。ここで、「耐湿熱条件下」とは、温度が40~90℃の範囲であり、湿度が80~95%RHの範囲のことを指す。具体的には、後述する耐湿熱試験によって評価することができる。
 また、本発明の1つの側面において、「導電性に優れる」とは、導電性塗膜の表面抵抗率が600Ω/sq以下であることを指す。
 また、本発明の1つの側面において、「基材密着性に優れる」とは、後述する基材上に積層された塗膜が、剥離しない、もしくはわずかに剥離する程度であることを意味する。ここで、「わずかに剥離」とは、接着面を格子状に100分割した際、剥離箇所が10/100以下であることを意味する。具体的には、後述する密着性試験によって評価することができる。
(π共役系導電性高分子)
 π共役系導電性高分子は、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であり、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリフェニレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオフェンビニレン類、及びこれらの共重合体等が挙げられる。なかでも、重合の容易さ、空気中での安定性の点からは、ポリチオフェン類、ポリピロール類及びポリアニリン類が好ましい。さらに、溶剤に対する可溶性及び透明性の点から、ポリチオフェン類が好ましい。
 ポリチオフェン類としては、ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-エチルチオフェン)、ポリ(3-プロピルチオフェン)、ポリ(3-ブチルチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、ポリ(3-デシルチオフェン)、ポリ(3-ドデシルチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルチオフェン)、ポリ(3-ブロモチオフェン)、ポリ(3-クロロチオフェン)、ポリ(3-ヨードチオフェン)、ポリ(3-シアノチオフェン)、ポリ(3-フェニルチオフェン)、ポリ(3,4-ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4-ジブチルチオフェン)、ポリ(3-ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3-メトキシチオフェン)、ポリ(3-エトキシチオフェン)、ポリ(3-ブトキシチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3-デシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ブテンジオキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-メトキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-エトキシチオフェン)、ポリ(3-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
 ポリピロール類としては、ポリピロール、ポリ(N-メチルピロール)、ポリ(3-メチルピロール)、ポリ(3-エチルピロール)、ポリ(3-n-プロピルピロール)、ポリ(3-ブチルピロール)、ポリ(3-オクチルピロール)、ポリ(3-デシルピロール)、ポリ(3-ドデシルピロール)、ポリ(3,4-ジメチルピロール)、ポリ(3,4-ジブチルピロール)、ポリ(3-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルピロール)、ポリ(3-ヒドロキシピロール)、ポリ(3-メトキシピロール)、ポリ(3-エトキシピロール)、ポリ(3-ブトキシピロール)、ポリ(3-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
 ポリアニリン類としては、ポリアニリン、ポリ(2-メチルアニリン)、ポリ(3-イソブチルアニリン)、ポリ(2-アニリンスルホン酸)、ポリ(3-アニリンスルホン酸)が挙げられる。
 上記π共役系導電性高分子の中でも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が好ましい。
(ポリアニオン)
 ポリアニオンとは、アニオン基を有する構成単位を有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
 本発明において、ポリアニオンはその分子内にアニオン基を2つ以上有する重合体であることが好ましい。アニオン基としては、スルホ基、又はカルボキシ基が好ましい。
 ポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート)、ポリメタリルオキシベンゼンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよいが最も好ましいポリアニオンはスルホ基含有ポリアニオンである。
 本発明の1つの態様において、ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が10~100,000個の範囲であることが好ましく、分散性及び導電性の点からは、50~10,000個の範囲がより好ましい。また前記重合度は、数平均重合度のことを指し、(数平均分子量/構造単位の分子量(理論値))で定義され、数平均分子量はGPC(Gel Permeation Chromatography)によって求めることができる。
 本発明の1つの態様において、導電性高分子分散液中のポリアニオンの含有量は、π共役系導電性高分子1モルに対して0.1~10モルの範囲であることが好ましく、1~7モルの範囲であることがより好ましい。ポリアニオンの含有量が前記下限値より少なくなると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が弱くなる傾向にあり、導電性が不足することがある。その上、分散性および溶解性が低くなり、均一な分散液を得ることが困難になる。また、ポリアニオンの含有量が前記上限値より多くなると、π共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、やはり充分な導電性が得られにくい。
 すなわち、導電性高分子分散液中のポリアニオンの含有量が、π共役系導電性高分子1モルに対して0.1~10モルであれば、π共役系導電性高分子に対するドーピング効果が低下せず、均一な分散液を得ることができるため好ましい。
 本発明において、ポリアニオンは、π共役系導電性高分子に配位している。そのため、π共役系導電性高分子とポリアニオンとは、導電性高分子分散液中で導電性複合体を形成している。
 ただし、ポリアニオンにおいては、全てのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープせず、余剰のアニオン基を有している。この余剰のアニオン基は親水基であるから、複合体の水分散性を向上させる役割を果たす。すなわち、本発明の1つの側面において、ポリアニオン中の少なくとも一部のアニオン基が、π共役系導電性高分子に配位していることが好ましい。
 導電性高分子分散液中の導電性複合体(π共役系導電性高分子及びポリアニオン)の含有量は、導電性高分子分散液の総質量に対して、0.05~5.0質量%であることが好ましく、0.1~4.0質量%であることがより好ましく、1.0~2.0質量%が特に好ましい。導電性複合体の含有量が0.05質量%未満であると、充分な導電性が得られないことがあり、5.0質量%を超えると、均一な導電膜が得られないことがある。
 また、前記導電性複合体の含有量は、原料の仕込み量より算出することができる。
 本発明の1つの側面において、導電性高分子分散液中に含まれる前記導電性複合体の平均粒子径は、10~1000nmであることが好ましく、10~500nmであることがより好ましい。また、前記平均粒子径は動的光散乱法(測定装置として例えば、大塚電子製FPAR1000)を用いて測定した値のことを指す。
(化合物1)
 化合物1を示す化学式(1)中のRは水素又はメチル基である。R、Rは任意の置換基である。ここで、任意の置換基としては2価の置換基であれば本発明の効果を有する限り特に制限されず、例えば、炭素数1~6のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、又はプロピレン基等)、炭素数6~10のアリーレン基(例えば、フェニレン基、トリレン基、キシレン基、ナフチレン基等)、炭素数7~10のアラルキレン基等が挙げられる(例えば、ベンジレン基、1-フェネチレン基、2-フェネチレン基等)。このうち原料入手性の観点から、炭素数1~4のアルキレン基が好ましい。また、Rはメチル基又はエチル基である。また、Rは2価の基であり、上記化学式(1)において、NとOとに結合している基である。また、Rは2価の基であって、上記化学式(1)において、NとSiとに結合している基である。
