JP2019131778A - Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film - Google Patents
Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019131778A JP2019131778A JP2018047697A JP2018047697A JP2019131778A JP 2019131778 A JP2019131778 A JP 2019131778A JP 2018047697 A JP2018047697 A JP 2018047697A JP 2018047697 A JP2018047697 A JP 2018047697A JP 2019131778 A JP2019131778 A JP 2019131778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive polymer
- aqueous solution
- group
- formula
- thickener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スクリーン印刷法等に使用可能となる高い粘度を有し、印刷−乾燥で高導電性の導電性高分子膜を提供することができる導電性高分子水溶液を開発するためになされたものであり、具体的には、高い導電性を有する特定の自己ドープ型導電性高分子と特定の水溶性樹脂等を含む新規な導電性組成物の水溶液、及びそれらを乾燥させて得られる導電性高分子膜に関するものである。 The present invention was made to develop an aqueous conductive polymer solution having a high viscosity that can be used in a screen printing method and the like and capable of providing a conductive polymer film having high conductivity by printing and drying. Specifically, an aqueous solution of a novel conductive composition containing a specific self-doped conductive polymer having a high conductivity and a specific water-soluble resin, etc., and conductivity obtained by drying them Relates to a conductive polymer membrane.
ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等に代表されるπ共役系高分子に、電子受容性化合物をドーパントとしてドープした導電性高分子材料が開発され、例えば、帯電防止剤、コンデンサの固体電解質、導電性塗料、電磁波シールド、エレクトロクロミック素子、電極材料、熱電変換材料、透明導電膜、化学センサ、アクチュエータ等への応用が検討されている。これらの導電性高分子材料の中でも、中でも、化学的安定性の面からポリチオフェン系導電性高分子材料が実用上有用である。 Conductive polymer materials have been developed by doping π-conjugated polymers such as polyacetylene, polythiophene, polyaniline, and polypyrrole with electron-accepting compounds as dopants. For example, antistatic agents, capacitor solid electrolytes, conductivity Applications to paints, electromagnetic shielding, electrochromic elements, electrode materials, thermoelectric conversion materials, transparent conductive films, chemical sensors, actuators, etc. are being studied. Among these conductive polymer materials, polythiophene-based conductive polymer materials are practically useful from the viewpoint of chemical stability.
ポリチオフェン系導電性高分子材料としては、ドーパントとなるポリスチレンスルホン酸(PSS)の水溶液中で、3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDOT)を重合させることで得られるPEDOT/PSS水分散体溶液や、水溶性の付与とドーピング作用を兼ね備えた置換基(スルホ基、スルホネート基等)を直接又はスペーサを介してポリマー主鎖中に有する、いわゆる自己ドープ型導電性高分子があり、例えば、スルホン化ポリアニリン、PEDOT−S等が知られている(例えば、非特許文献1、2参照)。 As a polythiophene-based conductive polymer material, a PEDOT / PSS aqueous dispersion solution obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) in an aqueous solution of polystyrene sulfonic acid (PSS) serving as a dopant, There are so-called self-doped conductive polymers having substituents (sulfo groups, sulfonate groups, etc.) having water solubility and doping action, either directly or via spacers in the polymer main chain, such as sulfonation Polyaniline, PEDOT-S, and the like are known (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
近年、導電性高分子を透明導電積層体等に適用する際に、導電性高分子分散液を所定のパターンに塗布または印刷する方法が検討されている。例えば、特許文献3には、導電性高分子分散液としてPEDOT/PSS水分散体溶液をペースト化し、スクリーン印刷機を用いて、絶縁基材の表面に印刷する方法が記載されている。 In recent years, a method for applying or printing a conductive polymer dispersion in a predetermined pattern when applying a conductive polymer to a transparent conductive laminate or the like has been studied. For example, Patent Document 3 describes a method in which a PEDOT / PSS aqueous dispersion solution is made into a paste as a conductive polymer dispersion and printed on the surface of an insulating substrate using a screen printer.
同様にスクリーン印刷方法にて得られる導電性高分子積層体の例としては、導電性高分子として高粘度化したPEDOT/PSS水分散体溶液を用いた樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献4参照)。 Similarly, as an example of the conductive polymer laminate obtained by the screen printing method, a resin composition using a PEDOT / PSS aqueous dispersion solution with increased viscosity as a conductive polymer is disclosed (for example, (See Patent Document 4).
このようなスクリーン印刷は、比較的少量のコーティング液で基材表面に塗布できることから注目されている。しかしながら、この方法では、型離れや印刷パターン形状を維持するような良好な印刷結果を達成できるようにするため、使用する印刷物質について高い粘度を有するという特性が求められている。スクリーン印刷法では、印刷物質には、1,000〜100,000mPa・sという、高い粘度が要求される。 Such screen printing is attracting attention because it can be applied to the surface of a substrate with a relatively small amount of coating liquid. However, in this method, in order to achieve a good printing result that maintains the mold separation and the printing pattern shape, the printing material to be used has a characteristic of having a high viscosity. In the screen printing method, the printing material is required to have a high viscosity of 1,000 to 100,000 mPa · s.
引用文献4には、印刷特性に優れる導電性樹脂組成物として、導電性向上剤を必須の構成要件とする発明が開示されている。前記発明における導電性向上剤については、導電性高分子を凝集、結晶化させる欠点があるため、前記導電性向上剤を含まない印刷用途向け導電性樹脂組成物が求められていた。 Cited Document 4 discloses an invention having a conductivity improver as an essential constituent requirement as a conductive resin composition having excellent printing characteristics. The conductivity improver in the invention has a drawback of aggregating and crystallizing a conductive polymer, and therefore a conductive resin composition for printing applications not containing the conductivity improver has been demanded.
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、(1)導電性向上剤を用いることなく、スクリーン印刷等に応用できる高い粘性を有し、印刷−乾燥操作によって導電性高分子膜を形成することができる、電性高分子溶液を提供すること、及び(2)前記導電性高分子水溶液を用いた高い導電性を有する導電性高分子膜を提供すること、である。 The present invention has been made in view of the background art described above, and has the object of (1) having a high viscosity that can be applied to screen printing or the like without using a conductivity improver, and by a printing-drying operation. Providing a conductive polymer solution capable of forming a conductive polymer film, and (2) providing a conductive polymer film having high conductivity using the conductive polymer aqueous solution, It is.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を含む下記導電性組成物が、導電性向上剤を含まなくとも、良好な高粘度特性を示し、尚且つ、顕著に良好な導電性高分子膜の形成が可能であることを見出し本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have at least selected from the group consisting of a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2). The following conductive composition containing polythiophene (A) containing a kind of structural unit exhibits good high-viscosity characteristics without containing a conductivity improver, and forms a significantly good conductive polymer film. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は以下に示すとおりの導電性高分子水溶液の組成物、及び導電性高分子膜に関するものである。本組成物から得られる導電性高分子膜は例えば、帯電防止機能を有するフィルムや透明導電膜、固体電解コンデンサの固体電解質としての使用が可能となる。
[1] 下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を0.01〜10重量%含み、且つ増粘剤(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。
That is, this invention relates to the composition of the conductive polymer aqueous solution as shown below, and a conductive polymer film. The conductive polymer film obtained from the composition can be used as, for example, a film having an antistatic function, a transparent conductive film, or a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor.
[1] 0.01 to 10 weight of polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2) %, And a conductive polymer aqueous solution containing 0.001 to 10% by weight of the thickener (B).
[上記式(1)及び式(2)中、Lは、下記式(3)又は式(4)を表し、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium. Represents a cation. ]
[上記式(3)中、lは、6〜12の整数を表す。] [In said formula (3), l represents the integer of 6-12. ]
[上記式(4)中、mは、1〜6の整数を表す。R2は、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
[2] 増粘剤(B)が、ポリビニル系樹脂であることを特徴とする[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[3] 増粘剤(B)が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ−N−ビニルアセトアミド、及びそれらそれぞれの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[4] 増粘剤(B)が、ポリ−N−ビニルアセトアミド又はその共重合体であることを特徴とする、[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[5] 増粘剤(B)が、平均分子量約1,000〜3,000,000のポリN−ビニルアセトアミド又はその共重合体である、[1]乃至[4]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[6]界面活性剤(C)を含むことを特徴とする[1]乃至[5]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[7]糖類(E)を含むことを特徴とする[1]乃至[6]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[8] 導電性高分子水溶液の粘度が、1,000〜100,000mPa・sであることを特徴とする、[1]乃至[7]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[9] 導電性高分子水溶液中の固形分(水以外の全成分)濃度が、0.1〜30重量%の範囲であることを特徴とする、[1]乃至[8]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[10] 導電性向上剤を含まないことを特徴とする、[1]乃至[9]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[11] [1]乃至[10]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液を乾燥させることを特徴とする膜の製造方法。
[12] 下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)と増粘剤(B)を含む膜。
[In said formula (4), m represents the integer of 1-6. R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
[2] The conductive polymer aqueous solution according to [1], wherein the thickener (B) is a polyvinyl resin.
[3] The thickener (B) is at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, poly-N-vinylacetamide, and their respective copolymers, [1] ] The conductive polymer aqueous solution of description.
[4] The conductive polymer aqueous solution according to [1], wherein the thickener (B) is poly-N-vinylacetamide or a copolymer thereof.
[5] The thickener (B) is poly N-vinylacetamide having an average molecular weight of about 1,000 to 3,000,000 or a copolymer thereof, according to any one of [1] to [4]. Conductive polymer aqueous solution.
[6] The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [5], which contains a surfactant (C).
[7] The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [6], which contains a saccharide (E).
[8] The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [7], wherein the conductive polymer aqueous solution has a viscosity of 1,000 to 100,000 mPa · s.
[9] The solid content (all components other than water) concentration in the aqueous conductive polymer solution is in the range of 0.1 to 30% by weight, according to any one of [1] to [8] The conductive polymer aqueous solution as described.
[10] The conductive polymer aqueous solution according to any one of [1] to [9], which does not contain a conductivity improver.
[11] A method for producing a film, comprising drying the aqueous conductive polymer solution according to any one of [1] to [10].
[12] A polythiophene (A) and a thickener (B) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2) Containing membrane.
[上記式(1)及び式(2)中、Lは、下記式(3)又は式(4)を表し、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium. Represents a cation. ]
[上記式(3)中、lは、6〜12の整数を表す。] [In said formula (3), l represents the integer of 6-12. ]
[上記式(4)中、mは、1〜6の整数を表す。R2は、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。] [In said formula (4), m represents the integer of 1-6. R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
本発明によれば、公知技術のような導電性向上剤を用いることなく、スクリーン印刷等に応用できる高粘度の新規な電性高分子水溶液を提供することができ、作製された導電性高分子膜は高い導電性を維持することができるという効果を示す。また、本発明の導電性高分子水溶液は、スクリーン印刷転写性に優れるという効果を示す。 According to the present invention, it is possible to provide a high-viscosity novel aqueous electropolymer solution that can be applied to screen printing or the like without using a conventional conductivity improver, and the produced electroconductive polymer. The film exhibits the effect that high conductivity can be maintained. In addition, the aqueous conductive polymer solution of the present invention exhibits an effect of excellent screen printing transferability.