 化合物1の分子量は100~500であることが好ましく、247~391であることがより好ましい。化合物1の分子量が前記上限値以下であれば、分散媒への溶解性が高くなる。本発明の1つの側面において、化合物1としては、Rが水素又はメチル基であり、Rがメチレン基、エチレン基、又はトリメチレン基であり、Rがトリメチレン基であり、Rがメチル基である化合物が好ましい。
 また、本発明の1つの側面において、化合物1としては、Rが水素又はメチル基であり、R、Rがフェニレン基であり、Rがメチル基、又はエチル基である化合物が好ましい。
 導電性高分子分散液中の化合物1の含有量は、導電性複合体100質量部に対して0.01~300質量部であることが好ましく、1~200質量部であることがより好ましく、10~100質量部であることが特に好ましい。化合物1の含有量が前記下限値未満であると、化合物1の添加による高導電化、耐熱性向上、耐湿熱性向上、基材密着性向上の効果が発揮されにくくなり、前記上限値を超えると、π共役系導電性高分子の濃度が低くなるため、導電性が低くなる傾向にある。
 化合物1を容易に得る製造方法としては、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルアミド化合物、またはヒドロキシ基を有するアクリルアミド化合物とイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物とを反応させる方法が挙げられる。前記ヒドロキシ基と前記イソシアネート基とが反応することにより、化合物1が生成する。
 具体的には、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルアミド1モルに対して、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を0.8~1.2モル反応させることが好ましい。
 ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルアミド化合物としては、例えば、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、2-ヒドロキシプロピルアクリルアミド、N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド等が挙げられる。
 イソシアネート基含有シランカップリング剤、すなわち、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物としては本発明の効果を有する限り特に限定されず、具体的には、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
 このようなイソシアネート基含有シランカップリング剤で市販されているものとしては、KBE-9007(信越化学工業社製)が挙げられる。
 上記のヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルアミド化合物とイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物とを有機溶剤中であるいは有機溶剤を使用せずに反応させることで容易に化合物1が得られる。ここで「有機溶剤を使用せずに反応させる」とは、無溶媒で前記化合物を反応させることを意味する。
 また具体的な反応条件としては、反応温度20~80℃で、1~8時間反応させることが好ましい。
 必要であれば、公知のウレタン化触媒を添加して反応を促進してもよい。
 ウレタン化触媒としては、例えば、オクチル酸鉛;ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズラウレート、オクチル酸スズ等のスズ触媒;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルアミルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミン、トリアリルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルモルフォリン、4,4’-(オキシジ-2,1-エタンジイル)ビス-モルフォリン、N,N-ジメチルベンジルアミン、ピリジン、ピコリン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリスジメチルアミノメチルフェノール、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(以下、DBUと言うこともある)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン(以下、DBNと言うこともある)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、トリエタノールアミン、N,N’-ジメチルピペラジン、テトラメチルブタンジアミン、ビス(2,2-モルフォリノエチル)エーテル、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル等の第三級アミン等が挙げられる。
(分散媒)
 導電性高分子分散液に含まれる分散媒としては、例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の極性溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類、ギ酸、酢酸等のカルボン酸類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、3-メチル-2-オキサゾリジノン等の複素環化合物、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、2種類以上の混合物としてもよいし、他の有機溶媒との混合物としてもよい。本発明の1つの態様においては、分散媒としては、水、アルコール類、極性溶媒が好ましく、水とアルコール類と、極性溶媒との混合物であることがより好ましい。
(バインダ樹脂)
 導電性高分子分散液は、得られる導電性塗膜の耐久性および透明性の向上、基材との密着性向上を目的として、バインダ樹脂を含有することが好ましい。
 バインダ樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド12、ポリアミド11等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリイミドシリコーン、ポリウレタン、ポリウレア、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテル、アクリル樹脂およびこれらの共重合体等が挙げられる。
 バインダ樹脂の中でも、基材との密着性が高いことから、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。これらバインダ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 オキセタン樹脂及びエポキシ樹脂の具体例は、例えば、特開2010-168445号公報に記載されている、エポキシ化合物、及びオキセタン化合物が挙げられる。具体的には、エポキシ化合物としては、水溶性エポキシ樹脂およびエポキシエマルジョンの一方または両方が挙げられる。
 「水溶性エポキシ樹脂」とはエポキシ基を有し、25℃の水100gに対して1g以上溶解する樹脂であり、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトール系ポリグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル、エチレンオキシドフェノールグリシジルエーテル、アジピン酸グリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアネート等が挙げられる。
 エポキシエマルジョンとは、2個以上のエポキシ基を有する油溶性のエポキシ樹脂が界面活性剤によって、水や有機溶媒等の分散媒中に乳化分散されているものである。
 エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールS型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレン型、ポリアルキレングリコール型、アルキレングリコール型等の2官能タイプのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、DPPノボラック型、3官能型、トリス・ヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の多官能タイプのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントイン型、TRAD-D型、アミノフェノール型、アニリン型、トルイジン型等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂、ポリブタジエンまたはポリアクリロニトリル-ブタジエンを含有するゴム変性エポキシ樹脂などが挙げられる。