また、本発明で得られた導電性高分子膜は耐熱性に優れ、さらに高分子や金属基材との密着性も向上することを見出した。 Moreover, it discovered that the conductive polymer film obtained by this invention was excellent in heat resistance, and also improved adhesiveness with a polymer or a metal base material.
本水溶液から形成される導電性高分子膜並びに被覆物品は、高い導電性を有しているため、帯電防止フィルム、透明導電膜等への使用が期待できる。 Since the conductive polymer film and the coated article formed from this aqueous solution have high conductivity, it can be expected to be used for an antistatic film, a transparent conductive film and the like.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の高分子水溶液は、下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を0.01〜10重量%含み、且つ増粘剤(B)を0.001〜10重量%含む導電性高分子水溶液。 The aqueous polymer solution of the present invention contains a polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): A conductive polymer aqueous solution containing 0.01 to 10% by weight and 0.001 to 10% by weight of the thickener (B).
[上記式(1)及び式(2)中、Lは、下記式(3)又は式(4)を表し、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or formula (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium. Represents a cation. ]
[上記式(3)中、lは、6〜12の整数を表す。] [In said formula (3), l represents the integer of 6-12. ]
[上記式(4)中、mは、1〜6の整数を表す。R2は、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
上記式(1)又は(2)中、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。
[In said formula (4), m represents the integer of 1-6. R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
In the above formula (1) or (2), M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation.
前記のアルカリ金属イオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、Liイオン、Naイオン、又はKイオンが好ましい。 Although it does not specifically limit as said alkali metal ion, For example, Li ion, Na ion, or K ion is preferable.
前記のアミン化合物の共役酸としては、アミン化合物にヒドロン(H+)が付加してカチオン種になったものを示す。当該アミン化合物の共役酸の基となるアミン化合物については、スルホン酸基と反応して共役酸を形成するものであればよく、特に限定するものではないが、例えば、sp3混成軌道を有するN(R1)3で表されるアミン化合物[共役酸としては[NH(R1)3]+で表される。]、又はsp2混成軌道を有するアミン化合物(例えば、ピリジン類化合物、イミダゾール類化合物等)が挙げられる。 As the conjugate acid of the amine compound, one obtained by adding hydrone (H + ) to the amine compound to become a cationic species. The amine compound that becomes a conjugate acid group of the amine compound is not particularly limited as long as it reacts with a sulfonic acid group to form a conjugate acid. For example, N (having sp3 hybrid orbitals ( An amine compound represented by R 1 ) 3 [the conjugate acid is represented by [NH (R 1 ) 3 ] + . Or amine compounds having sp2 hybrid orbitals (for example, pyridine compounds, imidazole compounds, etc.).
置換基R1は、各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又は置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基を表す。 Each of the substituents R 1 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent. .
炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a C3-C6 linear or branched alkyl group, For example, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- A butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、ハロゲン原子、アミノ基、又はヒドロキシ基を有する炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体的には、トリフルオロメチル基、又は2−ヒドロキシエチル基等が例示される。 Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent include a halogen atom, an amino group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a hydroxy group, specifically, a trifluoromethyl group, Or 2-hydroxyethyl group etc. are illustrated.
これらのうち、置換基R1としては、独立して、水素原子、メチル基、エチル基、又は2−ヒドロキシエチル基が好ましい。 Of these, the substituent R 1 is independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a 2-hydroxyethyl group.
前記N(R1)3で表されるアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン化合物(例えば、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジアミン等が挙げられる。 The amine compound represented by N (R 1 ) 3 is not particularly limited, and examples thereof include ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, isopropylamine, normal butylamine, and tarsha. Libutylamine, hexylamine, ethanolamine compounds (for example, aminoethanol, dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine), 3-amino-1,2-propanediol, 3-methylamino -1,2-propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine and the like.
また、前記sp2混成軌道を有するアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、イミダゾール化合物(例えば、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、1、2−ジメチルイミダゾール)、ピリジンピコリン、ルチジン等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、エタノールアミン化合物、イミダゾール化合物である。 The amine compound having the sp2 hybrid orbital is not particularly limited, and examples thereof include imidazole compounds (for example, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole), pyridine picoline, and lutidine. It is done. Of these, ethanolamine compounds and imidazole compounds are preferred.
すなわち、アミン化合物の共役酸としては、導電性に優れる点で、アンモニウム、モノエタノールアミンの共役酸、ジエタノールアミンの共役酸、トリエタノールアミンの共役酸、又はイミダゾールの共役酸等が好ましい。 That is, the amine compound conjugate acid is preferably ammonium, monoethanolamine conjugate acid, diethanolamine conjugate acid, triethanolamine conjugate acid, imidazole conjugate acid, or the like from the viewpoint of excellent conductivity.
前記の第4級アンモニウムカチオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルプロピルアンモニウムカチオン、テトラノルマルブチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルヘキシルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。入手の観点から、好ましくは、テトラメチルアンモニウムカチオン、又はテトラエチルアンモニウムカチオンである。 The quaternary ammonium cation is not particularly limited, and examples thereof include a tetramethylammonium cation, a tetraethylammonium cation, a tetranormalpropylammonium cation, a tetranormalbutylammonium cation, and a tetranormalhexylammonium cation. . From the viewpoint of availability, a tetramethylammonium cation or a tetraethylammonium cation is preferable.
上記式(3)中、lは、6〜12の整数を表し、好ましくは、6〜8の整数である。 In said formula (3), l represents the integer of 6-12, Preferably, it is an integer of 6-8.
上記式(4)中、R2は水素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。 In the formula (4), R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom.
炭素数3〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、2−エチルブチル基、又はシクロヘキシル基等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a C3-C6 linear or branched alkyl group, For example, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include a butyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a tert-pentyl group, a cyclopentyl group, an n-hexyl group, a 2-ethylbutyl group, and a cyclohexyl group.
式(4)のR2については、成膜性の点で、水素原子、メチル基、エチル基、又はフッ素原子であることが好ましい。 R 2 in the formula (4) is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a fluorine atom from the viewpoint of film formability.
上記式(4)中、mは、1〜6の整数を表し、好ましくは、mは、1〜4の整数であり、より好ましくは2である。 In said formula (4), m represents the integer of 1-6, Preferably, m is an integer of 1-4, More preferably, it is 2.
上記式(2)で表される構造単位は、上記式(1)で表される構造単位のドーピング状態を表す。 The structural unit represented by the above formula (2) represents the doping state of the structural unit represented by the above formula (1).
ドーピングにより絶縁体−金属転移を引き起こすドーパントは、アクセプタとドナーに分けられる。前者は、ドーピングにより導電性ポリマーの高分子鎖の近くに入り主鎖の共役系からπ電子を奪う。結果として、主鎖上に正電荷(正孔、ホール)が注入されるため、p型ドーパントとも呼ばれる。また、後者は、逆に主鎖の共役系に電子を与えることになり、この電子が主鎖の共役系を動くことになるため、n型ドーパントとも呼ばれる。 The dopant causing the insulator-metal transition by doping is divided into an acceptor and a donor. The former enters near the polymer chain of the conductive polymer by doping and takes π electrons from the conjugated system of the main chain. As a result, since positive charges (holes, holes) are injected onto the main chain, it is also called a p-type dopant. The latter is also referred to as an n-type dopant because it gives electrons to the conjugated system of the main chain, which moves in the conjugated system of the main chain.
本発明におけるドーパントは、ポリマー分子内に共有結合で結びついたスルホ基又はスルホナート基であり、p型ドーパントである。このように外部からドーパントを添加することなく導電性を発現するポリマーは自己ドープ型高分子と呼ばれている。 The dopant in the present invention is a sulfo group or a sulfonate group that is covalently bonded in the polymer molecule, and is a p-type dopant. Such a polymer that exhibits conductivity without adding a dopant from the outside is called a self-doped polymer.
本発明のポリチオフェン(A)は、下記式(5)で表されるチオフェンモノマーを、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることで製造することができる。 The polythiophene (A) of the present invention can be produced by polymerizing a thiophene monomer represented by the following formula (5) in water or an alcohol solvent in the presence of an oxidizing agent.
[上記式(5)中、Lは、上記と同じ定義である。Mは、金属イオンを表わす。]
式(5)におけるMで表される金属イオンとしては、特に限定するものではないが、遷移金属イオン、貴金属イオン、非鉄金属イオン、アルカリ金属イオン(例えば、Liイオン、Naイオン、及びKイオン)、又はアルカリ土類金属イオン等が挙げられる。
[In the above formula (5), L has the same definition as above. M represents a metal ion. ]
Although it does not specifically limit as a metal ion represented by M in Formula (5), A transition metal ion, a noble metal ion, a nonferrous metal ion, an alkali metal ion (for example, Li ion, Na ion, and K ion) Or alkaline earth metal ions.
重合後のポリマーは金属塩であるため、必要に応じて、得られたポリマーを酸処理することでMを水素イオンへ変換可能であり、さらにこれをアミン化合物と反応させることで、Mをアミン化合物の共役酸へ変換可能である。 Since the polymer after polymerization is a metal salt, M can be converted to a hydrogen ion by acid treatment of the obtained polymer, if necessary, and further reacted with an amine compound, whereby M is converted to an amine. The compound can be converted to a conjugate acid.
上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(3)で表される、本発明のポリチオフェンを得るためのチオフェンモノマーとしては、具体的には、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸ナトリウム、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸リチウム、6−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)ヘキサン−1−スルホン酸カリウム、8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸、8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸ナトリウム、及び8−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)オクタン−1−スルホン酸カリウム等が例示される。 As the thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention in which L is represented by the above formula (3) in the above formula (1) or (2), specifically, 6- (2,3-dihydro -Thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) hexane-1-sulfonic acid, 6- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin 2-yl) hexane-1-sodium sulfonate, 6- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) hexane-1-sulfonate lithium, 6 -(2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) hexane-1-sulfonic acid potassium, 8- (2,3-dihydro-thieno [3,4- b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1-sulfo Acid, sodium 8- (2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1-sulfonate, and 8- (2,3-dihydro-thieno [ 3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) octane-1-sulfonate potassium and the like.