 エポキシエマルジョンにおける界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤のいずれであってもよい。界面活性剤の中でも、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシプロピレンブロックポリエーテルが好ましい。
 オキセタン化合物の具体例としては、例えば、キシリレンビスオキセタン、3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン、4,4’-(3-エチルオキセタン-3-イルメチルオキシメチル)ビフェニル、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ジ{1-エチル(3-オキセタニル)}メチルエーテル、1,6-ビス{(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ}ヘキサン、9,9-ビス{2-メチル-4-[2-(3-オキセタニル)]ブトキシフェニル}フルオレン、9,9-ビス{4-{2-[2-(3-オキセタニル)]ブトキシ}エトキシフェニル}フルオレンなど2官能のオキセタン環を有する化合物、オキセタン化ノボラック樹脂などの多官能オキセタン化合物、3-エチル-3-(ヒドロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-フェノキシメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニルオキセタン等の1官能のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。
 またアクリル樹脂の具体例は、例えば、特開2012-97227号公報に記載されている単官能アクリル化合物、または多官能アクリル化合物が挙げられる。具体的には、グリシジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、エチル-α-ヒドロキシメチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(以下、PEGと表記する。)400ジ(メタ)アクリレート、PEG300ジ(メタ)アクリレート、PEG600ジ(メタ)アクリレート、N,N’-メチレンビスアクリルアミド等の2官能アクリル化合物、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート等の3官能アクリル化合物、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の4官能以上のアクリル化合物、ソルビトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の5官能以上のアクリル化合物、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、アルキレンオキサイド変性ヘキサアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の6官能以上のアクリル化合物、2官能以上のウレタンアクリレート等が挙げられる。
 導電性高分子分散液中にバインダ樹脂としてオキセタン化合物及びエポキシ化合物を含む場合、前記導電性高分子分散液中のオキセタン化合物及びエポキシ化合物の含有量(合計量)は、π共役系導電性高分子とポリアニオンとの固形分の合計質量100質量%に対して、1~300質量%が好ましく、1~200質量%であることがより好ましく、10~100質量%であることが望ましい。オキセタン化合物及びエポキシ化合物の含有量(合計量)が1質量%未満であると、導電性塗膜の耐水性が不足することがあり、200質量%を超えると、導電性塗膜中のπ共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、充分な導電性が得られないことがある。すなわち、本発明の1つの態様において、導電性高分子分散液中に、オキセタン化合物とエポキシ化合物とを合計量で、π共役系導電性高分子とポリアニオン(導電性複合体)の固形分合計100質量%に対して、1~200質量%含むことにより、導電性塗膜の耐水性が向上し、かつ十分な導電性も得られるため好ましい。
 ここで「π共役系導電性高分子とポリアニオンとの固形分」とは、前述の導電性複合体のことを指す。また、前記π共役系導電性高分子とポリアニオンとの固形分は、仕込み量によって算出することができる。
 また、本発明の1つの側面において、前記バインダ樹脂の含有量は、前記導電性分散液の総質量に対して、1~30質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
 導電性高分子分散液がオキセタン化合物又はエポキシ化合物を含む場合、オキセタン化合物及びエポキシ化合物を迅速にかつ充分に硬化させる点で、カチオン発生化合物をさらに含有することが好ましい。
 カチオン発生化合物は、ルイス酸を発生させる化合物である。具体的には、光カチオン開始剤、熱カチオン開始剤等が挙げられる。
 光カチオン開始剤としては、例えば、ルイス酸のジアゾニウム塩、ルイス酸のヨードニウム塩、ルイス酸のスルホニウム塩等が挙げられる。これらは、カチオン部分が、芳香族ジアゾニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族スルホニウム等であり、アニオン部分が、(四フッ化ホウ素(BF )、六フッ化リン(PF )、六フッ化アンチモン(SbF )、[BX(ただし、Xは少なくとも2つ以上のフッ素またはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基である。)等に構成されたオニウム塩である。
 また、熱カチオン開始剤としては、芳香族オニウム塩、トリフルオロスルホン酸塩、三フッ化ホウ素エーテル錯体化合物および三フッ化ホウ素等のようなカチオン系またはプロトン酸触媒が挙げられる。そのなかでも、芳香族オニウム塩が好ましい。光カチオン開始剤と熱カチオン開始剤は併用しても構わない。
 本発明の1つの態様において、導電性高分子分散液がカチオン発生化合物を含有する場合、その含有量は、オキセタン化合物又はエポキシ化合物に対して、0.1~10質量%が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。
 導電性高分子分散液がバインダ樹脂としてアクリル樹脂を含む場合、アクリル樹脂の含有量は、π共役系導電性高分子とポリアニオンの合計質量に対して0.05~50質量%であることが好ましく、0.3~30質量%であることがより好ましい。アクリル樹脂の含有量が前記下限値以上であれば、導電性塗膜の成膜性が充分に高くなり、前記上限値以下であれば、導電性塗膜中にπ共役系導電性高分子が充分量含まれるため、充分な導電性が得られる。
 ここで、π共役系導電性高分子とポリアニオンの合計質量は、仕込み量により算出することができる。
(他のドーパント)
 導電性高分子分散液には、導電性をより向上させるために、ポリアニオン以外に他のドーパントを添加してもよい。他のドーパントとしては、π共役系導電性高分子を酸化還元させることができればドナー性のものであってもよく、アクセプタ性のものであってもよい。他のドーパントとしては、特開2008-133415号公報に記載されたものが挙げられる。具体的には、PF、AsF、SbF、BF等のルイス酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、コハク酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ニトロ酢酸、トリフェニル酢酸等の有機カルボン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1-プロパンスルホン酸、1-ブタンスルホン酸、1-ヘキサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、1-オクタンスルホン酸、1-ノナンスルホン酸、1-デカンスルホン酸、1-ドデカンスルホン酸、1-テトラデカンスルホン酸、1-ペンタデカンスルホン酸、2-ブロモエタンスルホン酸、3-クロロ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロエタンスルホン酸、コリスチンメタンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、1-アミノ-2-ナフトール-4-スルホン酸、2-アミノ-5-ナフトール-7-スルホン酸、3-アミノプロパンスルホン酸、N-シクロヘキシル-3-アミノプロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキチルベンゼンスルホン酸、ヘプチルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、2,4-ジメチルベンゼンスルホン酸、ジプロピルベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、o-アミノベンゼンスルホン酸、m-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノ-2-クロロトルエン-5-スルホン酸、4-アミノ-3-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-5-メトキシ-2-メチルベンゼンスルホン酸、2-アミノ-5-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-2-メチルベンゼン-1-スルホン酸、5-アミノ-2-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-3-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アセトアミド-3-クロロベンゼンスルホン酸、4-クロロ-3-ニトロベンゼンスルホン酸、p-クロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ペンチルナフタレンスルホン酸、4-アミノ-1-ナフタレンスルホン酸、8-クロロナフタレン-1-スルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン重縮合物、アントラキノンスルホン酸、ピレンスルホン酸、エタンジスルホン酸、ブタンジスルホン酸、ペンタンジスルホン酸、デカンジスルホン酸、o-ベンゼンジスルホン酸、m-ベンゼンジスルホン酸、p-ベンゼンジスルホン酸、トルエンジスルホン酸、キシレンジスルホン酸、クロロベンゼンジスルホン酸、フルオロベンゼンジスルホン酸、ジメチルベンゼンジスルホン酸、ジエチルベンゼンジスルホン酸、アニリン-2,4-ジスルホン酸、アニリン-2,5-ジスルホン酸、3,4-ジヒドロキシ-1,3-ベンゼンジスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、メチルナフタレンジスルホン酸、エチルナフタレンジスルホン酸、ペンタデシルナフタレンジスルホン酸、3-アミノ-5-ヒドロキシ-2,7-ナフタレンジスルホン酸、1-アセトアミド-8-ヒドロキシ-3,6-ナフタレンジスルホン酸、2-アミノ-1,4-ベンゼンジスルホン酸、1-アミノ-3,8-ナフタレンジスルホン酸、3-アミノ-1,5-ナフタレンジスルホン酸、8-アミノ-1-ナフトール-3,6-ジスルホン酸、4-アミノ-5-ナフトール-2,7-ジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-イソチオ-シアノトスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-イソチオシアナトスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-マレイミジルスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸、ジナフチルメタンジスルホン酸、アントラキノンジスルホン酸、アントラセンスルホン酸等の有機スルホン酸等が挙げられる。
(導電性向上剤)
 本発明の1つの態様において、導電性高分子分散液は、導電性向上剤を含んでいてもよい。導電性向上剤は、導電性高分子分散液から形成される導電性塗膜の導電性を向上させる成分である。
 具体的に、導電性向上剤は、前記アクリル化合物、窒素含有芳香族性環式化合物、2個以上のヒドロキシル基を有する化合物、2個以上のカルボキシル基を有する化合物、1個以上のヒドロキシル基および1個以上のカルボキシ基を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ラクタム化合物、グリシジル基を有する化合物、水溶性有機溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
 これら化合物の具体例は、例えば、特開2010-87401号公報に記載されている。具体的には、ピリジン、2-メチルピリジン、3-メチルピリジン、4-メチルピリジン、4-エチルピリジン、N-ビニルピリジン、2,4-ジメチルピリジン、2,4,6-トリメチルピリジン、3-シアノ-5-メチルピリジン、2-ピリジンカルボン酸、6-メチル-2-ピリジンカルボン酸、4-ピリジンカルボキシアルデヒド、4-アミノピリジン、2,3-ジアミノピリジン、2,6-ジアミノピリジン、2,6-ジアミノ-4-メチルピリジン、4-ヒドロキシピリジン、4-ピリジンメタノール、2,6-ジヒドロキシピリジン、2,6-ピリジンジメタノール、6-ヒドロキシニコチン酸メチル、2-ヒドロキシ-5-ピリジンメタノール、6-ヒドロキシニコチン酸エチル、4-ピリジンメタノール、4-ピリジンエタノール、2-フェニルピリジン、3-メチルキノリン、3-エチルキノリン、キノリノール、2,3-シクロペンテノピリジン、2,3-シクロヘキサノピリジン、1,2-ジ(4-ピリジル)エタン、1,2-ジ(4-ピリジル)プロパン、2-ピリジンカルボキシアルデヒド、2-ピリジンカルボン酸、2-ピリジンカルボニトリル、2,3-ピリジンジカルボン酸、2,4-ピリジンジカルボン酸、2,5-ピリジンジカルボン酸、2,6-ピリジンジカルボン酸、3-ピリジンスルホン酸等のピリジン類及びその誘導体、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-プロピルイミダゾール、2-ウンデジルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、N-メチルイミダゾール、N-ビニルイミダゾール、N-アリルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール(N-ヒドロキシエチルイミダゾール)、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、1-アセチルイミダゾール、4,5-イミダゾールジカルボン酸、4,5-イミダゾールジカルボン酸ジメチル、ベンズイミダゾール、2-アミノべンズイミダゾール、2-アミノべンズイミダゾール-2-スルホン酸、2-アミノ-1-メチルべンズイミダゾール、2-ヒドロキシべンズイミダゾール、2-(2-ピリジル)べンズイミダゾール等のイミダゾール類及びその誘導体2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジン、2-アミノ-6-クロロ-4-メトキシピリミジン、2-アミノ-4,6-ジクロロピリミジン、2-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノ-4,6-ジメチルピリミジン、2-アミノ-4,6-ジメトキシピリミジン、2-アミノピリミジン、2-アミノ-4-メチルピリミジン、4,6-ジヒドロキシピリミジン、2,4-ジヒドロキシピリミジン-5-カルボン酸、2,4,6-トリアミノピリミジン、2,4-ジメトキシピリミジン、2,4,5-トリヒドロキシピリミジン、2,4-ピリミジンジオール等のピリミジン類及びその誘導体ピラジン、2-メチルピラジン、2,5-ジメチルピラジン、ピラジンカルボン酸、2,3-ピラジンジカルボン酸、5-メチルピラジンカルボン酸、ピラジンアミド、5-メチルピラジンアミド、2-シアノピラジン、アミノピラジン、3-アミノピラジン-2-カルボン酸、2-エチル-3-メチルピラジン、2,3-ジメチルピラジン、2,3-ジエチルピラジン等のピラジン類及びその誘導体、1,3,5-トリアジン、2-アミノ-1,3,5-トリアジン、3-アミノ-1,2,4-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(トリフルオロメチル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリ-2-ピリジン-1,3,5-トリアジン、3-(2-ピリジン)-5,6-ビス(4-フェニルスルホン酸)-1,2,4―トリアジン二ナトリウム、3-(2-ピリジン)-5,6-ジフェニル-1,2,4-トリアジン、3-(2-ピリジン)-5,6-ジフェニル-1,2,4―トリアジン-ρ,ρ’-ジスルホン酸二ナトリウム、2-ヒドロキシ-4,6-ジクロロ-1,3,5-トリアジン等のトリアジン類及びその誘導体、