上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(4)で表される、本発明のポリチオフェンを得るためのチオフェンモノマーとしては、具体的には、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロパンスルホン酸カリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−エチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ヘキシル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソプロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−フルオロ−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸カリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸アンモニウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸トリエチルアンモニウム、4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ブタンスルホン酸ナトリウム、4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ブタンスルホン酸カリウム、4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−ブタンスルホン酸ナトリウム、4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−ブタンスルホン酸カリウム、4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−フルオロ−1−ブタンスルホン酸ナトリウム、及び4−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−フルオロ−1−ブタンスルホン酸カリウム等が例示される。 As the thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention in which L is represented by the above formula (4) in the above formula (1) or (2), specifically, 3-[(2,3- Sodium dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1, 4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propanesulfonic acid potassium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1 -Sodium methyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-ethyl-1-propanesulfonic acid Sodium, 3-[(2, -Dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propyl-1-propanesulfonate sodium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b] ]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin 2-yl) methoxy] -1-pentyl-1-propanesulfonic acid sodium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy]- Sodium 1-hexyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopropyl-1-propanesulfone Sodium, sodium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isobutyl-1-propanesulfonate, 3-[(2, 3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopentyl-1-propanesulfonate sodium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4] b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] Dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl -1-propanesulfonic acid, ammonium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate, 3 -[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid triethylammonium, 4-[(2,3- Sodium dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1, 4] Potassium dioxin-2-yl) methoxy] -1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1 -Methyl-1-butane Sodium sulfonate, potassium 4-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-butanesulfonate, 4-[( 2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-butanesulfonate sodium, and 4-[(2,3-dihydrothieno [3] , 4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-butanesulfonate and the like.
本発明においてポリチオフェン(A)の導電率は、特に限定するものではないが、フィルム状態での導電率(電気伝導度)として、10S/cm以上であることが好ましい。 In the present invention, the electrical conductivity of the polythiophene (A) is not particularly limited, but the electrical conductivity (electric conductivity) in the film state is preferably 10 S / cm or more.
本発明における増粘剤(B)は、水溶性であれば特に限定されないが、例えば、既存のポリマーから適宜選択して使用することができる。例えば、ポリアクリル酸系樹脂(ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、又はそれらの共重合体)、セルロースエーテル樹脂(メチルセルロール、エチルセルロース)、及びポリビニル系樹脂(例えば、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール、及びポリ−N−ビニルアセトアミドまたはそれらの共重合体)からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。これらは単独で、或いは必要に応じて2種以上を併用することもできる。 Although the thickener (B) in this invention will not be specifically limited if it is water-soluble, For example, it can select from an existing polymer suitably and can be used. For example, polyacrylic acid resins (polyacrylic acid, polymethacrylic acid, or copolymers thereof), cellulose ether resins (methyl cellulose, ethyl cellulose), and polyvinyl resins (eg, polyvinylpyrrolidone, carboxyvinyl polymer, polyvinyl) It is preferably at least one selected from the group consisting of an alcohol and poly-N-vinylacetamide or a copolymer thereof. These may be used alone or in combination of two or more as required.
増粘剤(B)については、導電性高分子との相溶性が高く、高い導電性を維持することができるという効果に優れる点で、ポリビニル系樹脂であることが好ましく、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール、又はポリ−N−ビニルアセトアミド、及びそれらそれぞれの共重合体からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましく、ポリ−N−ビニルアセトアミド、又はその共重合体であることがより好ましい。 The thickener (B) is preferably a polyvinyl resin from the viewpoint that it is highly compatible with the conductive polymer and can maintain a high conductivity, and is preferably a polyvinyl pyrrolidone or carboxyvinyl. It is preferably at least one selected from the group consisting of a polymer, polyvinyl alcohol, or poly-N-vinylacetamide, and their respective copolymers, and is poly-N-vinylacetamide or a copolymer thereof. It is more preferable.
増粘剤(B)については、上記のような例示のうち、導電性高分子との相溶性が高く、高い導電性を維持することができるという効果に優れる点で、平均分子量約1,000〜3,000,000のポリ−N−ビニルアセトアミドであることが好ましく、平均分子量約2,000〜2,000,000のポリ−N−ビニルアセトアミドであることがより好ましい。 Regarding the thickener (B), among the above examples, the average molecular weight is about 1,000 in that the compatibility with the conductive polymer is high and the effect of being able to maintain high conductivity is excellent. Poly-N-vinylacetamide having a molecular weight of about 2,000 to 2,000,000 is more preferable.
上記の増粘剤(B)(例えば、ポリ−N−ビニルアセトアミド等)については、固体状、粉末状、半固体状、液状、又は溶液状等のものを用いることができるが、操作性の観点において、溶液状のものが好ましく、さらに水溶液状のものがより好ましい。水溶液状のものについては、その濃度が0.1〜40質量%であるものが好ましく、1〜20質量%程度であるものがより好ましい。なお、ポリ−N−ビニルアセトアミド水溶液における溶媒としては水をもちいることが好ましいが、水と共にエタノールなどのアルコール類、グリセリン類、グリコールエーテル類などの1種又は数種を混合して用いることもできる。 As for the thickener (B) (for example, poly-N-vinylacetamide), a solid, powder, semi-solid, liquid, or solution can be used. From the viewpoint, a solution is preferable, and an aqueous solution is more preferable. About the thing of aqueous solution, that whose density | concentration is 0.1-40 mass% is preferable, and what is about 1-20 mass% is more preferable. In addition, although it is preferable to use water as the solvent in the poly-N-vinylacetamide aqueous solution, it is also possible to use a mixture of one or several kinds of alcohols such as ethanol, glycerols, glycol ethers, etc. with water. it can.
ポリ−N−ビニルアセトアミド水溶液の具体例としては、昭和電工(株)製のポリ−N−ビニルアセトアミド(PNVA[登録商標])が挙げられ、例えばN−ビニルアセトアミドホモポリマー(商品名GE−191−103、GE−191−104、GE−191−107、GE−191−108、GE−191−053)、N−ビニルアセトアミドーアクリル酸ナトリウム共重合体(商品名GE−167−000)、などから選ばれた1種又は2種以上混合して使用することができる。 Specific examples of the poly-N-vinylacetamide aqueous solution include poly-N-vinylacetamide (PNVA [registered trademark]) manufactured by Showa Denko KK, for example, N-vinylacetamide homopolymer (trade name GE-191). -103, GE-191-104, GE-191-107, GE-191-108, GE-191-053), N-vinylacetamide-sodium acrylate copolymer (trade name GE-167-000), etc. 1 type or 2 types or more selected from can be used.
本発明の導電性高分子水溶液は、特に限定するものではないが、増粘剤(B)(固形分のことを指す)を0.001〜10重量%含む。なお、0.001重量%未満だと十分な増粘効果が得られない傾向があり、10重量%を超えると、沈殿物が発生し、版詰まりの原因となる傾向がある。 Although the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited, it contains 0.001 to 10% by weight of the thickener (B) (referring to solid content). When the amount is less than 0.001% by weight, a sufficient thickening effect tends not to be obtained. When the amount exceeds 10% by weight, a precipitate is generated, which tends to cause plate clogging.
増粘剤(B)(固形分のことを指す)の含有量については、導電性高分子との相溶性が高く、高い導電性を維持することができるという点で、好ましくは0.01〜8重量%であり、より好ましくは0.1〜5重量%である。 The content of the thickener (B) (which refers to the solid content) is preferably 0.01 to from the viewpoint that the compatibility with the conductive polymer is high and high conductivity can be maintained. It is 8% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight.
糖類(E)としては、特に限定するものではないが、例えば、エリトリトール、ペンタエリスリトール、インマトール、ラクチトール、マルチトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、スクロース等が挙げられる。より好ましくは、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ソルビトールである。 The saccharide (E) is not particularly limited, and examples thereof include erythritol, pentaerythritol, inmitol, lactitol, maltitol, mannitol, sorbitol, xylitol, and sucrose. More preferred are erythritol, pentaerythritol, and sorbitol.
糖類(E)の添加量としては、特に限定するものではないが、例えば、導電性高分子固形分の重量に対して0.01〜50倍重量であることが好ましく、より好ましくは0.05〜5倍重量である。 Although it does not specifically limit as addition amount of saccharide | sugar (E), For example, it is preferable that it is 0.01-50 times weight with respect to the weight of conductive polymer solid content, More preferably, it is 0.05. ~ 5 times weight.
本発明の導電性高分子水溶液の粘度(20℃)は、特に限定するものではないが、印刷に適するという点において、1,000〜100,000mPa・sであることが好ましい。 The viscosity (20 ° C.) of the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000 mPa · s in that it is suitable for printing.
本発明については、導電性向上剤を含まないことが好ましい。前記導電性向上剤は、一般的に、特定温度以上の沸点を有していて導電膜形成時の加熱によって徐々に揮発していくものを表し、その過程で、導電性ポリマーの配向を導電性にとって有利な配向に制御し、その結果、形成された導電膜の導電性を無添加の場合に比べて1桁(10倍)以上向上させる添加剤のことを意味する。 In the present invention, it is preferable not to include a conductivity improver. The conductivity improver generally has a boiling point higher than a specific temperature and gradually volatilizes by heating during the formation of the conductive film, and in the process, the orientation of the conductive polymer becomes conductive. This means an additive that controls the orientation advantageous for the film, and as a result, improves the conductivity of the formed conductive film by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition.
上記導電性向上剤としては、具体的には、例えば、以下(i)〜(vii)等の化合物を挙げることができる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。
(i)沸点が60℃以上で分子内に少なくとも1つのケトン基を有する化合物
(ii)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのエーテル基を有する化合物
(iii)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのスルフィニル基を有する化合物
(iv)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのアミド基を有する化合物
(v)沸点が50℃以上で分子内に少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物
(vi)沸点が100℃以上で分子内に2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物
(vii)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのラクタム基を有する化合物
沸点が60℃以上で分子内に少なくとも1つのケトン基を有する化合物(i)としては、例えば、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。
Specific examples of the conductivity improver include compounds such as (i) to (vii) below. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
(I) a compound having a boiling point of 60 ° C. or more and having at least one ketone group in the molecule (ii) a compound having a boiling point of 100 ° C. or more and having at least one ether group in the molecule (iii) a molecule having a boiling point of 100 ° C. or more Compound (iv) having at least one sulfinyl group in it (iv) Compound having a boiling point of 100 ° C. or more and at least one amide group in the molecule (v) Compound having a boiling point of 50 ° C. or more and having at least one carboxyl group in the molecule (Vi) a compound having a boiling point of 100 ° C. or more and having two or more hydroxyl groups in the molecule (vii) a compound having a boiling point of 100 ° C. or more and having at least one lactam group in the molecule; Examples of the compound (i) having at least one ketone group include isophorone, propylene carbonate, and γ-butyrolas. Tons, beta-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのエーテル基を有する化合物(ii)としては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2−フェノキシエタノール、ジオキサン、モルホリン、4−アクリロイルモルホリン、N−メチルモルホリンN−オキシド、4−エチルモルホリン、2−メトキシフラン等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (ii) having a boiling point of 100 ° C. or higher and having at least one ether group in the molecule include diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2-phenoxyethanol, dioxane, morpholine, 4-acryloylmorpholine, N-methylmorpholine N-oxide, 4-ethylmorpholine, 2-methoxyfuran and the like can be mentioned. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのスルフィニル基を有する化合物(iii)としては、例えば、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (iii) having a boiling point of 100 ° C. or higher and having at least one sulfinyl group in the molecule include dimethyl sulfoxide and the like. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのアミド基を有する化合物(iv)としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−エチルアセトアミド、N−フェニル−N−プロピルアセトアミド、ベンズアミド等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (iv) having a boiling point of 100 ° C. or more and having at least one amide group in the molecule include N, N-dimethylacetamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-ethylacetamide. N-phenyl-N-propylacetamide, benzamide and the like. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が50℃以上で分子内に少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物(v)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メタン酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、安息香酸、p−トルイル酸、p−クロロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、1−ナフトエ酸、2−ナフトエ酸、フタル酸、イソフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (v) having a boiling point of 50 ° C. or more and having at least one carboxyl group in the molecule include acrylic acid, methacrylic acid, methanoic acid, ethanoic acid, propanoic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, and octane. Acid, decanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, p-toluic acid, p-chlorobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, 1-naphthoic acid, 2-naphthoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, oxalic acid, malonic acid, Examples include succinic acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid and the like. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が100℃以上で分子内に2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物(vi)としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、β−チオジグリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、カテコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、エリトリトール、インマトール、ラクチトール、マルチトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、スクロース等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (vi) having a boiling point of 100 ° C. or more and having two or more hydroxyl groups in the molecule include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, β-thiodiglycol, triethylene glycol, and tripropylene. Glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, catechol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, erythritol, inmitol, lactitol , Maltitol, mannitol, sorbitol, xylitol, sucrose and the like. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのラクタム基を有する化合物(vii)としては、例えば、N−メチルピロリドン、β−ラクタム、γ−ラクタム、δ−ラクタム、ε−カプロラクタム、ラウロラクタム等が挙げられる。ただし、これらの化合物のうち、前述の通り、無添加の場合と対比して導電性を1桁(10倍)以上向上させる効果を有しないものについては、導電性向上剤とみなさない。 Examples of the compound (vii) having a boiling point of 100 ° C. or higher and having at least one lactam group in the molecule include N-methylpyrrolidone, β-lactam, γ-lactam, δ-lactam, ε-caprolactam, laurolactam and the like. Can be mentioned. However, among these compounds, as described above, those that do not have the effect of improving the conductivity by one digit (10 times) or more as compared with the case of no addition are not regarded as conductivity improvers.
本発明の導電性高分子水溶液は、さらに、非イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の界面活性剤(C)を含んでいてもよく、導電性高分子水溶液における当該界面活性剤(C)の含有量としては、0.001〜10重量%が好ましく、0.1〜5重量%がより好ましい。 The aqueous conductive polymer solution of the present invention may further contain at least one surfactant (C) selected from the group consisting of a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant. As content of the said surfactant (C), 0.001 to 10 weight% is preferable and 0.1 to 5 weight% is more preferable.
界面活性剤(C)としては、例えば、アニオン界面活性剤(例えば、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウムやドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等)、カチオン界面活性剤(例えば、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド等)、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、又はシリコーン系界面活性剤等が使用できるが、より好ましくは非イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一種である。 Examples of the surfactant (C) include anionic surfactants (for example, sodium lauryl alcohol sulfate ester and sodium dodecylbenzenesulfonate), cationic surfactants (for example, dodecyltrimethylammonium chloride), nonionic surfactants, and the like. An agent, an amphoteric surfactant, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or the like can be used, but more preferably at least one selected from the group consisting of a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant.
非イオン界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、ポリエチレングリコール型界面活性剤、アセチレングリコール型界面活性剤、多価アルコール型界面活性剤、高分子型非イオン界面活性剤等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, For example, a polyethyleneglycol type surfactant, an acetylene glycol type surfactant, a polyhydric alcohol type surfactant, a polymeric nonionic surfactant etc. are mentioned. It is done.
前記のポリエチレングリコール型界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、又はポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。 Examples of the polyethylene glycol surfactant include higher alcohol ethylene oxide adduct, alkylphenol ethylene oxide adduct, fatty acid ethylene oxide adduct, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adduct, higher alkylamine ethylene oxide adduct, Examples thereof include an ethylene oxide adduct of fats and oils or a polypropylene glycol ethylene oxide adduct.
アセチレングリコール型界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、サーフィノール(エアプロダクツ社製)、オルフィン(日信化学工業社製)等が挙げられる。 Examples of the acetylene glycol type surfactant include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, Surfynol (manufactured by Air Products), orphine (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.). Etc.
多価アルコール型界面活性剤としては、例えば、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、高アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol surfactant include glycerol fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, sorbitol and sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, high alcohol alkyl ether, alkanolamine fatty acid amide and the like. Can be mentioned.
両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、ベタイン型両性界面活性剤が挙げられる。ベタイン型両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、アルキルジメチルベタイン、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as an amphoteric surfactant, For example, a betaine type | mold amphoteric surfactant is mentioned. The betaine-type amphoteric surfactant is not particularly limited, and examples thereof include alkyldimethylbetaine, lauryldimethylbetaine, stearyldimethylbetaine, and lauryldihydroxyethylbetaine.
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されないが、プラスコート RY−2、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、又はパーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。 The fluorosurfactant is not particularly limited as long as it has a perfluoroalkyl group, but plus coat RY-2, perfluoroalkane, perfluoroalkylcarboxylic acid, perfluoroalkylsulfonic acid, or perfluoroalkylethylene. And oxide adducts.
シリコーン系界面活性剤としては特に限定されないが、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、ヒドロキシル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、又はシリコーン変性アクリル化合物などが挙げられる。 The silicone-based surfactant is not particularly limited, but polyether-modified polydimethylsiloxane, polyetherester-modified polydimethylsiloxane, hydroxyl group-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, acrylic group-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, acrylic group-containing Examples thereof include polyester-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyether-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyester-modified polydimethylsiloxane, and silicone-modified acrylic compound.
フッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤はレベリング剤として塗膜の平坦性を改善するのに有効である。 Fluorine-based surfactants and silicone-based surfactants are effective for improving the flatness of the coating film as leveling agents.
本発明において、界面活性剤(C)は、水への溶解度が0.01重量%以上であることが好ましく、且つHLBが7〜20の範囲である界面活性剤であることが好ましい。 In the present invention, the surfactant (C) is preferably a surfactant having a water solubility of 0.01% by weight or more and an HLB in the range of 7-20.
また、グリフィン法HLB(Hydrophile−Lipophile Balance)は界面活性剤の親水性を表す数値である。値が大きいほど親水性が大きいことを示し、次式で表される。 The Griffin method HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is a numerical value representing the hydrophilicity of the surfactant. It shows that hydrophilic property is so large that a value is large, and it represents with following Formula.
非イオン界面活性剤のグリフィン法HLB
=(親水基部分の分子量)/(界面活性剤の分子量)×100/5
=(親水基重量)/(疎水基重量+親水基重量)×100/5
=(親水基の重量%)/5
界面活性剤(C)の導電性高分子水溶液への添加方法は、固体で添加しても良く、あらかじめ水溶液として調整したものを添加しても良い。その際、導電性高分子水溶液に単独で添加してもよいし、2種以上を混合して添加してもよい。
Griffin method HLB of nonionic surfactant
= (Molecular weight of hydrophilic group part) / (Molecular weight of surfactant) × 100/5
= (Weight of hydrophilic group) / (weight of hydrophobic group + weight of hydrophilic group) × 100/5
= (Weight% of hydrophilic group) / 5
As a method for adding the surfactant (C) to the aqueous conductive polymer solution, it may be added as a solid, or a solution prepared in advance as an aqueous solution may be added. In that case, you may add independently to a conductive polymer aqueous solution, and may mix and add 2 or more types.
本発明の導電性高分子水溶液が界面活性剤(C)を含む場合、当該導電性高分子水溶液は、ポリチオフェン(A)を0.1〜10重量%、増粘剤(B)を0.001〜10重量%、界面活性剤(C)0.001〜10重量%含むことが好ましい。 When the conductive polymer aqueous solution of the present invention contains a surfactant (C), the conductive polymer aqueous solution contains 0.1 to 10% by weight of polythiophene (A) and 0.001 of the thickener (B). It is preferable to contain 10 to 10 weight% and surfactant (C) 0.001 to 10 weight%.
本発明の導電性高分子水溶液を調製する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明のポリチオフェン(A)の水溶液又は固体と、増粘剤(B)と、必要に応じて界面活性剤(C)必要に応じて水と、必要に応じてその他添加剤を使用するができる。これらを任意の順で混合することにより本発明の導電性高分子水溶液を調製することができる。 The method for preparing the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited. For example, the aqueous solution or solid of the polythiophene (A) of the present invention, the thickener (B), and as necessary. Surfactant (C) Water and other additives can be used as necessary. By mixing these in any order, the conductive polymer aqueous solution of the present invention can be prepared.
本発明の導電性高分子水溶液を調製する方法としては、特に制限されず、公知の攪拌機や分散機により混合することで実施できる。例えば、マグネチックスターラー、メカニカルスターラー、インペラー撹拌機、プロペラ付撹拌機、ホモミキサー、ホモディスパー、又は高圧ホモジナイザー等を用いた調製方法が挙げられ、いくつかの方法を組み合わせて実施しても良い。 The method for preparing the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited and can be carried out by mixing with a known stirrer or disperser. For example, a preparation method using a magnetic stirrer, a mechanical stirrer, an impeller stirrer, a stirrer with a propeller, a homomixer, a homodisper, a high-pressure homogenizer, or the like may be mentioned, and several methods may be combined.
また、プロペラ付撹拌機、ホモミキサー、ホモディスパー等を用いる場合の好ましい回転条件(回転数)は、500rpm以上であり、より好ましくは1000rpm以上である。回転数の上限は特に制限されないが、例えば50000rpmが好ましい。 Moreover, the preferable rotation conditions (rotation speed) when using a stirrer with a propeller, a homomixer, a homodisper, etc. are 500 rpm or more, More preferably, it is 1000 rpm or more. The upper limit of the rotation speed is not particularly limited, but is preferably 50000 rpm, for example.