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、D-グルコース、D-グルシトール、イソプレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、チオジエタノール、グルコース、酒石酸、D-グルカル酸、グルタコン酸等の多価脂肪族アルコール類;セルロース、多糖、糖アルコール等の高分子アルコール;1,4-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジヒドロキシベンゼン、2,3-ジヒドロキシ-1-ペンタデシルベンゼン、2,4-ジヒドロキシアセトフェノン、2,5-ジヒドロキシアセトフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,6-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,5-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフォン、2,2’,5,5’-テトラヒドロキシジフェニルスルフォン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフォン、ヒドロキシキノンカルボン酸及びその塩類、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、1,4-ヒドロキノンスルホン酸及びその塩類、4,5-ヒドロキシベンゼン-1,3-ジスルホン酸及びその塩類、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,5-ジヒドロキシナフトエ酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸フェニルエステル、4,5-ジヒドロキシナフタレン-2,7-ジスルホン酸及びその塩類、1,8-ジヒドロキシ-3,6-ナフタレンジスルホン酸及びその塩類、6,7-ジヒドロキシ-2-ナフタレンスルホン酸及びその塩類、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン(ピロガロール)、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン、5-メチル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、5-エチル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、5-プロピル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシアセトフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾアルデヒド、トリヒドロキシアントラキノン、2,4,6-トリヒドロキシベンゼン、テトラヒドロキシ-p-ベンゾキノン、テトラヒドロキシアントラキノン、ガーリック酸メチル(没食子酸メチル)、ガーリック酸エチル(没食子酸エチル)等の芳香族化合物、ヒドロキノンスルホン酸カリウム等の2個以上のヒドロキシ基を有する化合物、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マロン酸、1,4-ブタンジカルボン酸、コハク酸、酒石酸、アジピン酸、D-グルカル酸、グルタコン酸、クエン酸等の脂肪族カルボン酸類化合物;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、5-スルホイソフタル酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、4,4’-オキシジフタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の、芳香族性環に少なくとも一つ以上のカルボキシ基が結合している芳香族カルボン酸類化合物;ジグリコール酸、オキシ二酪酸、チオ二酢酸(チオジ酢酸)、チオ二酪酸、イミノ二酢酸、イミノ酪酸等の2個以上のカルボキシ基を有する化合物、酒石酸、グリセリン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロパン酸、D-グルカル酸、グルタコン酸等の1個以上のヒドロキシ基及び1個以上のカルボキシ基を有する化合物、アセトアミド、マロンアミド、スクシンアミド、マレアミド、フマルアミド、ベンズアミド、ナフトアミド、フタルアミド、イソフタルアミド、テレフタルアミド、ニコチンアミド、イソニコチンアミド、2-フルアミド、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、プロピオンアミド、プロピオルアミド、ブチルアミド、イソブチルアミド、メタクリルアミド、パルミトアミド、ステアリルアミド、オレアミド、オキサミド、グルタルアミド、アジプアミド、シンナムアミド、グリコールアミド、ラクトアミド、グリセルアミド、タルタルアミド、シトルアミド、グリオキシルアミド、ピルボアミド、アセトアセトアミド、ジメチルアセトアミド、ベンジルアミド、アントラニルアミド、エチレンジアミンテトラアセトアミド、ジアセトアミド、トリアセトアミド、ジベンズアミド、トリベンズアミド、ローダニン、尿素、1-アセチル-2-チオ尿素、ビウレット、ブチル尿素、ジブチル尿素、1,3-ジメチル尿素、1,3-ジエチル尿素、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、2-ヒドロキシエチルアクリルアミド、2-ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド等のアミド化合物、シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシイミド、アラントイン、ヒダントイン、バルビツル酸、アロキサン、グルタルイミド、スクシンイミド、5-ブチルヒダントイン酸、5,5-ジメチルヒダントイン、1-メチルヒダントイン、1,5,5-トリメチルヒダントイン、5-ヒダントイン酢酸、N-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミド、セミカルバジド、α,α-ジメチル-6-メチルスクシンイミド、ビス[2-(スクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチル]スルホン、α-メチル-α-プロピルスクシンイミド、シクロヘキシルイミド、1,3-ジプロピレン尿素、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-ヒドロキシマレイミド、1,4-ビスマレイミドブタン、1,6-ビスマレイミドヘキサン、1,8-ビスマレイミドオクタン、N-カルボキシヘプチルマレイミド等のイミド化合物、ペンタノ-4-ラクタム、4-ペンタンラクタム-5-メチル-2-ピロリドン、5-メチル-2-ピロリジノン、ヘキサノ-6-ラクタム、6-ヘキサンラクタム等のラクタム化合物、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、t-ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、グリシジルフェニルエーテル、ビスフェノールA、ジグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジルエーテル、メタクリル酸グリシジルエーテル等のグリシジル基を有する化合物、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシ

シラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等の極性溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、D-グルコース、D-グルシトール、イソプレングリコール、ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール等の多価脂肪族アルコール類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル化合物、ジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、3-メチル-2-オキサゾリジノン等の複素環化合物、アセトニトリル、グルタロニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物等の水溶性有機溶媒等が挙げられる。
 導電性高分子分散液が導電性向上剤を含む場合、その含有量は、π共役系導電性高分子とポリアニオンの合計100質量部に対して10~10,000質量部が好ましい。
(添加剤)
 本発明の1つの態様において、導電性高分子分散液には、必要に応じて、添加剤が含まれてもよい。