ここで、混合する際の温度は、特に限定するものではないが、例えば、室温〜加温下で行うことができる。好ましくは0℃以上100℃以下が好ましい。 Here, the temperature at the time of mixing is not particularly limited, but can be performed, for example, from room temperature to warming. Preferably it is 0 degreeC or more and 100 degrees C or less.
混合する際の雰囲気は、特に限定するものではないが、大気中でも、不活性ガス中でも良い。 The atmosphere at the time of mixing is not particularly limited, but may be in the air or in an inert gas.
本発明の導電性高分子水溶液のpHは10以下であることが好ましく、9以下であることがより好ましい。さらに、本発明の導電性高分子水溶液のpHは、1.5以上9.5以下の範囲が好ましく、1.5以上9以下の範囲内がより好ましい。ここで、pHを調整する手順としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリチオフェン(A)と増粘剤(B)等を混合した後、アミン化合物(D)を添加することにより調整することができる。また、ポリチオフェン(A)の水溶液に予めアミン化合物(D)を添加することによってpH調整することができる。また、pHが2以下の酸性領域で使用する場合には、必ずしもアミンを添加する必要はない。 The pH of the aqueous conductive polymer solution of the present invention is preferably 10 or less, and more preferably 9 or less. Furthermore, the pH of the aqueous conductive polymer solution of the present invention is preferably in the range of 1.5 or more and 9.5 or less, and more preferably in the range of 1.5 or more and 9 or less. Here, the procedure for adjusting the pH is not particularly limited. For example, the pH is adjusted by adding the amine compound (D) after mixing the polythiophene (A) and the thickener (B). be able to. Moreover, pH can be adjusted by adding an amine compound (D) to the aqueous solution of polythiophene (A) previously. Moreover, when using in the acidic region whose pH is 2 or less, it is not always necessary to add an amine.
アミン化合物(F)としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジアミン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、1、2−ジメチルイミダゾール、ピリジン、ピコリン、ルチジン等が挙げられる。添加する際には、ニートでも水溶液でも良い。 The amine compound (F) is not particularly limited. For example, ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, isopropylamine, normal butylamine, tertiary butylamine, hexylamine, aminoethanol. , Dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, 3-amino-1,2-propanediol, 3-methylamino-1,2-propanediol 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, pyridine, picoline, rutile Emissions, and the like. When adding, it may be neat or an aqueous solution.
本発明の導電性高分子水溶液には粘度調整等で必要に応じてアルコールを添加してもよい。当該アルコールとしては、特に限定するものではないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、又はブトキシエタノール等が好ましい。より好ましくは、エタノール、プロパノール、又はブトキシエタノールである。 Alcohol may be added to the conductive polymer aqueous solution of the present invention as necessary for viscosity adjustment or the like. Although it does not specifically limit as said alcohol, For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, or butoxyethanol etc. are preferable. More preferably, it is ethanol, propanol, or butoxyethanol.
本発明の導電性高分子水溶液に添加するアルコールの添加量としては、添加前の水溶液中に溶解している成分がアルコール添加により析出しない範囲の添加量であれば特に問題ないが、導電性高分子水溶液中において、0.1重量%〜60重量%であることが好ましく、より好ましくは1重量%〜40重量%である。 The amount of alcohol added to the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited as long as the amount of the component dissolved in the aqueous solution before the addition does not precipitate due to the addition of alcohol. In the molecular aqueous solution, the content is preferably 0.1% by weight to 60% by weight, and more preferably 1% by weight to 40% by weight.
本発明の導電性高分子水溶液を混合する際には、スターラーチップ、攪拌羽根等による一般的な混合溶解操作に加えて、超音波照射、ホモジナイズ処理(例えば、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー等の使用)を行ってもよい。ホモジナイズ処理する場合には、ポリマーの熱劣化を防ぐため、冷温しながら行うことが好ましい。 When mixing the aqueous conductive polymer solution of the present invention, in addition to general mixing and dissolving operations using a stirrer chip, a stirring blade, etc., ultrasonic irradiation, homogenization treatment (for example, mechanical homogenizer, ultrasonic homogenizer, high-pressure homogenizer) May be used). In the case of homogenizing treatment, it is preferable to carry out the treatment while cooling in order to prevent thermal degradation of the polymer.
本発明の導電性高分子水溶液の濃度調整は、配合比で調整しても良いし、配合後に濃縮により調整しても良い。濃縮の方法は、減圧下に溶媒を留去する方法であっても、限外ろ過膜を利用する方法であっても良い。 The concentration adjustment of the aqueous conductive polymer solution of the present invention may be adjusted by the mixing ratio, or may be adjusted by concentration after mixing. The concentration method may be a method of distilling off the solvent under reduced pressure, or a method using an ultrafiltration membrane.
本発明の導電性高分子水溶液の中のポリチオフェン(A)の濃度は0.001重量%以上であれば特に限定するものではないが、好ましくは0.01重量%〜10重量%の範囲である。なお、本願発明のポリチオフェン(A)及び増粘剤(B)を含む導電性高分子水溶液は、塗布後、乾燥・脱水されるため、前記の濃度範囲で良好な均一膜を得ることができる。 The concentration of polythiophene (A) in the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited as long as it is 0.001% by weight or more, but is preferably in the range of 0.01% by weight to 10% by weight. . In addition, since the conductive polymer aqueous solution containing the polythiophene (A) and the thickener (B) of the present invention is dried and dehydrated after coating, a good uniform film can be obtained in the above concentration range.
以上に示した本願発明の導電性水溶液については、特に限定するものではないが、下記(組成(X−1)〜組成(X−700))の様な具体的な組成物を例示することができる。 Although it does not specifically limit about the electroconductive aqueous solution of this invention shown above, Specific composition like the following (composition (X-1)-composition (X-700)) may be illustrated. it can.
なお、組成(X−1)〜組成(X−700)の各成分については、下記の通りである。 In addition, about each component of a composition (X-1)-a composition (X-700), it is as follows.
(A)前記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン。 (A) A polythiophene comprising at least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the following formula (2).
(B−1)ポリアクリル酸
(B−2)ポリメタクリル酸
(B−3)アクリル酸の共重合物
(B−4)メタクリル酸の共重合物
(B−5)メチルセルロール
(B−6)エチルセルロース
(B−7)ポリビニルピロリドン
(B−8)ビニルピロリドンの共重合体
(B−9)カルボキシビニルポリマー
(B−10)カルボキシビニルの共重合体
(B−11)ポリビニルアルコール
(B−12)ビニルアルコールの共重合体
(B−13)ポリ−N−ビニルアセトアミド
(B−14)N−ビニルアセトアミドの共重合体
(C−1)2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール
(C−2)サーフィノール
(C−3)オルフィン
(C−4)ラウリルジメチルベタイン
(C−5)ステアリルジメチルベタイン
(C−6)プラスコート RY−2
(C−7)ドデシルベンゼンスルホン酸
(D−1)トリエチルアミン
(D−2)モノエタノールアミン
(D−3)ジエタノールアミン
(D−4)トリエタノールアミン
(E−1)エリトリトール
(E−2)ソルビトール
(B-1) Polyacrylic acid (B-2) Polymethacrylic acid (B-3) Copolymer of acrylic acid (B-4) Copolymer of methacrylic acid (B-5) Methylcellulose (B-6) ) Ethyl cellulose (B-7) Polyvinylpyrrolidone (B-8) Copolymer of vinylpyrrolidone (B-9) Carboxyvinyl polymer (B-10) Copolymer of carboxyvinyl (B-11) Polyvinyl alcohol (B-12) ) Copolymer of vinyl alcohol (B-13) Poly-N-vinylacetamide (B-14) Copolymer of N-vinylacetamide (C-1) 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne -4,7-diol (C-2) Surfynol (C-3) Orphine (C-4) Lauryldimethylbetaine (C-5) Stearyldimethylbetaine (C-6) Plus Coat RY-2
(C-7) Dodecylbenzenesulfonic acid (D-1) Triethylamine (D-2) Monoethanolamine (D-3) Diethanolamine (D-4) Triethanolamine (E-1) Erythritol (E-2) Sorbitol
本発明の導電性高分子水溶液については、水以外の全成分の濃度が、0.1〜30重量%の範囲であることが好ましい。 About the electroconductive polymer aqueous solution of this invention, it is preferable that the density | concentration of all the components other than water is the range of 0.1 to 30 weight%.
本発明の導電性高分子水溶液中の固形分の粒径は、特に限定するものではないが、小さいほど水溶性が良好であり、導電性や成膜時の均一な膜形成の観点からも望ましい。例えば、室温又は加温下で調製した導電性高分子水溶液の固形分濃度が10重量%以下の場合、固形分の粒子径(D50)が0.02μm以下であれば、水溶性がより良好となる。 The particle size of the solid content in the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited, but the smaller the particle size, the better the water solubility, which is desirable from the viewpoint of conductivity and uniform film formation during film formation. . For example, when the solid content concentration of the aqueous conductive polymer solution prepared at room temperature or under heating is 10% by weight or less, the water solubility is better if the particle size (D50) of the solid content is 0.02 μm or less. Become.
本発明の導電性高分子水溶液から導電性高分子膜を形成する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明の導電性高分子水溶液を、支持体に塗布し乾燥することで支持体上に導電性高分子膜が簡便に得られる。 The method for forming the conductive polymer film from the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited. For example, the conductive polymer aqueous solution of the present invention is applied to a support and dried. A conductive polymer film can be easily obtained on the support.
支持体としては、本発明の導電性高分子水溶液が塗布可能なものであれば特に限定するものではないが、例えば、高分子基材又は無機基材が挙げられる。高分子基材としては、例えば、熱可塑性樹脂、不織布、紙、レジスト膜基板等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート等が挙げられる。不織布としては、例えば、天然繊維、合成繊維、又はガラス繊維製のいずれでもよい。紙としては一般的なセルロースを主成分とするものでよい。無機基材としては、ガラス、セラミックス、酸化アルミニウム、酸化タンタル等が挙げられる。 The support is not particularly limited as long as the conductive polymer aqueous solution of the present invention can be applied, and examples thereof include a polymer substrate and an inorganic substrate. Examples of the polymer substrate include thermoplastic resins, nonwoven fabrics, paper, resist film substrates, and the like. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polycarbonate, and the like. As a nonwoven fabric, any of a natural fiber, a synthetic fiber, or glass fiber may be sufficient, for example. The paper may be composed mainly of general cellulose. Examples of the inorganic base material include glass, ceramics, aluminum oxide, and tantalum oxide.
導電性高分子水溶液の塗布方法としては、例えば、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ディスペンサ法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、等が挙げられる。 Examples of the coating method of the conductive polymer aqueous solution include casting method, dipping method, bar coating method, dispenser method, roll coating method, gravure coating method, flexographic printing, screen printing method, offset printing method, and the like.
塗膜の乾燥温度は、均一な導電性高分子膜が得られる温度及び基材の耐熱温度以下であれば特に限定するものではないが、室温〜300℃の範囲であり、好ましくは室温〜250℃の範囲であり、さらに好ましくは室温〜200℃の範囲である。 The drying temperature of the coating film is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the temperature at which a uniform conductive polymer film can be obtained and the heat resistance temperature of the substrate, but it is in the range of room temperature to 300 ° C, preferably room temperature to 250. It is the range of ° C, and more preferably in the range of room temperature to 200 ° C.
乾燥雰囲気は大気中、不活性ガス中、真空中、又は減圧下のいずれであってもよい。高分子膜の劣化抑制の観点からは、窒素、アルゴン等の不活性ガス中が好ましい。 The dry atmosphere may be any of air, inert gas, vacuum, or reduced pressure. From the viewpoint of suppressing deterioration of the polymer film, it is preferably in an inert gas such as nitrogen or argon.
得られる導電性高分子膜の膜厚としては特に限定するものではないが、10−3〜102μmの範囲が好ましい。より好ましくは10−3〜10−1μmである。 Although it does not specifically limit as a film thickness of the conductive polymer film obtained, The range of 10 < -3 > -10 < 2 > micrometer is preferable. More preferably, it is 10 −3 to 10 −1 μm.
本発明の被覆物品は、例えば、帯電防止フィルム、固体電解コンデンサ用の固体電解質に加え、透明導電膜等として使用される。 The coated article of the present invention is used, for example, as a transparent conductive film in addition to an antistatic film and a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor.
以下に本発明に関する実施例を示す。 Examples relating to the present invention will be described below.
なお、本実施例で用いた分析機器及び測定方法を以下に列記する。 The analytical instruments and measurement methods used in this example are listed below.
[GC測定]
装置:Shimadzu製、GC−2014。
[GC measurement]
Apparatus: manufactured by Shimadzu, GC-2014.
[NMR測定]
装置:VARIAN製、Gemini−200。
[NMR measurement]
Apparatus: VARIAN, Gemini-200.
[表面抵抗率測定]
装置:三菱化学社製ロレスタGP MCP−T600。
[Surface resistivity measurement]
Apparatus: Loresta GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
[膜厚測定]
装置:BRUKER社製 DEKTAK XT。
[Film thickness measurement]
Apparatus: DEKTAK XT manufactured by BRUKER.
[粘度測定]
コンプリート型粘度計/BROOKFIELD VISCOMETER DV−1 Prime。
[Viscosity measurement]
Complete viscometer / BROOKFIELD VISCOMETER DV-1 Prime.
[粒径測定]
装置:日機装社製、Microtrac Nanotrac UPA−UT151。
[Particle size measurement]
Apparatus: Nikkiso Co., Ltd. Microtrac Nanotrac UPA-UT151.
[自己ドープ型導電性高分子の導電率測定]
自己ドープ型導電性ポリマーを含む水溶液0.5mlを25mm角の無アルカリガラス板に塗布し、室温で一晩乾燥した後、150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。膜厚及び表面抵抗値から、以下の式に基づき算出した。
[Measurement of conductivity of self-doped conductive polymer]
0.5 ml of an aqueous solution containing a self-doped conductive polymer was applied to a 25 mm square alkali-free glass plate, dried overnight at room temperature, and then heated at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive polymer film. It calculated based on the following formula | equation from the film thickness and the surface resistance value.
導電率[S/cm]=104/(表面抵抗率[Ω/□]×膜厚[μm])。
[接触角測定]
装置:協和界面科学株式会社製、FACE 接触角計 CA−X150型。
Electrical conductivity [S / cm] = 104 / (surface resistivity [Ω / □] × film thickness [μm]).
[Contact angle measurement]
Apparatus: Kyowa Interface Science Co., Ltd., FACE contact angle meter CA-X150 type.
厚さ100μmのAl箔を用い、各種導電性高分子水溶液の接触角を測定した。
[転写性評価:スクリーン印刷]
スクリーン版(34cm×44cm、パターンサイズ12cm×15cm)とスキージを用い、15cm×15cmの青板ガラスに対しスクリーン印刷を実施した。
Using an Al foil having a thickness of 100 μm, contact angles of various conductive polymer aqueous solutions were measured.
[Transferability evaluation: Screen printing]
Using a screen plate (34 cm × 44 cm, pattern size 12 cm × 15 cm) and a squeegee, screen printing was performed on a 15 cm × 15 cm blue plate glass.
評価指標については以下の通り、◎=にじみや擦れ、斑などが無く鮮明に転写可能、○=多少にじみ等があるが鮮明に転写可能、△=にじみ等が目立つ、×=全く転写できない。 The evaluation indices are as follows: ◎ = Able to be clearly transferred without blurring, rubbing, spots, etc., ○ = Slightly blurred but can be clearly transferred, Δ = Blurred, etc. conspicuous, × = No transfer at all.
合成例1(3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウムの合成) Synthesis Example 1 (Synthesis of sodium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate)
窒素雰囲気下、100mLナス型フラスコに60%水素化ナトリウム 0.437g(10.9mmol)、及びトルエン 37mLを仕込んだ後、(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)メタノール 1.52g(8.84ml)を添加した。その後、撹拌しながら還流温度に昇温させ、本還流温度で1時間攪拌した。その後、還流を継続しながら、2,4−ブタンスルトン 1.21g(8.89mmol)とトルエン 10mLとからなる混合液を滴下し、次いで還流温度でさらに2時間攪拌した。冷却後、得られた反応液をアセトン 160mLに滴下し再沈を行った。得られた粉末を濾過し、真空乾燥させることで1.82gの淡黄色粉末を収率62%で得た。NMR測定から、これが上記の式(6)で表される3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウムであることを確認した。 Under a nitrogen atmosphere, 0.437 g (10.9 mmol) of 60% sodium hydride and 37 mL of toluene were charged into a 100 mL eggplant-shaped flask, and then (2,3-dihydrothieno [3,4-b] [1,4] dioxin -2-yl) methanol 1.52 g (8.84 ml) was added. Thereafter, the temperature was raised to the reflux temperature while stirring, and the mixture was stirred at the reflux temperature for 1 hour. Thereafter, while continuing the reflux, a mixed solution consisting of 1.21 g (8.89 mmol) of 2,4-butane sultone and 10 mL of toluene was dropped, and then the mixture was further stirred at the reflux temperature for 2 hours. After cooling, the resulting reaction solution was added dropwise to 160 mL of acetone for reprecipitation. The obtained powder was filtered and vacuum-dried to obtain 1.82 g of a pale yellow powder with a yield of 62%. From NMR measurement, this is represented by the above formula (6) 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl- It was confirmed that it was sodium 1-propanesulfonate.
1H−NMR(D2O)δ(ppm);6.67(s,2H),4.54−4.60(m,1H),4.45(dd,1H,J=12.0,2.2Hz),4.26(dd,1H,J=12.0,6.8Hz),3.90−3.81(m,4H),3.10−3.18(m,1H),2.30−2.47(m,1H),1.77−1.92(m,1H),1.45(d,3H)。 1H-NMR (D2O) δ (ppm); 6.67 (s, 2H), 4.54 to 4.60 (m, 1H), 4.45 (dd, 1H, J = 12.0, 2.2 Hz ), 4.26 (dd, 1H, J = 12.0, 6.8 Hz), 3.90-3.81 (m, 4H), 3.10-3.18 (m, 1H), 2.30. -2.47 (m, 1H), 1.77-1.92 (m, 1H), 1.45 (d, 3H).
13C−NMR(D2O)δ(ppm);14.91,31.22,53.13,66.18,69.18,73.29,73.36,100.81,100.94,140.88,141.06。 13C-NMR (D2O) δ (ppm); 14.91, 31.22, 53.13, 66.18, 69.18, 73.29, 73.36, 100.81, 100.94, 140.88 141.06.
合成例2 ポリチオフェン(A)の合成[下記式(7)及び(8)で表される構造単位を含むポリマー]. Synthesis Example 2 Synthesis of polythiophene (A) [polymer containing structural units represented by the following formulas (7) and (8)].
500mlセパラブルフラスコに、合成例1に準じて合成した3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム 10g(30mmol)と水 150gを加えた。溶解後、室温下、無水塩化鉄(III) 2.94g(18.1mmol)を加えて20分攪拌した。その後、過硫酸ナトリウム 14.5g(60.4mmol)と水 100gからなる混合溶液を反応液温度が30℃以下を保持しながら滴下した。次いで、室温で3時間攪拌したのち、反応液を800gのアセトンに滴下させ黒色のNa型のポリマーを析出させた。ポリマーを濾過・真空乾燥することで、18.0gの3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウムの粗ポリマーを得た。 3-[(2,3-Dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1 synthesized according to Synthesis Example 1 in a 500 ml separable flask -10 g (30 mmol) of sodium propanesulfonate and 150 g of water were added. After dissolution, 2.94 g (18.1 mmol) of anhydrous iron (III) chloride was added at room temperature and stirred for 20 minutes. Thereafter, a mixed solution consisting of 14.5 g (60.4 mmol) of sodium persulfate and 100 g of water was added dropwise while maintaining the reaction solution temperature at 30 ° C. or lower. Next, after stirring at room temperature for 3 hours, the reaction solution was dropped into 800 g of acetone to deposit a black Na-type polymer. The polymer was filtered and vacuum-dried to obtain 18.0 g of 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1 -A crude polymer of sodium propanesulfonate was obtained.
次に、この粗ポリマー 14.5gに水を加え固形分2重量%に調製した水溶液 725gのうち700gを、陽イオン交換樹脂Lewatit MonoPlus S100(H型) 200mLを充填したカラムに通液(空間速度=1.1)することによりH型のポリマー水溶液を738g得た。更に、本ポリマー水溶液をクロスフロー式限外ろ過(ろ過器=ビバフロー200,分画分子量=5,000、透過倍率=5)により精製することにより上記式(7)及び(8)で表される構造単位を含むポリマーの濃群青色水溶液を698g取得した。前記ポリマー水溶液に含まれるポリマー量(固形物含量)は0.74重量%であった。また、ICP−MS分析を行ったところ、前記ポリマー水溶液は、その固形物量を基準として、鉄イオンを44ppm、ナトリウムイオンを12ppm、含んでいた。 Next, 700 g of 725 g of an aqueous solution prepared by adding water to 14.5 g of this crude polymer to a solid content of 2% by weight was passed through a column packed with 200 mL of the cation exchange resin Lewatit MonoPlus S100 (H type) (space velocity). = 1.1), 738 g of an H-type polymer aqueous solution was obtained. Furthermore, this polymer aqueous solution is expressed by the above formulas (7) and (8) by purifying the polymer aqueous solution by cross flow ultrafiltration (filter = Vivaflow 200, fractional molecular weight = 5,000, permeation rate = 5). 698 g of a deep blue aqueous solution of a polymer containing structural units was obtained. The polymer amount (solid content) contained in the polymer aqueous solution was 0.74% by weight. Further, when ICP-MS analysis was performed, the polymer aqueous solution contained 44 ppm of iron ions and 12 ppm of sodium ions based on the solid amount.