 添加剤としてはπ共役系導電性高分子及びポリアニオンと混合しうるものであれば特に制限されず、例えば、無機導電剤、界面活性剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを使用できる。本発明の1つの態様において、添加剤としては、導電性高分子分散液中で安定に存在でき、かつπ共役系導電性高分子及びポリアニオンの分散性を低下させないものを用いることが好ましい。
 無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。前記金属イオン類としては、金属塩を水に溶解させたものを用いることができる。
 界面活性剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤;アミン塩、4級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤;カルボキシベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等の非イオン界面活性剤等が挙げられる。
 消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンレジン等が挙げられる。
 カップリング剤としては、ビニル基、アミノ基、エポキシ基等を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
 酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類、ビタミン類等が挙げられる。
 紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オギザニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。酸化防止剤と紫外線吸収剤とは併用することが好ましい。
 本発明の導電性高分子分散液は、分散媒中に、π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、少なくとも一部の化合物1とが分散しているものである。本発明の1つの側面において、導電性高分子分散液の分散媒以外の成分の含有量は、導電性高分子分散液の総質量に対して、0.1~50質量%が好ましく、0.5~20質量%がより好ましい。また、前記含有量は、仕込み量から算出することができる。
(導電性高分子分散液の製造方法)
 上記導電性高分子分散液を製造する方法としては、例えば、ポリアニオンと分散媒の存在下でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを化学酸化重合して、π共役系導電性高分子にポリアニオンがドープした導電性複合体の分散液を得た後、その分散液に上記化合物1を添加する方法が挙げられる。
(作用効果)
 以上説明した導電性高分子分散液では、化合物1におけるアミド基及びウレタン基がπ共役系導電性高分子同士の間で作用して、導電メカニズムにおけるホッピングエネルギーを低下させると考えられる。そのため、導電性塗膜の導電性を高くできる。
 また、化合物1におけるアルコキシシラン基が、導電性複合体と、前記導電性高分子分散液が塗布される基材との間でカップリング剤として機能するため、導電性塗膜の基材密着性を向上させることができる。さらに、アルコキシシラン基は、無機の架橋性官能基として作用して、導電性塗膜の耐熱性、耐湿熱性も向上させると考えられる。また、化合物1における(メタ)アクリルアミド基は有機の架橋性官能基として作用して、導電性塗膜の耐熱性、耐湿熱性を向上させると考えられる。
 したがって、上記導電性高分子分散液によれば、導電性、耐熱性、耐湿熱性及び基材密着性のいずれにも優れた導電性塗膜を容易に形成できる。
<導電性塗膜>
 本発明の導電性塗膜の1つの側面は、上述した導電性高分子分散液が薄膜として硬化したものである。また、本発明の別の側面は、上述の導電性高分子分散液を基材に塗布し、硬化することにより形成することができる。導電性高分子分散液の塗布方法としては、例えば、浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、グラビア印刷などが挙げられる。
 塗布後、加熱処理や紫外線照射処理により塗液を硬化することで導電性塗膜を形成する。
 前記塗膜の膜厚としては、1~1000nmが好ましく、10~800nmがより好ましい。
 加熱処理としては、例えば、熱風加熱や赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。紫外線照射処理としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプなどの光源から紫外線を照射する方法を採用できる。また、加熱温度としては、60~180℃が好ましい。紫外線照射処理を行う場合、紫外線の照射量としては、100~2000mJ/cmが好ましい。
 導電性高分子分散液が塗布される基材としては、樹脂フィルムや紙等が挙げられる。
 樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。これらの樹脂材料の中でも、透明性、可撓性、汚染防止性及び強度等の点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
 紙としては、上質紙、クラフト紙、コート紙等を用いることができる。
 また、前記基材としては、膜厚が10~1000μmのものが好ましく、50~500μmのものがより好ましい。
 本発明の導電性塗膜は、上記導電性高分子分散液から形成されたものであるから、導電性、耐熱性、耐湿熱性、基材密着性のいずれもが優れている。
 また、本発明のその他の側面は、以下の通りである。
(1)π共役系導電性高分子とポリアニオンとの導電性複合体と、下記化学式(1)で表される化合物1と、バインダ樹脂と、分散媒とを含有することを特徴とする導電性高分子分散液であって、
 前記導電性複合体の含有量が、前記導電性高分子分散液の総質量に対して、0.05~5.0質量%である、導電性高分子分散液;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
[式(1)中、Rは水素又はメチル基を表し、Rはメチレン基、エチレン基、又はトリメチレン基を表し、Rはトリメチレン基を表し、Rはメチル基を表す。]
(2)前記化合物1の含有量が、前記導電性複合体の総質量に対して、0.01~300質量部である、(1)に記載の導電性高分子分散液。
(3)前記分散媒が、水、アルコール類、及び極性溶媒からなる群より選択される少なくとも1つの溶媒である、(1)又は(2)に記載の導電性高分子分散液。
(4)前記バインダ樹脂が、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも1つの樹脂である、(1)~(3)のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
(5)前記(1)~(4)のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液から形成される、導電性塗膜。
(製造例1)ポリスチレンスルホン酸(ポリアニオン)の合成
 1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間攪拌した。
 得られたスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法を用いてポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000ml溶液を除去し、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約20000ml溶液を除去した。上記の限外ろ過操作を3回繰り返した。
 さらに、得られたろ液に約2000mlのイオン交換水を添加し、限外ろ過法を用いて約2000ml溶液を除去した。この限外ろ過操作を3回繰り返した。そして、得られた溶液中の水を減圧除去して、無色固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。得られたポリスチレンスルホン酸の数平均重合度は約1650であった。
(製造例2)導電性複合体の分散液の調製
 14.2gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
 これにより得た混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液をゆっくり加え、3時間攪拌して反応させた。
 これにより得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