実施例1.
合成例2の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.0重量%含む導電性水溶液 285.00gに、増粘剤(B)としてポリ−N−ビニルアセトアミド(昭和電工社製、GE191−104、分子量300,000、以下、PNVA(104)と表す。)13質量%水溶液を6.25g(固形分として0.8125g)、及び濃度調整用の水を8.78g、加え、マグネチックスターラーを用いて攪拌混合し、固形分濃度が2.17重量%の導電性高分子水溶液を得た。この導電性高分子水溶液の粘度は10,340mPa・s(20℃)であった。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下、ホットプレート上で150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は204S/cmであった。結果を表28に示す。
Example 1.
To 285.00 g of a conductive aqueous solution containing 2.0% by weight of polythiophene (A) obtained by the method of Synthesis Example 2, poly-N-vinylacetamide (manufactured by Showa Denko KK, GE191-104) was added as a thickener (B). , Molecular weight 300,000, hereinafter referred to as PNVA (104).) 6.25 g of a 13% by mass aqueous solution (0.8125 g as a solid content) and 8.78 g of water for adjusting the concentration were added, and a magnetic stirrer was added. The mixture was stirred and mixed to obtain a conductive polymer aqueous solution having a solid content concentration of 2.17% by weight. The viscosity of this aqueous conductive polymer solution was 10,340 mPa · s (20 ° C.). 0.5 mL of this aqueous conductive polymer solution is cast on glass in the air, dried in the air at room temperature overnight, and then heated in air at 150 ° C. for 30 minutes on the hot plate to form a conductive polymer film. Got. The conductivity of this conductive polymer film was 204 S / cm. The results are shown in Table 28.
実施例2〜3.
実施例1においてポリ−N−ビニルアセトアミドの添加量を変更した以外は実施例1の方法に準じて実験及び測定を行った結果を表28に示す。
Examples 2-3.
Table 28 shows the results of experiments and measurements performed in accordance with the method of Example 1 except that the amount of poly-N-vinylacetamide added was changed in Example 1.
実施例12.
合成例2の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.0重量%含む導電性水溶液 285.00gに、増粘剤(B)としてポリ−N−ビニルアセトアミド(昭和電工社製、GE191−053、分子量1,500,000、以下、PNVA(053)と表す。)5質量%水溶液を15.0g(固形分として0.75g)加え、ホモミキサーを用いて攪拌混合(3000rpm)し、固形分濃度が2.15重量%の導電性高分子水溶液を得た。この導電性高分子水溶液の粘度は7,200mPa・s(20℃)であった。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下、ホットプレート上で150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は180S/cmであった。結果を表28に示す。
Example 12
To 285.00 g of a conductive aqueous solution containing 2.0% by weight of polythiophene (A) obtained by the method of Synthesis Example 2, poly-N-vinylacetamide (manufactured by Showa Denko KK, GE191-053) was added as a thickener (B). , Molecular weight 1,500,000, hereinafter referred to as PNVA (053)) 15.0 g of a 5% by mass aqueous solution (0.75 g as a solid content) was added, and the mixture was stirred and mixed (3000 rpm) using a homomixer. A conductive polymer aqueous solution having a concentration of 2.15% by weight was obtained. The viscosity of this aqueous conductive polymer solution was 7,200 mPa · s (20 ° C.). 0.5 mL of this aqueous conductive polymer solution is cast on glass in the air, dried in the air at room temperature overnight, and then heated in air at 150 ° C. for 30 minutes on the hot plate to form a conductive polymer film. Got. The conductivity of this conductive polymer film was 180 S / cm. The results are shown in Table 28.
実施例13.
実施例12において、ポリ−N−ビニルアセトアミドの添加量を変更した以外は実施例12の方法に準じて実験及び測定を行った結果を表28に示す。
Example 13
Table 28 shows the results of experiments and measurements performed in accordance with the method of Example 12, except that the amount of poly-N-vinylacetamide added was changed in Example 12.
これらの導電性高分子水溶液は、スクリーン印刷に応用できる高粘度を有し、高導電率を維持するものであった。 These conductive polymer aqueous solutions have high viscosity that can be applied to screen printing, and maintain high conductivity.
なお、実施例3のスクリーン印刷転写性の評価結果については、表31に示した。 The evaluation results of screen printing transferability of Example 3 are shown in Table 31.
比較例1.
合成例2の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.0重量%含む導電性水溶液について、当該導電性高分子水溶液の粘度は73mPa・sであった。当該導電性高分子水溶液を用いて、実施例1と同様の操作を行い、導電性高分子膜を得た。当該導電性高分子膜の導電率は244S/cmであった。その結果を表28に示す。
Comparative Example 1
Regarding the conductive aqueous solution containing 2.0% by weight of polythiophene (A) obtained by the method of Synthesis Example 2, the viscosity of the conductive polymer aqueous solution was 73 mPa · s. Using the aqueous conductive polymer solution, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a conductive polymer film. The conductivity of the conductive polymer film was 244 S / cm. The results are shown in Table 28.
比較例2.
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を 1.2重量%含む導電性水溶液 287.50gに、増粘剤(B)としてポリ−N−ビニルアセトアミド(昭和電工社製、GE191−104)を5.769g、及び濃度調整用の水を6.731g、加えてよく攪拌混合し、固形分濃度が1.40重量%の導電性高分子水溶液を得た。当該導電性高分子水溶液の粘度は874mPa・sであった。当該導電性高分子水溶液を用いて、実施例1と同様の操作を行い、導電性高分子膜を得た。当該導電性高分子膜の導電率は0.2S/cmであった。その結果を表28に示す。
Comparative Example 2
To 287.50 g of a conductive aqueous solution containing 1.2% by weight of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonic acid, poly-N-vinylacetamide (GE191-, manufactured by Showa Denko KK) as a thickener (B) was added. 104) and 6.731 g of water for adjusting the concentration were added and mixed well with stirring to obtain a conductive polymer aqueous solution having a solid content of 1.40% by weight. The viscosity of the conductive polymer aqueous solution was 874 mPa · s. Using the aqueous conductive polymer solution, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a conductive polymer film. The conductivity of the conductive polymer film was 0.2 S / cm. The results are shown in Table 28.
実施例4
実施例3で得られた導電性高分子水溶液0.5gをアルミ基板(2cm×5cm×厚み0.1μm)にキャストして加熱乾燥式水分計(エー・アンド・デイ社製MS−70)を用いて120℃で恒量になるまで乾燥した。得られた塗膜を加熱炉(ETTAS社製EOP−450B)中、125℃で300時間処理した後に、放冷し、室温下でセロハンテープを用いて簡易剥離試験を行い、密着性を評価した。基板から導電膜が剥離した場合には×、剥離しなかった場合には○とした。その結果を表29に示す。下記比較例3〜4と比較して、実施例4では導電膜は剥離せず密着性が改善した。
Example 4
A conductive polymer aqueous solution 0.5 g obtained in Example 3 was cast on an aluminum substrate (2 cm × 5 cm × thickness 0.1 μm), and a heat drying moisture meter (MS-70 manufactured by A & D Co., Ltd.) was used. Used to dry at 120 ° C. until constant weight. The obtained coating film was treated for 300 hours at 125 ° C. in a heating furnace (EOP-450B manufactured by ETTAS), then allowed to cool, and a simple peel test was performed using a cellophane tape at room temperature to evaluate adhesion. . When the conductive film was peeled off from the substrate, it was marked as x, and when it was not peeled off, it was marked as o. The results are shown in Table 29. Compared with the following comparative examples 3-4, in Example 4, the electrically conductive film did not peel and adhesiveness improved.
実施例5
合成例2の方法で得られたポリチオフェン(A)を2.0重量%含む導電性高分子水溶液 270.00gに、糖類(E)としてソルビトールを3.00g、増粘剤(B)としてポリ−N−ビニルアセトアミド(昭和電工社製、GE191−104)を14.32g、及び濃度調整用の水を12.68g加えてよく攪拌混合し、50%のモノエタノールアミンでpH5に調整した。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下、ホットプレート上で150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は64S/cmであった。
Example 5
270.00 g of a conductive polymer aqueous solution containing 2.0% by weight of polythiophene (A) obtained by the method of Synthesis Example 2, 3.00 g of sorbitol as a saccharide (E), and poly-as a thickener (B) 14.32 g of N-vinylacetamide (manufactured by Showa Denko KK, GE191-104) and 12.68 g of water for concentration adjustment were added and mixed well with stirring, and adjusted to pH 5 with 50% monoethanolamine. 0.5 mL of this aqueous conductive polymer solution is cast on glass in the air, dried in the air at room temperature overnight, and then heated in air at 150 ° C. for 30 minutes on the hot plate to form a conductive polymer film. Got. The conductivity of this conductive polymer film was 64 S / cm.
実施例6
実施例5で得られた導電性高分子水溶液を実施例4に準拠して密着性を評価した結果を表29に示す。実施例4と同様に密着性に改善が見られた。
Example 6
Table 29 shows the results of evaluating the adhesion of the aqueous conductive polymer solution obtained in Example 5 according to Example 4. As in Example 4, the adhesion was improved.
比較例3〜4
導電性高分子水溶液を合成例2又は比較例2で使用したものに変更した以外は実施例4に準拠して検討した結果を表29に示す。
Comparative Examples 3-4
Table 29 shows the results of investigation based on Example 4 except that the conductive polymer aqueous solution was changed to that used in Synthesis Example 2 or Comparative Example 2.
実施例7
実施例3で得られた導電性高分子水溶液中の導電性高分子の含有量が1.0重量%になるように水で希釈した溶液1.0gを3cm角のガラス基板にキャストして一晩室温で乾燥した。その後、ホットプレートで150℃×30分→200℃×30分処理して塗膜を作製した。得られた塗膜をETTAS社製EOP−450B中、125℃で300時間処理した後に、表面抵抗値(SR)を測定し初期値(SR0)からの変化倍率(SR/SR0)を調べた。その結果を表30に示す。下記比較例5と比較して、実施例7では変化倍率が小さく、耐熱性が改善した。
Example 7
1.0 g of a solution diluted with water so that the content of the conductive polymer in the aqueous conductive polymer solution obtained in Example 3 was 1.0% by weight was cast on a 3 cm square glass substrate. Dried overnight at room temperature. Then, it processed at 150 degreeC x 30 minutes-> 200 degreeC x 30 minutes with the hotplate, and produced the coating film. The obtained coating film was treated for 300 hours at 125 ° C. in EOP-450B manufactured by ETTAS, and then the surface resistance value (SR) was measured to determine the change rate (SR / SR0) from the initial value (SR0). The results are shown in Table 30. Compared with the following comparative example 5, in Example 7, the change magnification was small and heat resistance improved.