 そして、得られた溶液に10質量%に希釈した200mlの硫酸と2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去し、これに2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
 さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を5回繰り返して、約1.2質量%の青色のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)分散液(以下、「PEDOT-PSS分散液」という。)を得た。
(製造例3-1)化合物(1a)の調製
 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、367.79gのN-ヒドロキシメチルアクリルアミドと、900gの3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランと、18gのジアザビシクロウンデセンを仕込み、窒素雰囲気下で、60℃、4時間攪拌して、反応物を得た。
 反応終了は、赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1の、イソシアネート基の吸収が消滅することで確認した。
(製造例3-2)化合物(1b)の調製
 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、418.82gのN-ヒドロキシメチルメタクリルアミドと、900gの3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランと、18gのジアザビシクロウンデセンを仕込み、窒素雰囲気下で、60℃、4時間攪拌して、反応物を得た。
 反応終了は、赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1の、イソシアネート基の吸収が消滅することで確認した。
(製造例3-3)化合物(1c)の調製
 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、418.9gの2-ヒドロキシエチルアクリルアミドと、900gの3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランと、18gのジアザビシクロウンデセンを仕込み、窒素雰囲気下で、60℃、4時間攪拌して、反応物を得た。
 反応終了は、赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1の、イソシアネート基の吸収が消滅することで確認した。
(製造例3-4)化合物(1d)の調製
 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、469.86gの2-ヒドロキシエチルメタクリルアミドと、900gの3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランと、18gのジアザビシクロウンデセンを仕込み、窒素雰囲気下で、60℃、4時間攪拌して、反応物を得た。
 反応終了は、赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1の、イソシアネート基の吸収が消滅することで確認した。
(製造例3-5)化合物(1e)の調製
 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた反応容器に、469.28gの2-ヒドロキシプロピルアクリルアミドと、900gの3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランと、18gのジアザビシクロウンデセンを仕込み、窒素雰囲気下で、60℃、4時間攪拌して、反応物を得た。
 反応終了は、赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1の、イソシアネート基の吸収が消滅することで確認した。
(実施例1)
 製造例2により得たPEDOT-PSS分散液100gに、エタノール133gと、製造例3-1で得た化合物(1a)1.2gと、バインダ樹脂としてポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)3g、カチオン発生化合物としてサンエイドSI-110L(三新化学社製)0.03g、ジメチルスルホキシド3.3gを添加し、攪拌して導電性高分子分散液Aを得た。
 導電性高分子分散液Aをポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、厚さ:188μm)にバーコーターで塗布し、130℃、2分間、赤外線加熱により乾燥し、導電性塗膜を形成した。
 導電性塗膜の耐熱試験前後及び耐湿熱試験前後の表面抵抗、全光線透過率およびヘイズ、密着性を以下の方法により測定した。それらの結果を表1,2に示す。
[耐熱試験]
 導電性塗膜の表面抵抗、全光線透過率及びヘイズを下記方法により測定し、密着性を下記方法により評価した。その導電性塗膜を85℃の恒温槽内に、240時間保存し、その後に取り出した導電性塗膜の表面抵抗、全光線透過率及びヘイズを下記方法により測定し、密着性を下記方法により評価した。測定結果及び評価結果を表1に示す。
[耐湿熱試験]
 導電性塗膜の表面抵抗、全光線透過率及びヘイズを下記方法により測定し、密着性を下記方法により評価した。その導電性塗膜を温度65℃、相対湿度90%の恒温槽内に240時間保存し、その後に取り出した導電性塗膜の表面抵抗、全光線透過率及びヘイズを測定し、密着性を評価した。測定結果及び評価結果を表2に示す。
[表面抵抗]
 三菱化学社製ロレスタMCP-T600を用い、JIS K7194に準じて測定した。
[全光線透過率およびへイズ]
 日本電色工業社製へイズメータ測定器(NDH5000)を用い、JIS K7136に準じて全光線透過率およびへイズを測定した。
[密着性の評価]
 形成した導電性塗膜の表面を、ポリエチレンテレフタレートフィルムまで到達するように、カッターナイフで格子状の切り込みを入れた。この切り込みを入れた導電性塗膜表面にセロハンテープを接着した後、剥離した。その際の導電性塗膜の剥離状況を目視により観察し、以下の評価基準に基づいて基材に対する密着性を評価した。
S:剥離なし、A:わずかに剥離、B:一部剥離、C:完全剥離
(実施例2)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を化合物(1a)1.08g(90質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)の添加量を2.532gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.02532gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Bを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Bを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例3)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-2で得た化合物(1b)0.96g(80質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)の添加量を2.132gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.02132gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Cを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Cを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例4)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-2で得た化合物(1b)0.84g(70質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)の添加量を2.935gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.02935gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Dを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Dを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例5)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-3で得た化合物(1c)0.72g(60質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)3gを、東亜合成社製キシリレンビスオキセタン1.125gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.01125gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Eを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Eを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例6)