実施例8
実施例5で得られた導電性高分子水溶液を実施例7に準拠して評価した結果を表30に示す。耐熱性は実施例7と同様に改善した。
Example 8
Table 30 shows the results of evaluating the aqueous conductive polymer solution obtained in Example 5 according to Example 7. The heat resistance was improved in the same manner as in Example 7.
比較例5
導電性高分子水溶液を合成例2又は比較例2で使用したものに変更した以外は実施例7に準拠して検討した結果を表30に示す。
Comparative Example 5
Table 30 shows the results of investigation based on Example 7 except that the conductive polymer aqueous solution was changed to that used in Synthesis Example 2 or Comparative Example 2.
実施例9
実施例3で得られた導電性高分子水溶液 10gに、界面活性剤(C)としてアセチレングリコール型界面活性剤のオルフィン(日信化学工業社製、オルフィンEXP4200)を1%に希釈した水溶液を1g加えて、よく撹拌混合し、ポリチオフェン(A)、増粘剤(B)、界面活性剤(C)からなる、導電性高分子水溶液を得た。この導電性高分子水溶液を、大気下ガラス上に0.5mLキャストし、大気下室温で一晩乾燥した後、大気下、ホットプレート上で150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。この導電性高分子膜の導電率は175S/cmであった。また当該導電性高分子水溶液の粘度は18,191mPa・s、Al箔に対する接触角は75°であった。
Example 9
1 g of an aqueous solution obtained by diluting 1% of acetylene glycol type surfactant Olfine (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., Olphine EXP4200) as a surfactant (C) to 10 g of the conductive polymer aqueous solution obtained in Example 3 In addition, the mixture was well stirred and mixed to obtain a conductive polymer aqueous solution composed of polythiophene (A), thickener (B), and surfactant (C). 0.5 mL of this aqueous conductive polymer solution is cast on glass in the air, dried in the air at room temperature overnight, and then heated in air at 150 ° C. for 30 minutes on the hot plate to form a conductive polymer film. Got. The conductivity of this conductive polymer film was 175 S / cm. The conductive polymer aqueous solution had a viscosity of 18,191 mPa · s and a contact angle with respect to the Al foil of 75 °.
スクリーン印刷の転写性については非常に良好であった。 The transferability of screen printing was very good.
実施例10〜11
実施例9において界面活性剤(C)アセチレングリコール型界面活性剤のオルフィンを、フッ素系界面活性剤のプラスコートRY−2(互応化学社製)を変更した以外は実施例9の方法に準じて実験及び測定を行った結果(実施例10)、及び実施例9において界面活性剤(C)アセチレングリコール型界面活性剤のオルフィンを、アニオン系界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸(東京化成社製)を変更した以外は実施例9の方法に準じて実験及び測定を行った結果(実施例11)を表31に示す。
Examples 10-11
According to the method of Example 9, except that the surfactant (C) acetylene glycol type surfactant orphine was changed to Fluorosurfactant Plus Coat RY-2 (manufactured by Kanayo Chemical Co., Ltd.). Results of experiment and measurement (Example 10), and in Example 9, surfactant (C) acetylene glycol type surfactant orphine, anionic surfactant dodecylbenzenesulfonic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) Table 31 shows the results (Example 11) of the experiment and measurement performed in accordance with the method of Example 9 except that is changed.
スクリーン印刷性については非常に良好であった。 The screen printability was very good.
本発明の導電性高分子水溶液は、良好な導電性高分子膜を形成することから、導電性コーティング剤(帯電防止剤)、固体電解コンデンサの固体電解質(陰極材料)等に使用できる。さらに本導電性高分子水溶液は、高粘度であるため、低コストでかつ簡便にパターニングすることができるスクリーン印刷等といった、生産性に極めて優れた方法によって、導電性高分子を有する積層体が製造でき、各種電子機器のタッチパネルや表示素子における透明電極として用いられる透明導電積層体への応用が期待される。 Since the conductive polymer aqueous solution of the present invention forms a good conductive polymer film, it can be used as a conductive coating agent (antistatic agent), a solid electrolyte (cathode material) of a solid electrolytic capacitor, and the like. Furthermore, since the conductive polymer aqueous solution has a high viscosity, a laminate having a conductive polymer is produced by a method with extremely high productivity such as screen printing that can be easily patterned at low cost. It can be applied to transparent conductive laminates used as transparent electrodes in touch panels and display elements of various electronic devices.
また、本発明の導電性高分子水溶液は、導電性向上剤の添加が不要な為、従来公知の導電性高分子組成物に比べて保存安定性に優れるという点で、産業上非常に有用である。 Further, the aqueous conductive polymer solution of the present invention is very industrially useful in that it does not require the addition of a conductivity improver, and is superior in storage stability compared to conventionally known conductive polymer compositions. is there.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017141104 | 2017-07-20 | ||
JP2017141104 | 2017-07-20 | ||
JP2017195117 | 2017-10-05 | ||
JP2017195117 | 2017-10-05 | ||
JP2018011949 | 2018-01-26 | ||
JP2018011949 | 2018-01-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019131778A true JP2019131778A (en) | 2019-08-08 |
Family
ID=67544881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018047697A Pending JP2019131778A (en) | 2017-07-20 | 2018-03-15 | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019131778A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020230835A1 (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 昭和電工株式会社 | Conductive polymer composition and method for stably storing conductive polymer solution |
JP7515426B2 (en) | 2021-02-03 | 2024-07-12 | 信越ポリマー株式会社 | Conductive polymer dispersion and manufacturing method thereof, and conductive laminate and manufacturing method thereof |
JP7519932B2 (en) | 2021-02-16 | 2024-07-22 | 信越ポリマー株式会社 | Conductive polymer dispersion, conductive laminate and method for producing same |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005226072A (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Hc Starck Gmbh | Polythiophene composition for improving organic light-emitting diode |
JP2013204037A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Pentel Corp | Ink composition for ballpoint pen |
JP2015117367A (en) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | ナガセケムテックス株式会社 | Conductive resin composition and transparent conductive laminate |
JP2015117364A (en) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | ナガセケムテックス株式会社 | Conductive resin composition and transparent conductive laminate |
WO2015098632A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 日本ゼオン株式会社 | Composite particle for electrochemical element electrode |
JP2016102190A (en) * | 2014-06-19 | 2016-06-02 | 東ソー株式会社 | Copolymer, method for producing the same, conductive polymer aqueous solution thereof, and use thereof |
JP2016135839A (en) * | 2014-04-23 | 2016-07-28 | 東ソー株式会社 | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and article coated therewith |
JP2017101102A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 東ソー株式会社 | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film and article coated therewith |
JP2017105982A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-15 | 東ソー株式会社 | Antistatic thin film and antistatic solution |
JP2017112051A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 東ソー株式会社 | Transparent conductive film |
-
2018
- 2018-03-15 JP JP2018047697A patent/JP2019131778A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005226072A (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Hc Starck Gmbh | Polythiophene composition for improving organic light-emitting diode |
JP2013204037A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Pentel Corp | Ink composition for ballpoint pen |
JP2015117367A (en) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | ナガセケムテックス株式会社 | Conductive resin composition and transparent conductive laminate |
JP2015117364A (en) * | 2013-11-13 | 2015-06-25 | ナガセケムテックス株式会社 | Conductive resin composition and transparent conductive laminate |
WO2015098632A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 日本ゼオン株式会社 | Composite particle for electrochemical element electrode |
JP2016135839A (en) * | 2014-04-23 | 2016-07-28 | 東ソー株式会社 | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and article coated therewith |
JP2016102190A (en) * | 2014-06-19 | 2016-06-02 | 東ソー株式会社 | Copolymer, method for producing the same, conductive polymer aqueous solution thereof, and use thereof |
JP2017101102A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 東ソー株式会社 | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film and article coated therewith |
JP2017105982A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-15 | 東ソー株式会社 | Antistatic thin film and antistatic solution |
JP2017112051A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 東ソー株式会社 | Transparent conductive film |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020230835A1 (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 昭和電工株式会社 | Conductive polymer composition and method for stably storing conductive polymer solution |
JPWO2020230835A1 (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | ||
US12119135B2 (en) | 2019-05-16 | 2024-10-15 | Resonac Corporation | Electrically conductive polymer composition and method for stably storing electrically conductive polymer solution |
JP7515426B2 (en) | 2021-02-03 | 2024-07-12 | 信越ポリマー株式会社 | Conductive polymer dispersion and manufacturing method thereof, and conductive laminate and manufacturing method thereof |
JP7519932B2 (en) | 2021-02-16 | 2024-07-22 | 信越ポリマー株式会社 | Conductive polymer dispersion, conductive laminate and method for producing same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6645138B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and coated article | |
JP6485074B2 (en) | Copolymer, production method thereof, conductive polymer aqueous solution, and use thereof | |
JP6515609B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer membrane and coated article | |
JP6645141B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and coated article | |
JP6427887B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and conductive polymer film | |
JP6870351B2 (en) | Conductive compositions and their uses | |
JP6911293B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film and the coated article | |
JP6919192B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and its applications | |
WO2015194657A1 (en) | Copolymer, method for producing same, conductive polymer solution thereof, and use thereof | |
JP2018123213A (en) | Polythiophene and composition thereof, and use therefor | |
JP2017112051A (en) | Transparent conductive film | |
JP2019131778A (en) | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film | |
JP7279488B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and conductive polymer film | |
JP6977246B2 (en) | Antistatic thin film and antistatic aqueous solution | |
JP7159688B2 (en) | Ink containing conductive polymer and use thereof | |
JP2022142739A (en) | Conductive polymer composition, and conductive polymer film | |
JP7167570B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution, conductive polymer film, and coated article | |
JP7003671B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and conductive polymer film | |
JP7151065B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and its use | |
JP2022114676A (en) | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film | |
JP2017155399A (en) | Conductive polymer aqueous solution with which fiber is to be impregnated | |
JP7206730B2 (en) | Conductive polymer aqueous solution and conductive polymer film | |
JP7018177B2 (en) | Conductive polymer-containing ink and its applications | |
JP2022103004A (en) | Conductive polymer composition and conductive polymer film | |
JP7501108B2 (en) | Conductive polymer composition and its uses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220607 |