 製造例2で得たPEDOT-PSS分散液100gに、エタノール133gと、製造例3-3で得た化合物(1c)0.6g(50質量部)、ペンタエリスリトールトリアクリレート0.52g、光開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)0.0052g、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート3.3g、2,3,3’,4,4’,5’-ヘキサヒドロキシベンゾフェノン0.36gを混合し、攪拌し、導電性高分子分散液Fを得た。
 導電性高分子分散液Fをポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製A4300、厚さ;188μm)に、バーコーターで塗布し、100℃、2分間、赤外線照射により乾燥した。その後、紫外線(高圧水銀灯120W、360mJ/cm、178mW/cm)照射し、硬化させて、導電性塗膜を形成した。導電性塗膜は、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例7)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-4で得た化合物(1d)0.48g(40質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)の添加量を2.25gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.0225gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Gを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Gを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例8)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-4で得た化合物(1d)0.36g(30質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)の添加量を2.58gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.0258gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Hを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Hを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例9)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-5で得た化合物(1e)0.24g(20質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)3gを、ジグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-DGE)2.63gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.0263gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Iを得た。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Iを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(実施例10)
 製造例3-1で得た化合物(1a)1.2g(100質量部)を製造例3-5で得た化合物(1e)0.12g(10質量部)に変更し、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-4GLS)3gを、ジグリセリンポリグリシジルエーテル(阪本薬品工業社製SR-DGE)2.28gに変更し、サンエイドSI-110L(三新化学社製)の添加量を0.0283gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性高分子分散液Jを作製した。
 そして、導電性高分子分散液Aの代わりに導電性高分子分散液Jを用いたこと以外は実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例1)
 化合物(1a)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例2)
 化合物(1a)を添加しなかったこと以外は実施例2と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例3)
 化合物(1b)を添加しなかったこと以外は実施例3と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例4)
 化合物(1b)を添加しなかったこと以外は実施例4と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例5)
 化合物(1c)を添加しなかったこと以外は実施例5と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例6)
 化合物(1c)を添加しなかったこと以外は実施例6と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例7)
 化合物(1d)を添加しなかったこと以外は実施例7と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例8)
 化合物(1d)を添加しなかったこと以外は実施例8と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例9)
 化合物(1e)を添加しなかったこと以外は実施例9と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(比較例10)
 化合物(1e)を添加しなかったこと以外は実施例10と同様にして導電性塗膜を形成した。そして、実施例1と同様に導電性塗膜を形成し、評価した。評価結果を表1,2に示す。
(参考例1)
 ポリエチレンテレフタレートフィルムの全光線透過率およびヘイズを測定した。測定結果を表1,2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 
 化合物1を含む導電性高分子分散液から形成した実施例1~10の導電性塗膜は、耐熱試験後及び耐湿熱試験後でも、表面抵抗が小さく、全光線透過率が大きく、ヘイズが小さく、密着性に優れていた。
 化合物1を含まない導電性高分子分散液から形成した比較例1~10の導電性塗膜は、耐熱試験及び耐湿熱試験によって、表面抵抗が大きくなり、全光線透過率が小さくなり、ヘイズが大きくなり、密着性が低下した。

Claims (4)

  1.  π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、下記化学式(1)で表される化合物と、分散媒とを含有することを特徴とする導電性高分子分散液。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
                      
    (化学式(1)中、Rは水素又はメチル基を表し、R、Rはそれぞれ独立して任意の置換基を表し、Rはメチル基又はエチル基を表す。)
  2.  前記π共役系導電性高分子と、ポリアニオンとが、複合体を形成していることを特徴とする、請求項1に記載の導電性高分子分散液。
  3.  更にバインダ樹脂を含む、請求項1又は2に記載の導電性高分子分散液。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液より形成された導電性塗膜。
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